题目内容

8．如图所示，是刘华在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，电阻丝RA＞RB．
（1）实验中采用这种电路连接方式的目的是控制通电时间和电流相同；电流通过导体产生的热量无法测量，本实验是通过比较温度计示数变化来间接比较热量多少的．
（2）闭合开关后，观察甲、乙两个瓶子，可以得出的实验结论是电流和通电时间相同时电阻越大，电流产生的热量越多．
（3）要想探究电热与电流大小的关系，只需调节滑动变阻器，观察比较相同（选填“相同”或“不同”）烧瓶在相同时间内产生热量的多少．
（4）小明提议将该装置改装成“比较水和煤油的吸热升温的属性”的实验，若保持甲瓶的器材不变，他应将乙瓶做两点调整．即电阻改为与RA的阻值相同、水改为质量相等的煤油．

分析 （1）电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量的多少我们无法直接看到，但煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少（转换法）；
（2）实验目的是探究影响电热的因素，乙瓶中的温度计示数升的快，说明两段电热丝串联所以通过的电流相同，通电时间也相同，产生的热量不同，是因为电热丝的阻值不同；
（3）要探究电热与电流的关系，需使电阻和通电时间相同，电流不同；
（4）由吸热公式Q吸=cm△t可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的初温相同、质量m相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系．

解答 解：
（1）如图装置中，两电阻丝串联，让通过的电流和通电时间相同，研究电流产生的热量与导体电阻的关系．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少；
（2）甲、乙瓶比较，已知通过两段电热丝的电流和通电时间都相同，由于RA＞RB，甲瓶中的温度计示数升的快，所以可得结论是：当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越大；
（3）滑动变阻器在本实验中的作用是改变电路中的电流；在探究电热与电流大小的关系时，应使电阻和通电时间相同，故应观察同一根电阻丝所在瓶中煤油温度的变化；
（4）要比较食煤油和水的比热容，由吸热公式Q吸=cm△t可知，则应让煤油和水的质量相等、初温相同和吸收的热量相等，由温度的变化求得比热的大小；故用相同质量的水代替煤油．吸收的热量相等，由焦耳定律可知，电流、电阻和通电时间相同，因此两瓶中都有相同长度的电阻丝，电阻相等．
故答案为：（1）电流；温度计示数变化；（2）电流和通电时间相同时电阻越大，电流产生的热量越多；（3）调节滑动变阻器；相同；（4）电阻改为与RA的阻值相同；水改为质量相等的煤油．

点评 本题考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．

练习册系列答案
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18．回顾实验和探究：（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）测量小灯泡的电功率：
 原理 实验原理：P=UI
 电路图  示数图象 
 步骤1、上图中，闭合开关前，变阻器的滑片应放在最右（选“左或右”）边．
2、调节电路使灯泡正常发光时，两电表示数如图所示，则灯泡的额定电压是2.5V，额定功率是0.6W．
3、调节电路，使灯泡两端电压低于额定电压，观察灯泡亮度并计算其电功率．
4、向左（选填“左”或“右”）移动滑片P，使灯泡两端的电压略高于额定电压，重做上述实验． 
结论 由实验数据可知，小灯泡的亮度决定于它的实际功率． 
问题讨论 由图象知，不同电压下工作时灯泡电阻是变化的，可能是温度影响了电阻大小． 
（2）探究电流产生的热量与什么因素有关
 实验过程如图所示的装置是探究电流产生的热量与电阻关系的装置，两电阻丝串联起来接在电路中，目的是使两根电阻丝电流和通电时间相等．

 		 
 现象 通过一段时间后右（“左”或“右”）边温度计变化量更大．
 问题讨论 若实验所用两定值电阻，其材料、长度均相同，则10Ω电阻比5Ω电阻更细（“粗”或“细”）
19．小华在课外探究弹簧的伸长与拉力的变化关系时，记录相应的实验数据如下：
钩码质量/g050100150200250300400
指针位置/cm2  345677.57.5
（1）弹簧下未挂钩码时，弹簧的长度为2cm，弹簧的伸长为0cm．
（2）当弹簧的伸长达到4cm时，弹簧的拉力为2N．
（3）当弹簧下挂300g、400g钩码时，弹簧的长度已不再改变，这说明拉力超出了弹簧的弹性限度．
（4）分析实验数据，你可得到的结论是在弹性限度内，弹簧的伸长与弹簧所受拉力成正比．
（5）根据数据我们可知，弹簧的长度与拉力是否成正比否（填是或否）．
16．在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，把两段金属丝R甲、R乙（R甲＜R乙）串联后，分别放在如图所示的A、B两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质量、初温都相同的煤油，再分别插入相同的温度计．闭合开关通电一定时间．此方案可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系． 实验过程中B瓶内煤油的温度升高得快（选填“A”或“B”）．
3．小明观察发现，弹簧测力计的刻度是均匀的，由此他猜想弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比．为了验证猜想，小明决定进行实验．

（1）要完成实验，除了需要图甲中的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重力已知）、铁架台以外，还需要的测量仪器是刻度尺．进行实验后小明记录数据如表，表中数据明显错误的是第4次实验．
实验次数1234567
拉力（钩码总重）F/NO123456
弹簧伸长量△L/cmO0.400.801.701.602.002.40
（2）去除错误的一组数据，在图乙中作出弹簧伸长量与所受拉力的关系图线．
（3）由图象可验证小明的猜想是正确的（填“正确”或“错误”）．
（4）小亮用另一根弹簧做了同样的实验，他将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的伸长量x作出的F-x图线如图丙所示．由图可知，该弹簧受到的拉力每增加1N，弹簧的伸长增加0.5cm；该图线不过原点的原因是弹簧自身有重力．
13．图甲和图乙表示某演示实验的两个探究步骤，其中图乙具体探究的是电热与电流的关系．
20．金属铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计，小明找来铂丝电阻Rt，将其置于装有液体的烧杯内，通过外界改变液体的温度，用如图甲所示的电路测量其电阻值与温度的关系．
（1）图甲是小明开始时连接的电路，其中存在一处连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线在原图上画出正确的是接法．
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至B（A/B）端．
（3）下列液体，适合加在烧杯中的是B．
A．自来水   B．煤油   C．食盐溶液   D．酱油
（4）小明测出铂丝电阻阻值与温度的关系如表，其中温度计示数为20℃时，电压表、电流表示数如图乙所示，此时Rt阻值为70Ω．
 温度t（℃） 100 80 60 40 20 0
 电阻Rt（Ω） 150 1301109070 50
（5）请在图丙中作出铂丝电阻Rt的阻值与温度的关系图象．
（6）小明从实验室找来了一个直流恒流电源，如图丁所示，调节旋钮可以选择不同的输出电流，正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，请利用该恒流源以及甲图中某一电表、开关、导线和该铂丝电阻设计一个简易电阻温度计，并在方框中画出原理图，
（7）根据你在丙图中所画的Rt-t图象，当恒流源的输出电流为0.15A，你设计的温度计所能测量的最高温度为50℃，如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请你提出一种简便的方法：将恒流源的输出电流减小．
17．大气压高度的增加而减小，某人血压的舒张压相当于85mm高的水银柱产生的压强，为1.156×104Pa（ρ水银=13.6×103kg/m3，g=10N/kg）
18．在不计机械自重和摩擦的情况下，下列机械不能完成用10N的拉力刚好提起重20N物体的简单机械是（　　）
A．一个动滑轮
B．一个定滑轮
C．杠杆
D．一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组

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