题目内容

5.小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大,温度计显示出煤油的温度.
(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相同(选填“相同”或“不同”).
(2)小红问小明“水比较容易获得,干嘛不用水代替煤油”.对于这个问题,你认为小明与小红的合理的解释是因为煤油的比热容比水的小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高的多,用煤油做实验效果更明显.
(3)实验中,小明和小红通过观察温度计示数变化来比较煤油吸热多少的,这种研究方法是转换法,他们发现B烧瓶中温度升高的快.这表明:在电流和通电相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.

分析 (1)根据Q=cm△t 知,同种物质质量相等时,通过温度变化量可以反映物体吸收热量多少;
(2)根据热量的计算公式Q=cm△t 知,在质量和吸收热量相同时,比热越小,温度变化越明显,实验效果越明显;
(3)可以通过观察温度计示数变化间接判断煤油吸热的多少,这是转换法;烧瓶中温度计的示数升高的快说明烧瓶中的煤油吸收的热量多,而两个烧瓶中的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流和通电时间相同,根据焦耳定律Q=I2Rt分析判断.

解答 解:
(1)本实验中A、B两个烧瓶中煤油吸收的热量即为A、B烧杯中导体产生的热量,相同时间内,A、B中煤油吸收的热量多少可以通过温度计示数变化快慢来反映,根据Q=cm△t可知,△t大小不仅与吸收的热量多少有关,还与物体的质量有关,为使本实验效果更为显著,须保持A、B容器中的物体质量相同,才能准确探究“导体产生的热量与电阻大小的关“;
(2)因为煤油的比热容比水的小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高的多,用煤油做实验效果更明显;
(3)煤油吸热的多少可以通过温度计示数高低反应出来,吸热的多少转化为温度计示数的变化,本实验应用了转换法;由焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.
故答案为:(1)相同;(2)因为煤油的比热容比水的小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高的多,用煤油做实验效果更明显;(3)温度计示数变化;转换法;导体的电阻越大,产生的热量越多.

点评 本题考查了学生对焦耳定律、比热容的探究实验、串联电路的电流关系的了解和掌握,分析时要用好控制变量法.

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