Question

（2013?天河区二模）小伟探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关，电路如图甲，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R₁＞R₂．
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要原因是

因为煤油的比热容比水的比热容小

．
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与

电阻

的关系．
（3）小伟将装置改装（如图乙，两烧瓶中的电阻R₁相同）测量煤油的比热容，实验步骤如下：
a．分别在两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀，质量均为m的水和煤油；
b．通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t_水、t_煤油．
c．请用步骤中出现过的物理量符号表示煤油比热容为c_煤油=

t水-t0

t煤油-t0

c_水

（已知水的比热容为c_水）．
d．小伟发现实验中的数据与课本中煤油的比热容有偏差．结合试验装置图，分析原因：

水和煤油的散热程度不同

．

Answer 1

分析：（1）从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因．
（2）由图知，两个电阻是串联的，电流相等，通电时间相等，电阻不同，所以实验目的是探究在电流和通电时间一定时，电热跟电阻的关系．
（3）已知两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀、质量相等的水和煤油，通电一段时间，因为电热丝的阻值、电流通电时间都相同，所以煤油和水获得的热量相同，据此列出等量关系式求解煤油的比热容．
根据水和煤油的散热程度不同来分析实验中的数据与课本中煤油的比热容的偏差．

解答：解：（1）因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与电阻的关系，将该电路设计成串联的目的是使通过R_甲、R_乙的电流和通电时间都相同；
（3）在图乙中，两只烧瓶中的电热丝阻值相同，通过的电流相同，通电时间相同，所以水和煤油得到的热量相同，即Q_水=Q_煤油，c_水m（t_水-t₀）=c_煤油m（t_煤油-t₀），所以煤油的比热容为c_煤油=

t水-t0

t煤油-t0

c_水．
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）因为煤油的比热容比水的比热容小；（2）电阻；（3）

t水-t0

t煤油-t0

c_水；水和煤油的散热程度不同．

点评：本题通过焦耳定律的实验重点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．