Question

17．小華同學利用如圖所示裝置探究“電流通過導體產生的熱量與電阻的關系”，兩個燒瓶A、B中盛有質量、初溫相等的煤油，R_A與R_B是阻值不同的電熱絲．
（1）R_A與R_B采用串聯的連接方式，其目的是為了控制通電時間、電流相等．
（2）小華同學為比較R_A與R_B阻值的大小，用電壓表分別測出R_A與R_B兩端電壓大小，發現U_A＜U_B，則R_A＜R_B（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在相同時間內，可通過觀察溫度計示數的變化來比較電流通過電熱絲產生的熱量多少；為了升溫較快，實驗液體選用煤油而不選用水，主要是水的比熱容比煤油大．
（4）通過實驗，發現燒瓶B中煤油吸熱多，這表明：在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大（填“大”或“小”），產生的熱量越多．
（5）小華想改裝實驗裝置用來“測量煤油的比熱容大小”，則他應將燒瓶A中煤油換成與其質量（填“質量”或“體積”）相等的水，并將電熱絲R_A換成與R_B阻值相等的電熱絲？

Answer 1

分析 （1）R_A與R_B采用串聯的方式，其目的是為了控制通電時間、通過的電流相等；
（2）串聯電路有分壓作用，電壓與電阻成正比；
（3）溫度計示數的變化反應了液體溫度的變化，反映了液體吸收熱量即電流產生熱量的多少；根據Q=cm△t作出分析；
（4）根據實驗控制的變量與焦耳定律分析出結論；
（5）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，要比較水和煤油的比熱容大小，應讓兩瓶中水和煤油的質量m相等、吸收的熱量相等（加熱時間相等）．

解答 解：
（1）兩電阻絲串聯連接的目的是：控制通電時間和通過電阻的電流相等；
（2）用電壓表分別測出R_A與R_B兩端電壓的大小，發現U_A＜U_B，因為電壓與電阻成正比，則R_A＜R_B；
（3）實驗中通過觀察兩支溫度計示數變化來比較電流產生的熱量的多少；
根據Q=cm△t可知，在液體的質量和吸收的熱量相同的情況下，液體的比熱越小，溫度升高的越快，所以選用比熱容較小的煤油來做實驗；
（4）根據焦耳定律可知，在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多；
（5）要比較水和煤油的比熱容，則應讓水和煤油的質量相等、吸收的熱量（加熱時間）相等，由溫度的變化大小得出比熱容的大小關系，故用相同質量的水代替煤油；把電熱絲R_A換成與R_B阻值相同的電阻絲，電阻相等，在相同時間內放出的熱量相同，所以水和煤油吸收的熱量相同．
故答案為：（1）串；電流；（2）＜；（3）溫度計示數的變化；大；（4）大；（5）質量；與R_B阻值相等．

點評 本題是探究“電流通過導體產生的熱量跟電阻大小的關系”的實驗題，實驗中應用了控制變量法，掌握控制變量法的應用、熟練應用串聯電路特點、吸熱公式、電功公式是正確解題的關鍵．