Question

7．如圖所示實(shí)驗(yàn)中，兩個相同的燒瓶中均裝入相同質(zhì)量的煤油，燒瓶甲中電阻絲的阻值為10Ω．當(dāng)閉合開關(guān)，電流表讀數(shù)為0.8A，經(jīng)過300s的時(shí)間，燒瓶甲中的煤油溫度由20℃升高為25℃，燒瓶乙中的電阻阻值為20Ω．假設(shè)兩電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被煤油吸收，電阻絲的阻值不隨溫度變化，電源電壓保持不變，已知煤油的比熱容c=2.1×10³J/（kg•℃）．求：
（1）在此過程中甲中電阻絲產(chǎn)生的熱量；
（2）燒瓶甲中煤油的質(zhì)量；
（3）燒瓶乙中煤油升高的溫度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)焦耳定律求出在此過程中甲中電阻絲產(chǎn)生的熱量；
（2）根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出燒瓶甲中煤油的質(zhì)量；
（3）根據(jù)焦耳定律求出在此過程中乙中電阻絲產(chǎn)生的熱量，然后根據(jù)Q=cm△t求出燒瓶乙中煤油升高的溫度．

解答 解：（1）由焦耳定律得，在此過程中甲中電阻絲產(chǎn)生的熱量：
Q_甲=I²R_甲t=（0.8A）²×10Ω×300s=1920J．
（2）由Q=cm（t-t₀）得，燒瓶甲中煤油的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{甲}}{c（t-{t}_{0}）}$
=$\frac{1920J}{2.1×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（25℃-20℃）}$
≈0.18kg．
（3）由焦耳定律得，在此過程中乙中電阻絲產(chǎn)生的熱量：
Q_乙=I²R_乙t=（0.8A）²×20Ω×300s=3840J
由Q=cm△t得，燒瓶乙中煤油升高的溫度：
△t=$\frac{{Q}_{乙}}{cm}$=$\frac{3840J}{2.1×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.18kg}$=10℃．
答：（1）在此過程中甲中電阻絲產(chǎn)生的熱量為1920J；
（2）燒瓶甲中煤油的質(zhì)量為0.18kg；
（3）燒瓶乙中煤油升高的溫度為10℃．

點(diǎn)評 本題主要考查熱量公式和焦耳定律的靈活應(yīng)用，因條件已給出，難度不大，屬于基礎(chǔ)性題目．