為了“比較不同物質的吸熱能力“,物理興趣小組在實驗室利用老師提供的器材連接好如圖所示的電路,A瓶中裝的是水,B瓶中裝的是煤油,兩瓶中用的是電阻均為5Ω的電熱絲.
(1)為了確保實驗的準確性,水和煤油的______和初溫必須相等.閉合開關后,經過一段時間發現______(A/B)瓶中的溫度計的示數升高快.物質的這種屬性我們用物理量比熱容來描述.
(2)實驗結束時,小明測得水和煤油升高的溫度分別為△t1和△t2,己知水的比熱容為C水,如果不計熱量損失,那么煤油的比熱容C煤=______.
(3)實驗時,小明和小紅發現電熱絲熱得很快,而連接的導線卻不怎么熱.小紅猜想:發熱不同是因為電熱絲和導線的電流不同.小明猜想:發熱不同是因為電熱絲和導線的電阻不同.其他同學立刻判斷小紅的猜想的錯誤的,原因是______.
(4)接著興趣小組進行探究“通電導體產生熱量的多少和電阻的關系“,他們又準備了如下的器材:足量的水和煤油、天平、10Ω的電熱絲兩根、電流表和電壓表各一只、秒表等器材.要完成實驗,他們應該在原來的裝置上調整的器材及要求是:
①______;②______.
解:(1)由吸熱公式Q吸=cm△t可知,為了比較不同物質吸收相同的熱量溫度變化情況,要讓水和煤油的質量和初溫相同;
因為水的比熱容大,相同質量的水和煤油,吸收相同的熱量,煤油的溫度升高的快,即B瓶中的溫度計的示數升高快;
(2)由題知,水吸收的熱量等于煤油吸收的熱量Q水=Q煤油,即:c水m△t1=c煤油m△t2,所以c煤油=,
(3)因為導線和電阻絲串聯,通過的電流相等,所以小紅的猜想的錯誤的;
(4)電流做功產生的熱量與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關,要研究電流產生的熱量與電阻的關系,需要控制通過導體的電流、通電時間相同,換用不同的電阻絲,將A(或B)瓶內的電阻絲換成10Ω的;
實驗中,要讓兩電熱絲都放入煤油中,通過煤油溫度升高多少說明電流產生的熱量多少,所以將A瓶內換成等質量的煤油.
故答案為:(1)質量,B;(2);(3)導線和電阻絲串聯,電流相等;(4)將A瓶內換成等質量的煤油,將A(或B)瓶內的電阻絲換成10Ω的.
(1)實驗中使用相同的電熱絲串聯,保證了通過的電流和通電時間相同,根據焦耳定律Q=I2Rt可知水和煤油吸收的熱量相同,由吸熱公式Q吸=cm△t可知,為了比較不同物質吸收相同的熱量溫度變化情況,還要讓水和煤油的質量和初溫相同;
(2)實驗中使用相同的電熱絲串聯,保證了通過的電流和通電時間相同,根據焦耳定律Q=I2Rt可知水和煤油吸收的熱量相同,
即Q水=Q煤油,測得水和煤油升高的溫度為△t1和△t2,己知水的比熱容為C水,利用吸熱公式求煤油的比熱容;
(3)猜想要合理的猜想,由導線和電熱絲串聯、電流相同進行判斷;
(4)根據焦耳定律可知電流做功產生的熱量與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關,要研究電流產生的熱量與電阻的關系,需要控制通過導體的電流、通電時間相同,改變導體的電阻;
為了比較兩電熱絲產生熱量的多少,讓兩電熱絲都放入煤油中,通過煤油溫度升高多少說明電流產生的熱量多少(因為煤油的比熱容小,吸收相同熱量溫度變化大),所以換用相同質量的煤油.
點評:本題考查了兩個實驗(比較不同物質的吸熱能力、通電導體產生熱量的多少和電阻的關系),知識點多、綜合性強,用好控制變量法是關鍵.
物理解題技巧分享:折射規律:兩種媒質密不同,三線共面角不等,密度大中角度小,垂入射很特殊。