Question

【题目】小明和小佳同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图一所示的实验电路．两个烧瓶甲、乙中盛有质量、初温相等的煤油，其中．

（1）与采用串联的连接方式，其目的是为了控制__________、__________相等．

（2）在相同时间内，可通过观察__________来比较电流通过电热丝产生的热量多少．

（3）在通电时间相同时，两烧瓶内煤油上升较高的是__________瓶．由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越__________．

（4）实验过程中小明移动滑片，电流表的示数如图二所示，其读数为__________ ，若，则内电流通过所产生的热量是__________ ．

（5）小明想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则他们应将烧瓶甲中煤油换成与其______（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝换成与阻值相等的电热丝．测量时，水和煤油的初温均为，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为、，请写出煤油比热容的表达式： ____________________．（已知水的比热容为）

Answer 1

【答案】 通电时间 通过与的电流 温度计示数变化 乙 多 质量

【解析】（1）探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，将R1与R2串联在电路中，可以控制通过电热丝的电流和时间相等；

（2）电热丝放在烧瓶中，通电产生热量被质量、初温相等的煤油吸收，产生热量越多，煤油温度升的越高，所以在相同时间内，可以通过观察温度计示数变化比较电流通过电热丝产生热量的；

（3）因为电阻R1与R2串联，所以流过它们的电流I及通电时间t都相等，因为R1＜R2，所以由Q=I2 Rt知道Q1＜Q2，又因为两烧瓶中的煤油质量m相等，煤油的比热c相等，所以△t甲＜△t乙，即乙烧瓶中煤油温度上升较高；由此可知，在通电时间相同，电流一定时，电阻越大，电流产生的热量越多。

（4）由图二知道，电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，电流表示数为0.3A，所以1min内电流通过R1 所产生的热量：Q1 =I2 R1 t=（0.3A）2×10Ω×60s=54J。

（5）若想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系，故用相同质量的煤油代替水；把电热丝R1 换成与R2 阻值相同的电阻丝，电阻相等，在相同时间内放出的热量相同，所以水和煤油吸收的热量相同，即Q水=Q煤油，所以c水m（t水-t0）=c煤油m（t煤油 -t0），故煤油的比热是：c煤油=水(t水t0)/（t煤油t0）