Question

19．為了探究影響電熱的因素，小偉同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路，燒瓶中盛有質(zhì)量、初溫均相等的煤油，其中電熱絲R_甲＞R_乙．
（1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，選用煤油而不用水，主要是由于水的比熱容大，在加熱時(shí)間相同時(shí)，煤油升高的溫度高，現(xiàn)象更明顯．
（2）通電一段時(shí)間后，比較兩燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)，是為了探究電熱與電阻的關(guān)系．
（3）要利用此裝置來(lái)探究電熱與電流的關(guān)系，你還需要的操作是：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，比較在通電時(shí)間相同時(shí)，甲（乙）燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化．
（4）完成實(shí)驗(yàn)后，小偉靈機(jī)一動(dòng)，對(duì)乙瓶中實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改裝，改裝后可以測(cè)出煤油的比熱容．首先要更換乙瓶中的電熱絲，使其阻值和甲瓶中電熱絲R_甲相同，其次，用質(zhì)量和初溫相同的純水代替煤油，水和煤油的初溫為t₀，通電一段時(shí)間后，甲、乙兩瓶溫度計(jì)的示數(shù)為t₁、t₂，則煤油比熱容為c_煤油=$\frac{{c}_{水}（{t}_{2}-{t}_{0}）}{{t}_{1}-{t}_{0}}$（已知水的比熱容為c_水）．

Answer 1

分析 （1）吸收相同的熱量在較短的時(shí)間內(nèi)溫度升高快的液體比熱容較小，要想在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，所選液體的比熱容應(yīng)較�。�
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄坑绊戨姛岬囊蛩�，由圖知，兩段電熱絲串聯(lián)所以通過(guò)的電流相同，通電時(shí)間也相同，產(chǎn)生的熱量不同，是因?yàn)殡姛峤z的阻值不同．
（3）要研究電熱與電流的關(guān)系，必須保持電阻和通電時(shí)間相同，改變通過(guò)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）要測(cè)量煤油的比熱容，需使水和煤油吸收相同的熱量，根據(jù)吸熱公式來(lái)計(jì)算煤油的比熱容．

解答 解：（1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，小明選用煤油而不用水做實(shí)驗(yàn)，主要是由于水的比熱容大于煤油的比熱容，吸收相同的熱量，溫度變化不明顯．
（2）已知通過(guò)兩段電熱絲的電流和通電時(shí)間都相同，所以此過(guò)程是研究電熱與電阻大小的關(guān)系．
（3）要研究電熱與電流的關(guān)系，必須移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，比較通電時(shí)間相同時(shí)，甲（乙）燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化．
（4）為了得知煤油吸收的熱量，需使乙和甲的電阻值相同，這樣在相同時(shí)間，放熱相同；
將乙瓶中換成與煤油質(zhì)量和初溫相同的水，測(cè)出水和煤油的末溫，由題意知：
c_煤油m（t₁-t₀）=c_水m（t₂-t₀）
則c_煤油=$\frac{{c}_{水}（{t}_{2}-{t}_{0}）}{{t}_{1}-{t}_{0}}$．
故答案為：
（1）比熱容；
（2）電阻；
（3）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片；
（4）阻值；質(zhì)量和初溫；$\frac{{c}_{水}（{t}_{2}-{t}_{0}）}{{t}_{1}-{t}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)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．