Question

18．小明看到研究焦耳定律的实验后，将它改装成如图所示的一种测量未知液体比热容的装置，测量时，分别向甲、乙两瓶中装入质量相同的水和某待测液体．闭合开关一段时间后，分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度△t_水和△t，在不许热损失的情况下，就可以通过水的比热容c_水计算出待测液体的比热容．
（1）为了使这段时间内水和待测液体吸收的热量相等，小明设计的电路中必须满足的条件是R_甲=R_乙．
（2）小明的测量方案中除温度计外必须还要有一种测量仪器是：天平和砝码（或量筒）．
（3）实验中通过温度计的示数变化情况采分析和比较液体比热容的大小．在下下面的实验中，同球运用了这种方法的是C．
A．探究“电阻的长度对电阻大小影响”时，需要保证电阻的材料和横截面积一定
B．分析电流形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流入手来分析电流的形成
C．探究“影响压力作用效果与哪些因素有关”的实验时，通过海绵垫的凹陷程度来比较压力的作用效果
D．为了研究磁场方便，引入“磁感线”这种人为假想的曲线
（4）最终待测液体的比热容表达式为：c=$\frac{{c}_{水}△t}{△t}$．

Answer 1

分析 （1）水和待测液体吸收的热量是由电流通过电阻时产生的热量提供的，由焦耳定律可知，必须使两瓶中的电阻丝相等，即R_甲=R_乙；
（2）实验中需要质量相等的煤油，可以用天平和砝码来测量相等的煤油，也可以用量筒测量体积相等的煤油；
（3）实验中通过温度计示数的变化来测量产生热量的多少，这种方法是转换法；
（4）利用吸收的热量相等，列出等式结合水的比热容已知，求出液体的比热容．

解答 解：（1）在不计热损失的情况下，电流通过电阻时产生的热量全部被液体吸收，要使水和待测液体吸收相同热量，则需要两电阻放出相等的热量，而电阻串联，电流相同，通电时间也相等，根据Q=I²Rt可知，在电热I和通电时间t相同时，Q与R成正比，所以必须使R_甲=R_乙．
（2）用天平和砝码测量相等质量的煤油两份，或用量筒测量体积相等的煤油两份，分别倒入甲乙两个烧瓶中．
（3）实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少，这也是物理中常用的一种方法--转换法．A、探究“电阻的长度对电阻大小影响”时，需要保证电阻的材料和横截面积一定，运用控制变量法；B、分析电流形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流入手来分析电流的形成，运用了类比法；
C、探究“影响压力作用效果与哪些因素有关”的实验时，通过海绵垫的凹陷程度来比较压力的作用效果，运用转换法；D、为了研究磁场方便，引入“磁感线”这种人为假想的曲线，运用了理想模型法，故选C；
（4）由于吸收的热量相等，则Q水=Q液，即：c_水m△t_水=cm△t
故c=$\frac{{c}_{水}△t}{△t}$．
故答案为：（1）R_甲=R_乙；（2）天平和砝码（或量筒）；（3）C；（4）$\frac{{c}_{水}△t}{△t}$．

点评 本题考查了学生对焦耳定律、液体吸热公式的了解和掌握，难度不大，但综合性强，属于中考必考的探究实验题目．