Question

14．小明和小華同學為了探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”，設計了如圖所示的實驗電路．兩個燒瓶A、B中盛有質(zhì)量、初溫相等的煤油，R_A與R_B是阻值不同的電熱絲．（1）R_A與R_B采用串聯(lián)的連接方式，其目的是為了控制通過兩電阻絲的電流相等．
（2）小明同學為比較R_A與R_B阻值的大小，用電壓表分別測出R_A與R_B兩端電壓大小，發(fā)現(xiàn)U_A＜U_B，則R_A＜R_B（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在相同時間內(nèi)，可通過觀察溫度計的示數(shù)上升多少來比較電流通過電熱絲產(chǎn)生的熱量多少；為了升溫較快，實驗液體選用煤油而不選用水，主要是因為在液體質(zhì)量相同、吸收的熱量相同的情況下，液體的比熱容越小，溫度升高得越快，實驗效果更明顯．
（4）實驗發(fā)現(xiàn)燒瓶B中煤油吸熱多，這表明：在電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
（5）小華想改裝實驗裝置用來“測量煤油的比熱容的大小”，則他們應將燒瓶A中煤油換成與其質(zhì)量（選填“質(zhì)量”或“體積”）相等的水，并將電熱絲R_A換成R_B的電熱絲．小明認為這樣測量煤油的比熱容會有較大的誤差，原因主要有：水與煤油的散熱程度不同（或水和煤油吸熱、導熱不同）（寫出一條即可）．

Answer 1

分析 （1）R_A與R_B采用串聯(lián)的方式，其目的是為了控制通電時間、通過的電流相等；
（2）串聯(lián)電路有分壓作用，電壓與電阻成正比；
（3）溫度計示數(shù)的變化反應了液體溫度的變化，反映了液體吸收熱量即電流產(chǎn)生熱量的多少；根據(jù)Q=cm△t作出分析；
（4）在電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（5）由吸熱公式Q_吸=cm△t可知，要比較水和煤油的比熱容大小，應讓兩瓶中水和煤油的質(zhì)量m相等、吸收的熱量相等（加熱時間相等），通過比較它們升高的溫度大小關(guān)系，得出比熱容的大小關(guān)系；通電相同的時間，水和煤油吸收相同的熱量，根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出煤油的比熱．

解答 解：
（1）R_A與R_B采用串聯(lián)的連接方式，目的是控制通過兩電阻絲的電流相等；
（2）用電壓表分別測出R_A與R_B兩端電壓的大小，發(fā)現(xiàn)U_A＜U_B，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知R_A＜R_B；
（3）實驗中時通過觀察兩支溫度計示數(shù)上升的多少來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少；
根據(jù)Q=cm△t可知，在液體質(zhì)量相同、吸收的熱量相同的情況下，液體的比熱容越小，溫度升高得越快，實驗效果更明顯，所以選用比熱容較小的煤油來做實驗；
（4）實驗發(fā)現(xiàn)燒瓶B中煤油吸熱多，這表明：在電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（5）要測量水和煤油的比熱容，則應讓水和煤油的質(zhì)量相等、吸收的熱量（加熱時間）相等，由溫度的變化大小得出比熱容的大小關(guān)系，故用相同質(zhì)量的水代替燒瓶A中的煤油；把電熱絲R_A換成與R_B阻值相同的電阻絲，電阻相等、電流相等、在相同時間內(nèi)放出的熱量相同，所以水和煤油吸收的熱量相同；
因為水和煤油的散熱程度不同，所以這樣測量煤油的比熱容會有較大的誤差．
故答案為：
（1）控制通過兩電阻絲的電流相等； 
（2）＜；
（3）溫度計的示數(shù)上升多少； 在液體質(zhì)量相同、吸收的熱量相同的情況下，液體的比熱容越小，溫度升高得越快，實驗效果更明顯；   
（4）在電流和通電時間相等時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（5）質(zhì)量； R _B；水與煤油的散熱程度不同（或水和煤油吸熱、導熱不同）．

點評 本題是探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電阻大小的關(guān)系”的實驗題，實驗中應用了控制變量法，掌握控制變量法的應用、熟練應用串聯(lián)電路特點、電功公式、熱量公式的變形公式是正確解題的關(guān)鍵．