Question

用如图所示的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
（1）探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系时，应该在两个瓶子中装入质量、初温相同的煤油，在两个瓶子中接入阻值

 

（相同/不同）的电阻丝，过程中通过观察比较

 

反映电阻丝产生热量的多少；
（2）探究电流通过导体产生的热量与通过导体电流关系时，除了在原电路中加入电流表外，还应该串入

 

来改变电路中电流大小，通电相同时间后，将

 

（同一/不同）瓶子中的现象进行比较；
（3）若在两个瓶子中分别放入等质量的煤油和水、接入相同阻值的电阻丝，通电相同时间后，煤油温度升高2t，水温升高t，则可以算出煤油的比热容为

 

J/（kg?℃）．

Answer 1

分析：（1）由Q=I²Rt可知，探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系时，应控制通电时间和电路中的电流相同，电阻不同；温度计示数的变化反映电阻丝产生热量的多少；
（2）由Q=I²Rt可知，探究电流通过导体产生的热量与通过导体电流关系时，应控制通电时间和电阻相同，电流不同，而滑动变阻器有改变电路中电流的作用，据此分析；
（3）由Q=I²Rt可知，电阻丝在相同时间内产生的热量相同，即水和煤油吸收的热量相同，由Q=cm△t即可求出煤油的比热容．

解答：解：（1）由Q=I²Rt可知，探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系时，应该在两个瓶子中装入质量、初温相同的煤油，使两电阻串联连接，并且在两个瓶子中接入阻值不同的电阻丝，实验中通过观察比较温度计示数变化反映电阻丝产生热量的多少；
（2）探究电流通过导体产生的热量与通过导体电流关系时，为了改变电路中的电流，需在电路中串联一个滑动变阻器，即除了在原电路中加入电流表外，还应该串入滑动变阻器来改变电路中电流大小，通电相同时间后，由于电阻不同，因此将同一瓶子中的现象进行比较；
（3）∵Q_水=Q_煤油，Q=cm△t
∴c_水m△t_水=c_煤油m△t_煤油
4.2×10³J/kg?℃×t=c_煤油×2t
c_煤油=2.1×10³J/kg?℃．
故答案为：（1）不同；温度计示数变化；（2）滑动变阻器；同一；（3）2.1×10³．

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．