Question

为了“比较不同物质的吸热能力”，物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路，A瓶中装的是水，B瓶中装的是煤油，两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝．
（1）为了完成实验，请在右图中用笔画线代替导线将电路补全；且开关闭合前滑片P应置于______（“M或N”）端．
（2）为了确保实验的准确性，水和煤油的______和初温必须相等．闭合开关后，经过一段时间发现______（选填A或B）瓶液体中的温度计示数升高快，表明水的吸热能力比煤油强．物质的这种属性我们用物理量比热容来描述．
（3）实验结束时，小明测得水和煤油升高的温度分别为△t₁和△t₂，假设已知水的比热容为C_水，如果不计热量损失，那么煤油的比热容C_煤=______．
（4）接着兴趣小组进行探究“通电导体产生热量的多少和电阻的关系”，他们又准备了如下的器材：足量的水和煤油、天平、10Ω的电热丝两根、电流表和电压表各一只、秒表等器材．要完成实验，他们应该在原来的装置上调整的器材及要求是：
①______；②______．
（5）最后，小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I关系的图象，其中正确的是______．

Answer 1

【答案】分析：在连接电路时，要把开关断开，滑动变阻器移到最大阻值处．这样做是为了保护电路．
实验中使用相同的电热丝串联，保证了通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I²Rt可知水和煤油吸收的热量相同，由吸热公式Q吸=cm△t可知，为了比较不同物质吸收相同的热量温度变化情况，还要让水和煤油的质量和初温相同；
根据焦耳定律可知电流做功产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，要研究电流产生的热量与电阻的关系，需要控制通过导体的电流、通电时间相同，改变导体的电阻；
为了比较两电热丝产生热量的多少，让两电热丝都放入煤油中，通过煤油温度升高多少说明电流产生的热量多少（因为煤油的比热容小，吸收相同热量温度变化大），所以换用相同质量的煤油．
解答：解：（1）在连接电路时，要把开关断开，滑动变阻器移到最大阻值处，即A端这样做是为了保护电路．

（2）因为加热工具和时间相同，由吸热公式Q_吸=cm△t可知，为了比较不同物质吸收相同的热量温度变化情况，要让水和煤油的质量相同，水和煤油的质量和初温也相同；
因为水的比热容大，相同质量的水和煤油，吸收相同的热量，煤油的温度升高的快，即B瓶中的温度计的示数升高快；
（3）由题知，水吸收的热量等于煤油吸收的热量Q水=Q煤油，即：c_水m△t₁=c_煤油m△t₂，得c_煤油=c_水，（4）因为电流做功产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，要研究电流产生的热量与电阻的关系，需要控制通过导体的电流、通电时间相同，所以将A瓶内的电阻丝换成10Ω的，A瓶内的水换成同B瓶等量的等质的煤油；实验中，要让两电热丝都放入煤油中，通过煤油温度升高多少说明电流产生的热量多少，所以将A瓶内换成等质量的煤油，原来的装置上调整的器材及要求是：①A瓶内的电阻丝换成10Ω的，②A瓶内的水换成同B瓶等量的等质的煤油．
（5）根据焦耳定律Q=I2Rt，探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，应当控制电阻和通电时间作为常数，所以得到Q是电流的二次函数，即B符合

故答案为：（1）电路略  M（2）质量  B（3）c_煤油=c_水4）①将其中一个电阻由5Ω换成10Ω  ②将B瓶中的煤油换成与A瓶等质量的水（或将A瓶中的水换成与B等质量的煤油（5）B
点评：本题考查了两个实验（比较不同物质的吸热能力、通电导体产生热量的多少和电阻的关系），知识点多、综合性强，用好控制变量法是关键．