Question

小明看到研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置后，將它改裝成了如圖所示的一種測(cè)量未知液體比熱容的裝置．測(cè)量時(shí)，分別往甲乙兩瓶中裝入水和待測(cè)液體，閉合開關(guān)一段時(shí)間后，再分別用溫度計(jì)測(cè)出這段時(shí)間內(nèi)水和待測(cè)液體升高的溫度△t_水和△t，在不計(jì)熱損失的情況下，就可以求得待測(cè)液體的比熱容c=△t_水C_水/△t．
（1）為了使這一段時(shí)間內(nèi)水和待測(cè)液體吸收的熱量相等，小明設(shè)計(jì)的電路中必須滿足的條件是________．
（2）為了得出待測(cè)液體的比熱容表達(dá)式“c=△t_水C_水/△t．”，小明的測(cè)量方案中至少還需要的一種測(cè)量儀器是________，目的是________．
（3）閉合開關(guān)后，要使水和待測(cè)液體的溫度升高得更快，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向________滑動(dòng)．

Answer 1

解：（1）在不計(jì)熱損失的情況下，電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被液體吸收，要使水和待測(cè)液體吸收相同熱量，則需要兩電阻放出相等的熱量，而電阻串聯(lián)，電流相同，通電時(shí)間也相等，根據(jù)Q=I²Rt可知，在電熱I和通電時(shí)間t相同時(shí)，Q與R成正比，所以必須使R_甲=R_乙．
（2）水吸收的熱量為：Q_水=c_水m_水△t_水
待測(cè)液體吸收的熱量為：Q=cm△t
因?yàn)镼_水=Q，所以c_水m_水△t_水=cm△t
則有：c=，要使c=
必須有m_水=m，所以還要用天平來稱出質(zhì)量相等的水和待測(cè)液體．
（3）要使水和待測(cè)液體的溫度升高的快，必須使電阻在相同的時(shí)間內(nèi)放出更多的熱量，又因?yàn)殡娮枋且欢ǖ模�根�?jù)Q=I²Rt可得，必須增大電路中的電流，則需要使滑動(dòng)變阻器阻值減小，即滑片向A端移動(dòng)．
故答案是：（1）R_甲=R_乙；（2）天平；稱出質(zhì)量相等的水和待測(cè)液體；（3）A端．
分析：（1）水和待測(cè)液體吸收的熱量是由電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量提供的，由焦耳定律可知，必須使兩瓶中的電阻絲相等，即R_甲=R_乙；
（2）在實(shí)驗(yàn)中，兩瓶中裝入的水和待測(cè)液體的質(zhì)量必須相等，故需要用天平稱出相等質(zhì)量的水和待測(cè)液體；
（3）由Q=I²Rt，在通電時(shí)間和電阻大小相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生熱量越多，則應(yīng)使滑動(dòng)變阻器阻值相等．
點(diǎn)評(píng)：該探究實(shí)驗(yàn)題滲透了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，考查的知識(shí)點(diǎn)涉及歐姆定律、焦耳定律和熱量公式的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，具有一定的難度．