题目内容

【题目】在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”实验中:

(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫_________。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用______(选填“煤油”或“水”),理由是_________________;

(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s后得到温度的升高量填入表中;然后改变电流大小,重复上述操作,获得第三组数据(见表)。

实验次数

电流/A

通电时间/s

电阻/Ω

温度升高量/℃

1

0.3

30

10

1.5

2

0.6

30

10

6.0

3

0.9

30

10

13.5

由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量___________;

(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中______(选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶___________(选填“串联”或“并联”)。

【答案】转换法 煤油 煤油比热容小相等的质量吸收相同的热量温度上升明显 越多 B 串联

【解析】

由题意可知,本题考查了“电流产生的热量与哪些因素有关”的探究实验,可由“焦耳定律”及“比热容”的概念进行分析解题

(1)[1]相同时间内电流产生的热量越多,则瓶中液体温度上升的越高。因此可由瓶中液体温度的变化来反映电流产生的热量的多少,此为转换法。

[2][3]比热容的大小反映了物质吸热(放热)的本领;由公式可知,在和液体质量m相同的前提下,物质的比热容越小,其升高的温度越多。所以若要让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用比热容较小的煤油。

(2)[4]由实验收集到的数据可知,同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量越多。

(3)[5] [6]甲图烧瓶中电阻丝的阻值为10Ω,要探究电热器产生热量与电阻的关系,根据控制变量法,对比的两根电阻丝其电流应相等、阻值应该不相等,故应选择乙图中B瓶与甲图中的烧瓶串联。

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