Question

18．小明看到研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)后，將它改裝成如圖所示的一種測(cè)量未知液體比熱容的裝置，測(cè)量時(shí)，分別向甲、乙兩瓶中裝入質(zhì)量相同的水和某待測(cè)液體．閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后，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，在不許熱損失的情況下，就可以通過(guò)水的比熱容c_水計(jì)算出待測(cè)液體的比熱容．
（1）為了使這段時(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R_甲=R_乙．
（2）小明的測(cè)量方案中除溫度計(jì)外必須還要有一種測(cè)量?jī)x器是：天平和砝碼（或量筒）．
（3）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)溫度計(jì)的示數(shù)變化情況采分析和比較液體比熱容的大小．在下下面的實(shí)驗(yàn)中，同球運(yùn)用了這種方法的是C．
A．探究“電阻的長(zhǎng)度對(duì)電阻大小影響”時(shí)，需要保證電阻的材料和橫截面積一定
B．分析電流形成原因時(shí)，將電流與水流相比較，從分析水流入手來(lái)分析電流的形成
C．探究“影響壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)海綿墊的凹陷程度來(lái)比較壓力的作用效果
D．為了研究磁場(chǎng)方便，引入“磁感線”這種人為假想的曲線
（4）最終待測(cè)液體的比熱容表達(dá)式為：c=$\frac{{c}_{水}△t}{△t}$．

Answer 1

分析 （1）水和待測(cè)液體吸收的熱量是由電流通過(guò)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）實(shí)驗(yàn)中需要質(zhì)量相等的煤油，可以用天平和砝碼來(lái)測(cè)量相等的煤油，也可以用量筒測(cè)量體積相等的煤油；
（3）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)測(cè)量產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是轉(zhuǎn)換法；
（4）利用吸收的熱量相等，列出等式結(jié)合水的比熱容已知，求出液體的比熱容．

解答 解：（1）在不計(jì)熱損失的情況下，電流通過(guò)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）用天平和砝碼測(cè)量相等質(zhì)量的煤油兩份，或用量筒測(cè)量體積相等的煤油兩份，分別倒入甲乙兩個(gè)燒瓶中．
（3）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)溫度計(jì)升高的示數(shù)來(lái)判斷產(chǎn)生熱量的多少，這也是物理中常用的一種方法--轉(zhuǎn)換法．A、探究“電阻的長(zhǎng)度對(duì)電阻大小影響”時(shí)，需要保證電阻的材料和橫截面積一定，運(yùn)用控制變量法；B、分析電流形成原因時(shí)，將電流與水流相比較，從分析水流入手來(lái)分析電流的形成，運(yùn)用了類比法；
C、探究“影響壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)海綿墊的凹陷程度來(lái)比較壓力的作用效果，運(yùn)用轉(zhuǎn)換法；D、為了研究磁場(chǎng)方便，引入“磁感線”這種人為假想的曲線，運(yùn)用了理想模型法，故選C；
（4）由于吸收的熱量相等，則Q水=Q液，即：c_水m△t_水=cm△t
故c=$\frac{{c}_{水}△t}{△t}$．
故答案為：（1）R_甲=R_乙；（2）天平和砝碼（或量筒）；（3）C；（4）$\frac{{c}_{水}△t}{△t}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律、液體吸熱公式的了解和掌握，難度不大，但綜合性強(qiáng)，屬于中考必考的探究實(shí)驗(yàn)題目．