题目内容
【题目】为了“比较不同物质的吸热能力”,物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路,A瓶中装的是水,B瓶中装的是煤油,两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝.
(1)为了确保实验的准确性,水和煤油的 和初温必须相等.闭合开关后,经过一段时间发现
(选填“A”或“B”)瓶中的温度计的示数升高快.物质的这种特性我们用物理量比热容来描述.
(2)实验时,小明和小红发现电热丝热得很快,而连接的导线却不怎么热.小红猜想:发热不同是因为电热丝
和导线的电流不同.小明猜想:发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同.小组的其他同学立刻判断小红的猜想是错误的,原因是 .
(3)接着兴趣小组进行探究“通电导体产生热量的多少和电阻的关系”,他们又准备了如下的器材:足量的水和煤油、天平、10Ω的电热丝两根、电流表和电压表各一只、秒表等器材.要完成实验,他们应该在原来的装置上调整的器材及要求是:①将A瓶中的水换成与B等质量的煤油;② .
(4)最后,小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”,根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I2关系的图象,其中正确的是
【答案】(1)质量;B;(2)串联电路中电流处处相等;(3)将A(或B)瓶内5Ω的电阻丝换成10Ω的;(4)A.
【解析】
试题分析:(1)实验中使用相同的电热丝串联,保证了通过的电流和通电时间相同,根据焦耳定律Q=I2Rt可知水和煤油吸收的热量相同,由吸热公式Q吸=cm△t可知,为了比较不同物质吸收相同的热量温度变化情况,还要让水和煤油的质量和初温相同;
(2)猜想要合理的猜想,由导线和电热丝串联、电流相同进行判断;
(3)根据焦耳定律可知电流做功产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,要研究电流产生的热量与电阻的关系,需要控制通过导体的电流、通电时间相同,改变导体的电阻;
为了比较两电热丝产生热量的多少,让两电热丝都放入煤油中,通过煤油温度升高多少说明电流产生的热量多少(因为煤油的比热容小,吸收相同热量温度变化大),所以换用相同质量的煤油;
(4)根据焦耳定律结合图象分析答题.
解:
(1)由吸热公式Q吸=cm△t可知,为了比较不同物质吸收相同的热量温度变化情况,要让水和煤油的质量和初温相同;
因为水的比热容大,相同质量的水和煤油,吸收相同的热量,煤油的温度升高的快,即B瓶中的温度计的示数升高快;
(2)因为导线和电阻丝串联,通过的电流相等,所以小红的猜想的错误的;
(3)电流做功产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,要研究电流产生的热量与电阻的关系,需要控制通过导体的电流、通电时间相同,换用不同的电阻丝,将A(或B)瓶内的电阻丝换成10Ω的;
实验中,要让两电热丝都放入煤油中,通过煤油温度升高多少说明电流产生的热量多少,所以将A瓶内换成等质量的煤油.
(4)根据焦耳定律Q=I2Rt,探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”,应当控制电阻和通电时间作为常数,Q与电流的二次方成正比,所以A正确.
故答案为:(1)质量;B;(2)串联电路中电流处处相等;(3)将A(或B)瓶内5Ω的电阻丝换成10Ω的;(4)A.