Question

【题目】物理兴趣小组同学在总结物理实验的过程中，发现同样器材可以完成多个实验，于是他们选取如下实验器材，电源一组、开关、电流表、多个 10Ω和 30Ω的电热丝、滑动变阻器、玻璃瓶、 导线、煤油和水若干。

探究实验一：探究不同液体吸热能力

（1）将电热丝包裹绝缘外壳后串联接入电路，完成图 a 实验电路，所选电热丝 R 甲_______R 乙。 甲、乙玻璃瓶中应装入_________相同的水和煤油，实验记录数据，并绘制图像如图 b 所示， 从图像可以看出甲容器中装的是____________。

（2）此实验中用____________反映液体吸收热量的多少。

探究实验二：探究不同电热丝发热能力

甲、乙两瓶中装入 100g 煤油，瓶内各安装一根电阻丝。两瓶中各插入了一支温度计，在测量 两瓶煤油的温度后，闭合开关，记录数据如下表所示：c煤油=2.1×103J/（kg·℃）

		电流/A	通电时间/min	电阻/Ω	初温/℃	末温/℃
第一次	甲	0.6	20	10	20	37
	乙	0.6	20	30	20	63
第二次	甲	0.6	30	10	20	44
	乙	0.6	30	30	20	76

（3）此实验中用_____________反映液体吸收热量的多少。

（4）分析表中第一次甲、乙数据，可得出：在_______相同时，导体电阻越大， 导体发热越多。

（5）有同学提出，煤油吸收的热量不一定等于电热丝放出的热量。经小讨论后一致认为他 的观点是正确的，并且提出在不同的加热过程中，加热效率很可能不同，请你计算第一次实验 中甲的加热效率为_________。（保留 3 位有效数字）

Answer 1

【答案】等于 质量 水 加热的时间 煤油升高的温度 通过导体的电流和通电时间 82.6%

【解析】

探究实验一：探究不同液体吸热能力。

（1）为控制不同液体吸收的热量相同，应把两电阻丝串联接入电路中，根据串联电路电流的规律可知，通过它们的电流相等，控制两个电阻丝的电阻相等，即R甲=R乙；

比较不同物质的吸热能力，要控制质量相同，故甲乙烧瓶中应装入质量相同的水和煤油。根据图象可知，升高相同的温度（30℃-10℃=20℃），甲加热的时间为乙的2倍，甲容器中装的液体吸热能力强，故甲容器中装的为水；

（2）根据转换法，实验中用加热的时间反映液体吸收热量的多少；

探究实验二：探究不同电热丝发热能力。

（3）电热丝通电产生的热量被质量相等的煤油吸收，根据Q=cm△t可知，在比热容和质量相同的情况下，煤油吸收的热量越多，煤油升高的温度越高，即煤油升高的温度反映液体吸收热量的多少；

（4）分析表中第一次甲、乙数据可知：通过导体的电流和通电时间相同，乙电热丝电阻大于甲电热丝的电阻，乙中煤油温度升高的多，故可得出：在通过导体的电流和通电时间相同时，电阻越大，导体发热越多；

（5）第一次实验中甲电热丝产生的热量：Q放=I2Rt=（0.6A）2×10Ω×20×60s=4.32×103J；
由（1）可知，升高相同的温度，水加热的时间为煤油的2倍，即水吸收的热量为煤油的2倍，根据可知，在质量和升高温度相同的情况 下，比热容与吸收的热量成正比，故水的比热容为煤油的2倍，故煤油的比热容：，煤油吸收的热量：Q吸=c煤油m△t=2.1×103J/（kg℃）×0.1kg×（37℃-20℃）=3.57×103J，第一次实验中甲的加热效率为；。