Question

小明和小红想利用如图1所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶液体中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示液体的温度．

（1）这两个烧瓶中所盛液体的质量应该

 

（选填“相同”或“不同”）．
（2）小明查阅物理书比热容数据（见图2）后，决定选用煤油而不选用较易得到的水进行实验．选择煤油完成这个实验有什么好处？

 

（3）实验时，小红将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了

 

（4）实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，

 

产生的热量较多．
（5）小红把实验装置作了一些改动，将同样的烧瓶AB中的煤油装满，用细玻璃管代替温度计做实验，煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．这是利用细玻璃管内液面的变化来放大玻璃瓶内液体体积的变化．下列实验中也用到这种放大思想的是

 

A．将发声的音叉靠近乒乓球，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
B．通过小灯泡的亮度判断接入电路中不同材料的导电能力
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．根据探究电流与电压关系实验数据画出函数图象，得出电流与电压成正比关系．

Answer 1

分析：（1）实验时，电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量，被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高；通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少，为准确反应电流产生的热量的多少，两个烧瓶中所盛煤油的质量要相等；
（2）因为煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水比较，吸收或放出相同的热量，煤油的温度变化大；
（3）串联电路中处处电流相同；
（4）B烧瓶中温度计的示数升高的快说明B烧瓶中的煤油吸收的热量多，而AB两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I²Rt分析判断；
（5）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量．

解答：解：（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，为准确反应电流产生的热量的多少，两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相同；
（2）因为煤油的比热容比水的小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显；
（3）探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，需保持通过电阻的电流和通电时间相同，而串联电路中处处电流相等，因此需将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路；
（4）由焦耳定律Q=I²Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．
（5）本题采用了转换法通过液面高度的上升来演示温度的变化，转换法常用来演示一些不易观察的现象，如声音；本题中采用转换法的是A，音叉的振动较小，无法直接观察，故可用乒乓球演示音叉的振动，故选A．
故答案为（1）相同；
（2）用煤油做实验效果更明显；
（3）保证通过电阻丝的电流相同；
（4）较大的电阻
（5）A．

点评：本题考查了学生对焦耳定律、比热容的应用、串联电路的电流关系的了解和掌握，因为物理量多，在分析时要用好控制变量法．