Question

【題目】實際生活中，用電器接通電源后，都伴有熱量的產生，小明在“探究電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關”時，采用了如圖所示的實驗裝置，其中a、b、c、d四個相同的容器密閉著等量空氣并與U形管緊密相連，實驗前U形管兩端液面相平，將1、2和3、4導線分別接到電源兩端。

（1）在實驗過程中，通過觀察U形管中________的變化來比較電流通過電阻絲產生熱量的多少。

（2）圖甲所示的裝置是用來研究電流通過電阻絲產生的熱量與________的關系，分析圖乙所示的裝置的實驗現象， 可以得出的結論是： _______.

（3）利用圖甲裝置探究“比較不同物質吸熱能力”

（a）在兩個完全相同的容器中分別裝入___、初溫都相同的水和煤油

（b）為了完成實驗，應將b瓶中的電阻絲變為_____Ω ，可以認為在相同時間內水和煤油吸收的熱量___

（c）根據實驗測得的數據繪制圖丙圖像，由圖像可知煤油的比熱容是 ______

Answer 1

【答案】液面高度 電阻 在電阻和通電時間相同時，通過導體的電流越大，導體產生的熱量越多 質量 5 相等

【解析】

(1)[1]電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但空氣盒內溫度的變化可以通過U形管液面高度差的變化來反映，這種研究方法為轉換法；

(2)[2]如圖甲，兩個電阻串聯在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，根據控制變量法可知，這是探究電流產生熱量跟電阻的關系；

[3]圖乙裝置中兩個5Ω的電阻并聯后再與一個5Ω的電阻串聯，由串聯電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端電阻的電流相等，即；兩個5Ω的電阻并聯，根據并聯電路的電流特點知：

所以，燒瓶內的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時間相等，電流不同，根據控制變量法可知，這是探究電流產生熱量跟電流的關系；通過一段時間，c容器中U形管液面高度差大，電流產生的熱量多；分析圖乙兩裝置的實驗現象，可以得出的結論是：在電阻和通電時間相同時，通過導體的電流越大，導體產生的熱量越多。

(3)[4]根據控制變量法，要比較不同物質的吸熱能力，要控制不同物質的質量相同，故在兩個完全相同的燒杯中分別裝入質量、初溫都相同的水和煤油；

[5][6]為了使相同時間內水和煤油吸收的熱量相等，根據，設計的電路必須滿足的條件是加熱的兩個電阻的阻值相等，所以應將b瓶中的電阻絲變為；

[7]由丙圖可知，當水和煤油都加熱5分鐘時，水的溫度變化量是：

煤油的溫度變化量是：

而且水和煤油吸收的熱量相同；則有：

由得：

解得：