Question

（2012?山西）为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图甲的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R_甲＞R_乙．
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不选用水，主要是由于

煤油的比热容小

．
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与

电阻

的关系．
（3）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是

移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲（乙）烧瓶中温度计的示数变化

．
（4）将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图乙所示，测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达式C_煤油=

t水-t0

t煤油-t0

C_水

（已知水的比热容为C_水）

Answer 1

分析：（1）吸收相同的热量在较短的时间内温度升高快的液体比热容较小，要想在较短的时间内达到明显的实验效果，所选液体的比热容应较小．
（2）实验目的是探究影响电热的因素，由图1知，两段电热丝串联所以通过的电流相同，通电时间也相同，产生的热量不同，是因为电热丝的阻值不同．
（3）要研究电热与电流的关系，必须保持电阻和通电时间相同，改变通过电热丝的电流，比较产生热量多少与电流大小的关系．
（4）已知两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀、质量相等的水和煤油，通电一段时间，因为电热丝的阻值、电流通电时间都相同，所以煤油和水获得的热量相同，据此列出等量关系式求解煤油的比热容．

解答：解：
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水做实验，主要是由于水的比热容大于煤油的比热容，吸收相同的热量，温度变化不明显．
（2）已知通过两段电热丝的电流和通电时间都相同，所以此过程是研究电热与电阻大小的关系．
（3）要研究电热与电流的关系，必须移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲（乙）烧瓶中温度计的示数变化．
（4）在图2中，两只烧瓶中的电热丝阻值相同，通过的电流相同，通电时间相同，所以水和煤油得到的热量相同，即
Q_水=Q_煤油
c_水m（t_水-t₀）=c_煤油m（t_煤油-t₀）
所以煤油的比热容为c_煤油=

t水-t0

t煤油-t0

c_水．
故答案为：
（1）煤油的比热容小；
（2）电阻；
（3）必须移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲（乙）烧瓶中温度计的示数变化；
（4）

t水-t0

t煤油-t0

c_水．

点评：本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．