Question

14．為了探究影響電熱的因素，小偉設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，燒瓶中盛有質(zhì)量、初溫均相等的煤油．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，是因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人��。�（選填“大”或“小”）．
（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，探究后得出的結(jié)論是在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（3）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生的熱最多少是通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)體現(xiàn)的，這種方法叫轉(zhuǎn)換法，在我們初中物理中學(xué)習(xí)中還用到過(guò)這種方法，請(qǐng)舉一例；研究聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的時(shí)，將發(fā)聲的音叉放入水中，激起水花．
（4）將此裝置改裝后可測(cè)量煤油的比熱容，如圖乙所示，測(cè)量時(shí)，分別向兩個(gè)相同的燒瓶中加入初溫均為t₀、質(zhì)量相等的水和煤油，同時(shí)通電一段時(shí)間后，分別讀出溫度計(jì)的示數(shù)為t_水、t_煤油，請(qǐng)寫(xiě)出煤油比熱容的表達(dá)式c_煤油=$\frac{{t}_{水}-{t}_{0}}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$c_水（已知水的比熱容為c_水）．

Answer 1

分析 （1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，即觀察到的溫度計(jì)示數(shù)變化大，則在同質(zhì)量吸收相同熱量的條件下，比熱容小的液體溫度變化大；
（2）由圖知，兩個(gè)電阻是串聯(lián)的，電流相等，通電時(shí)間相等，電阻不同，所以實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄吭陔娏骱屯�電時(shí)間一定時(shí)，電熱跟電阻的關(guān)系；
使用相同質(zhì)量的煤油，通電一定時(shí)間后，甲瓶中的溫度計(jì)示數(shù)升高的快，說(shuō)明甲瓶中的煤油吸收的熱量多，即甲瓶中的電熱絲產(chǎn)生的熱量多；
（3）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)測(cè)量產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是轉(zhuǎn)換法，例如探究聲音的產(chǎn)生時(shí)，將微小振動(dòng)放大來(lái)說(shuō)明聲音產(chǎn)生的條件．
（4）已知兩個(gè)相同的燒瓶中加入初溫均為t₀、質(zhì)量相等的水和煤油，通電一段時(shí)間，因?yàn)殡姛峤z的阻值、電流通電時(shí)間都相同，所以煤油和水獲得的熱量相同，據(jù)此列出等量關(guān)系式求解煤油的比熱容．

解答 解：
（1）若將燒瓶中裝有水，則由Q=cm△t可知：在相同質(zhì)量的水和煤油中，吸收的相同的熱量時(shí)，由于水的比熱容大，溫度升高的度數(shù)少，溫度計(jì)的示數(shù)變化不明顯；
（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，將該電路設(shè)計(jì)成串聯(lián)的目的是使通過(guò)R_甲、R_乙的電流和通電時(shí)間都相同；
綜合實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使用相同質(zhì)量與初溫都相同的煤油，在電流和通電時(shí)間相同的前提下，甲瓶中的溫度計(jì)示數(shù)升高的快，說(shuō)明甲瓶中的煤油吸收的熱量多，即甲瓶中的電熱絲產(chǎn)生的熱量多．所以可得出的結(jié)論是：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（3）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)溫度計(jì)升高的示數(shù)來(lái)判斷產(chǎn)生熱量的多少，這也是物理中常用的一種方法--轉(zhuǎn)換法．例如研究聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的時(shí)，將發(fā)聲的音叉放入水中，激起水花；
（4）在圖乙中，兩只燒瓶中的電熱絲阻值相同，通過(guò)的電流相同，通電時(shí)間相同，所以水和煤油得到的熱量相同，即：
Q_水=Q_煤油
c_水m（t_水-t₀）=c_煤油m（t_煤油-t₀）
所以煤油的比熱容為c_煤油=$\frac{{t}_{水}-{t}_{0}}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$c_水．
故答案為：
（1）��；
（2）電阻；在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（3）研究聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的時(shí)，將發(fā)聲的音叉放入水中，激起水花；
（4）$\frac{{t}_{水}-{t}_{0}}{{t}_{煤油}-{t}_{0}}$c_水．

點(diǎn)評(píng) 采用控制變量法和轉(zhuǎn)換法是探究實(shí)驗(yàn)常用的方法，本實(shí)驗(yàn)可通過(guò)控制電流、通電時(shí)間不變，只改變電阻，然后通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化比較熱量的變化．