Question

【题目】（1）如图（1）是三个完全相同的烧瓶甲、乙、丙内盛有质量和温度相同的食用油，并插有相同的温度计，温度计可显示食用油的温度，每瓶食用油中都浸泡着一段电阻丝，已知三段电阻丝的阻值关系是R1＜R2＜R3。

①该探究实验的自变量是_____；

②通电一段时间后，可以观察到_____瓶中温度计的示数最高；

③由上述实验可知，在_____和通电时间都相同时，导体电阻值越大，电流通过导体时产生的热量越多。

（2）在烈日当空的海边玩耍，会发现沙子烫脚，而海水却很凉的。从海边取一些沙子和海水，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和海水加热，并绘制出沙子与海水的温度随加热时间的变化图象，如图（2）可知_____图是沙子吸热升温的图象，理由是_____；若加热2分钟，沙子与海水吸收的热量相等，根据图象计算出沙子的比热容是_____（海水比热容是4.2×103J/（kg℃））。

Answer 1

【答案】电阻的阻值 丙 电流 A 加热相同时间，沙子的温度升高快 0.84×103J/（kg℃）

【解析】

（1）根据Q=I2Rt知，电流产生的热量与电流大小、电阻和通电时间有关，结合控制变量法分析结论；

（2）根据水的比热容大于沙子的比热容分析，即吸收相同的热量时，质量相同的水和海子，海子升高的温度更高；

由图象中的数据可知加热2分钟海水和沙子升高的温度，根据比热容的定义式或升高的温度与比热容成反比，求出沙子的比热容。

（1）①在（1）图中，三段电阻丝串联，根据串联电路电流的规律，通过三个电阻丝的电流相同，通电时间也相同，而三段电阻丝的阻值关系是R1＜R2＜R3，根据控制变量法可知，本实验研究电流产生的热量与电阻大小关系，故自变量是电阻的阻值；

②由焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；

因R1＜R2＜R3，则丙瓶中电阻丝放出的热量大于甲、乙两瓶中电阻丝放出的热量，所以观察到丙瓶中温度计的示数最高；

③由上述的分析可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻值越大，电流通过导体时产生的热量越多。

（2）选用了两只完全相同的酒精灯给水和沙子加热，质量都是200g的沙子和海水吸热相同，海水的比热容大于沙子的比热容，根据可知，沙子吸热升温快（高），所以A图是沙子吸热升温的图象；

由图象中的数据可知，加热2分钟，海水升高的温度为：70℃﹣25℃=50℃；

沙子升高的温度为：270℃﹣20℃=250℃；

根据可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，

则沙子的比热容：

。