Question

20．小明使用电热水壶烧水时，发现晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长，为什么晚饭后烧开一壶水所用时间长呢？小明经过思考提出了以下猜想：
猜想一：可能是晚间的气压变高；
猜想二：可能是晚间电热水壶的实际功率变小．
（1）你认为因气压变高而延长烧水时间的依据是气压变高使水的沸点增大而吸收更多热量；为了验证猜想一，小明在小瓶里装一些带颜色的水，取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，制成了一个简易气压计（如图所示），如果观察到气压计玻璃管的水面晚间比早晨高，说明猜想一是错误（填“正确”或“错误”）的．
（2）为了验证猜想二，小明想利用电能表和钟表设计一个简单的实验，遇到如下问题．
①用电热水壶在早晨和晚上烧水时，水壶里不需要（填“需”或“不需”）要装质量相同的水，理由是电热水壶发热功率与水的质量无关
②以下“收集数据，分析论证”的方案中，其中简便可行的最佳方案是B（填序号）．
A．早晚烧水时，控制相同的时间，比较电能表转过的圈数
B．早晚烧水时，控制电能表转相同的圈数，比较时间长短
C．早晚将水烧开，分别测出电功和时间，比较电功率大小
D．早晚将水烧开，分别测出电能表转的圈数和时间，比较其比值大小
③在收集数据时，还需要提醒小明的是记录电能表转动圈数时要断开其它家用电器，否则收集到的数据是错误的．

Answer 1

分析 （1）液体的沸点与气压有关，随气压的变大而变大，随气压的减小而减小；
（2）电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表；为了测量电热水壶的电功率，让其它用电器全部关闭，只让电热水壶单独工作，让其工作一段时间，用秒表记下时间，看铝盘转动n圈，求出消耗的电能．

解答 解：
（1）晚饭后烧开一壶水所用时间长，猜想晚间的气压变高，由于水的沸点与气压有关，随大气压的增大而增大，当气压变大时，水的沸点也变大，可能需要吸收更多的热量；
只有瓶内气体的压强大于外界大气压时，它才能压着水柱升到瓶口之上，到了晚上水面晚间比早晨高，说明外界大气压变小，瓶内气压大于外界大气压，会进一步向外压水柱，所以水柱将会升高，因此水的沸点会降低，故猜想错误；
（2）①测量电热水壶在早晨和晚上烧水时的功率时，水壶里不需要装质量相同的水，因为电热水壶发热功率与水的质量无关；
②早晚将水烧开时，分别测出电能表转的圈数和时间，根据电能表的参数求出消耗的电能，根据P=$\frac{W}{t}$即可求出电功率，因转盘在两圈之间难以估读，所以因控制电能表转相同的圈数比较时间长短；
③记录电能表转动圈数时要断开其它家用电器，否则测出来的功率是家用电器的总功率．
故答案为：
（1）气压变高使水的沸点增大而吸收更多热量；错误；
（2）①不需要；电热水壶发热功率与水的质量无关；②B；③记录电能表转动圈数时要断开其它家用电器．

点评 本题通过实验考查了影响水开的因素，涉及到沸点与气压的关系，如何用电能表测电功率问题，内容较多，要认真分析．