Question

11．小明利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．圖中兩只燒瓶?jī)?nèi)盛有質(zhì)量和溫度相同的煤油，溫度計(jì)可顯示瓶中煤油的溫度，煤油中都浸著一段橫截面積相同、長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金絲，已知甲瓶中的鎳鉻合金絲比乙瓶中的長(zhǎng)．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整，要求閉合開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電路中電流變大；
（2）正確連接電路，閉合開關(guān)后，可以觀察到甲（選填“甲”或“乙”）瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得更快，這表明：電流和通電時(shí)間相等時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生熱量越多．
（3）利用此裝置還可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察同一（選填“同一”或“不同”）燒瓶?jī)?nèi)的溫度計(jì)示數(shù)升高的快慢．
（4）小明認(rèn)為，將該裝置改進(jìn)后，還可以做“比較水和煤油比熱容的大小”的實(shí)驗(yàn)，則他應(yīng)將其中一燒瓶中的煤油換成水，對(duì)這部分水的具體要求是質(zhì)量、溫度與煤油相等，并且要使甲、乙兩燒瓶中金屬絲的電阻相等．水和煤油吸熱的多少是通過加熱時(shí)間來(lái)反映的（選填“溫度計(jì)升高的示數(shù)”或“加熱時(shí)間”）．通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水的溫度上升較慢，表明煤油的比熱容比較�。�

Answer 1

分析 （1）由題目要求閉合開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電路中電流變大，滑動(dòng)變阻器接法是一上一下；
（2）知道通過的電流相等，由焦耳定律可知阻值越大的電阻產(chǎn)生的熱量越多，溫度升高越快；
（3）根據(jù)Q=I²Rt可知，要研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，必須保持電阻和通電時(shí)間相同，改變通過電熱絲的電流，比較產(chǎn)生熱量多少與電流大小的關(guān)系；
（4）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(yīng)讓兩瓶中水和煤油的質(zhì)量m相等、吸收的熱量相等，通過比較它們升高的溫度大小關(guān)系，得出比熱容的大小關(guān)系．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器接法是一上一下，由題滑片向右移動(dòng)時(shí)電路中電流變大，則連入電阻須變小，所以要把右下接線柱接入電路中．如圖所示：

（2）兩電阻串聯(lián)，電流相等．橫截面積相同、甲瓶中的鎳鉻合金絲比乙瓶中的長(zhǎng)，即甲瓶中電阻大．
由焦耳定律Q=I²Rt得，電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻大的甲瓶在相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量多，升高的溫度快；
（3）利用此電路還可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，即移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，比較通電時(shí)間相同時(shí)，甲（或乙）燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化快慢，即觀察同一燒瓶?jī)?nèi)的溫度計(jì)示數(shù)升高的快慢；
（4）要比較水和煤油的比熱容，則應(yīng)讓水和煤油的質(zhì)量、溫度相等，吸收的熱量相等，由溫度的變化求得比熱的大��；
故用相同質(zhì)量的水代替煤油，兩瓶中都有相同長(zhǎng)度的電阻絲，電阻相等；
由Q=I²Rt，在電流、電阻相等時(shí)，通電時(shí)間相等電阻絲產(chǎn)生熱量則相等；
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)煤油溫度變化的快，說明煤油的比熱容較小，水的比熱容大．
故答案為：（1）見上圖；（2）甲；電流和通電時(shí)間相等時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生熱量越多；（3）電流；同一；（4）質(zhì)量、溫度與煤油相等；相等；加熱時(shí)間；煤油．

點(diǎn)評(píng) 本題通過焦耳定律的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)控制變量法、轉(zhuǎn)化法的掌握和應(yīng)用，以及學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力；控制變量法為物理實(shí)驗(yàn)中的常用方法，應(yīng)重點(diǎn)掌握．