Question

（2013?桂林）小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实际电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，R_A^与R_B是阻值不同的电热丝．
（1）R_A与R_B采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、

通过的电流

相等．
（2）小明同学为了比较R_A与R_B阻值的大小，用电压表分别测出R_A与R_B两端电压的大小，发现U_A＜U_B，则R_A

＜

R_B（选填“＞”“＜”或“=”）．
（3）在相同的时间内，可通过观察

温度计示数的变化

来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，试验液体选用煤油而不选水，主要是水的比热容比煤油

大

（选填“大”或“小”）．
（4）通过实验，发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流、通电时间相同的情况下，电阻

越大

（选填“越大”或“越小”），产生的热量越多．
（5）小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其

质量

（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R_A换成

与R_B阻值相等

的电热丝．测量时，水和煤油的初温均为t₀，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达式：c_煤油=

c水(t水-t0)

t煤油-t0

．（已知水的比热容为c_水）．
小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差，原因主要有：

水与煤油的散热程度不同

．（只要写出一条即可）

Answer 1

分析：（1）R_A与R_B采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、通过的电流相等；
（2）串联电路有分压作用，电压与电阻成正比；
（3）温度计示数的变化反应了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少；根据Q=cm△t作出分析；
（4）根据实验控制的变量与焦耳定律分析出结论；
（5）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质量m相等、吸收的热量相等（加热时间相等），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；通电相同的时间，水和煤油吸收相同的热量，根据Q=cm（t-t₀）求出煤油的比热．

解答：解：（1）两电阻丝串联连接的目的是：控制两根电阻丝的电流和通电时间相等；
（2）用电压表分别测出R_A与R_B两端电压的大小，发现U_A＜U_B，因为电压与电阻成正比，则R_A＜R_B；
（3）实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少；
根据Q=cm△t可知，在液体的质量和吸收的热量相同的情况下，液体的比热越小，温度升高的越快，所以选用比热容较小的煤油来做实验；
（4）根据焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
（5）要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系，故用相同质量的水代替煤油；把电热丝R_A换成与R_B阻值相同的电阻丝，电阻相等，在相同时间内放出的热量相同，所以水和煤油吸收的热量相同；
因为Q_水=Q_煤油，所以c_水m（t_水-t₀）=c_煤油m（t_煤油-t₀），所以煤油的比热：
c_煤油=

c水(t水-t0)

t煤油-t0

；
因为水和煤油的散热程度不同，所以这样测量煤油的比热容会有较大的误差．
故答案为：（1）通过的电流；（2）＜；（3）温度计示数的变化；大；（4）越大；（5）质量；与R_B阻值相等；

c水(t水-t0)

t煤油-t0

；水与煤油的散热程度不同．

点评：本题是探究“电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系”的实验题，实验中应用了控制变量法，掌握控制变量法的应用、熟练应用串联电路特点、电功公式、热量公式的变形公式是正确解题的关键．