Question

小明和小紅想利用如圖1所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”．兩瓶液體中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．溫度計顯示液體的溫度．

（1）這兩個燒瓶中所盛液體的質量應該

 

（選填“相同”或“不同”）．
（2）小明查閱物理書比熱容數據（見圖2）后，決定選用煤油而不選用較易得到的水進行實驗．選擇煤油完成這個實驗有什么好處？

 

（3）實驗時，小紅將銅絲和鎳鉻合金絲串聯接入電路中，這是為了

 

（4）實驗中，小明和小紅發現B燒瓶中溫度計的示數升高的快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，

 

產生的熱量較多．
（5）小紅把實驗裝置作了一些改動，將同樣的燒瓶AB中的煤油裝滿，用細玻璃管代替溫度計做實驗，煤油溫度上升時，會看到細玻璃管內的液面明顯上升．這是利用細玻璃管內液面的變化來放大玻璃瓶內液體體積的變化．下列實驗中也用到這種放大思想的是

 

A．將發聲的音叉靠近乒乓球，通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動
B．通過小燈泡的亮度判斷接入電路中不同材料的導電能力
C．讓不同的紙團從相同高度同時下落，通過落地的先后判斷運動的快慢
D．根據探究電流與電壓關系實驗數據畫出函數圖象，得出電流與電壓成正比關系．

Answer 1

分析：（1）實驗時，電流通過電阻絲做功，消耗電能轉化為內能，產生的熱量，被煤油吸收，煤油吸收熱量溫度升高；通過溫度計的示數變化反應電流產生的熱量多少，為準確反應電流產生的熱量的多少，兩個燒瓶中所盛煤油的質量要相等；
（2）因為煤油的比熱容比水小，相同質量的煤油和水比較，吸收或放出相同的熱量，煤油的溫度變化大；
（3）串聯電路中處處電流相同；
（4）B燒瓶中溫度計的示數升高的快說明B燒瓶中的煤油吸收的熱量多，而AB兩個燒瓶中的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，根據焦耳定律Q=I²Rt分析判斷；
（5）物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量．

解答：解：（1）通電后電流通過電阻絲做功，產生熱量使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計的示數大小來判斷電流產生的熱量的多少，為準確反應電流產生的熱量的多少，兩個燒瓶中所盛煤油的質量應該相同；
（2）因為煤油的比熱容比水的小，相同質量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實驗效果更明顯；
（3）探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”，需保持通過電阻的電流和通電時間相同，而串聯電路中處處電流相等，因此需將銅絲和鎳鉻合金絲串聯接入電路；
（4）由焦耳定律Q=I²Rt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）本題采用了轉換法通過液面高度的上升來演示溫度的變化，轉換法常用來演示一些不易觀察的現象，如聲音；本題中采用轉換法的是A，音叉的振動較小，無法直接觀察，故可用乒乓球演示音叉的振動，故選A．
故答案為（1）相同；
（2）用煤油做實驗效果更明顯；
（3）保證通過電阻絲的電流相同；
（4）較大的電阻
（5）A．

點評：本題考查了學生對焦耳定律、比熱容的應用、串聯電路的電流關系的了解和掌握，因為物理量多，在分析時要用好控制變量法．