Question

14．在研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关的实验中，实验室提供了若干只装有电阻丝、温度计、等质量煤油的烧瓶，另有电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线．如图是某同学用阻值不同的电阻丝设计的两个电路，请回答下列问题：
（1）温度计的原理是液体热胀冷缩．
（2）被加热物质用煤油，不用水的原因是水的比热容比煤油的大．
（3）利用B电路可以研究电流和时间相同时，热量跟电阻大小的关系．
（4）利用A电路可以研究电阻和时间相同时，热量跟电流的关系．
（5）实验过程中，若通过阻值为6Ω电阻丝的电流大小为1.5A，通电时间为5min，则该电阻丝放出4050J的热量．

Answer 1

分析 （1）液体温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的；
（2）根据水的比热容大分析；
（3）由焦耳定律可知，电阻产生的热量与电流、电阻、通电时间有关；研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关时应运用控制变量法；根据实验目的选择需要控制的变量，分析图示电路图，作出选择；
（4）由图B所示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表的示数，然后由公式W=I²Rt求出电阻产生的热量．

解答 解：（1）常用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的；
（2）因为水和煤油相比，水的比热容大，温度变化较慢，实验用的时间长，所以
（3）B图中两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相等，利用两个阻值不同的电阻可研究通电导体放出的热量跟电阻大小的关系．
（4）A电路中，用滑动变阻器控制同一电阻电流不同，用秒表控制不同电流下时间相同，研究电阻和时间相同时产生的热量跟电流的关系．
（5）由图2所示电流表可知，电流表量程是0～3A，分度值是0.1A，电流表示数I=1.5A，
产生的热量：Q=I²Rt=（1.5A）²×6Ω×5×60s=4050J．
故答案为：（1）液体热胀冷缩；（2）水的比热容比煤油的大；（3）B；（4）A；（3）（5）4050．

点评 焦耳定律中涉及到的物理量较多，研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关时，注意控制变量法的应用．