重点培优@第 18 章电功率 实验 1 探究电流的热效应 1.某物理学习小组探究“电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的 器材有：电源、发热电阻多个、量程适合的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、酒精、煤油、 开关、导线若干。 （1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图____所示方案。 答案：甲 解析：探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应控制电流大小和通电 时间相等，图甲控制通过两个电阻的电流和通电时间相同，图乙控制两个电阻两端的电压和通 电时间相同，由此可知，应选图甲所示的方案来进行实验。 （2）所选方案中两发热电阻的阻值应_____，两个烧瓶内的液体应为质量相等的_____种类 的液体。（均填“相同”或“不同”） 答案：不同 相同 解析：探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应只改变导体电阻的大 小，控制烧瓶内液体种类和质量相同。 （3）已知比热容的大小为 酒精 > 煤油 ，为了缩短实验时间，应选用的液体是_____。实验 中，电流通过导体产生热量的多少转化为_____（填“加热时间”或“烧瓶 中液体温度的变化”），转化依据是公式 = _____。 答案：煤油 。 烧瓶中液体温度的变化 。 Δ 。 解析：根据 = Δ 可知，液体吸收的热量和质量一定时，煤油的比热容更小，升温更快， 可以节省实验时间；由焦耳定律可知，瓶中电阻发热后放出热量，使瓶内液体温度升高，放热 的多少可通过温度计示数的变化即烧瓶中液体温度的变化体现出来。 （4）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的水和酒精，并接入两根阻值_____的电阻丝（填“相 同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热能力。已知在本次实验条件下， 26/88 重点培优@第 18 章电功率 水的沸点为 100℃，酒精的沸点为 78℃ ，则该实验过程中应保证酒精的温度低于_____。根 据表中记录的数据，可知____的吸热能力更强， 酒精的比热容是_____J/(kg ℃) 。 液体 加热时间/s 质量/g 初始温度/℃ 末态温度/℃ 比热容/[J/(kg ℃)] 水 420 60 20 32 4.2×103 酒精 420 60 20 41 答案：相同 。78℃ 。水 。2.4 × 103 。 解析：根据 = 2 可知，要使酒精和水在相同的时间内吸收的热量相同，则两发热电阻的 阻值和电流应相同；在实验过程中，要保证酒精的温度低于其沸点，即低于 78 ℃ ；根据表中 记录的数据可知水的吸热能力更强；用相同的电阻丝，加热相同时间，酒精和水吸收的热量相 同，即 酒精吸 = 水吸，由 = Δ 可得： 酒精 ( 酒精 0) = 水 ( 水 0) ，代入数据得： 酒精 × (41℃ 20 ℃) = 4.2 × 10 3 J/(kg ℃) × (32℃ 20 ℃) ，解得： 酒精 = 2.4 × 10 3 J/(kg ℃) 。 实验突破———控制变量法的应用： （1）被加热物质的种类、质量、初温均相同； （2）探究电热与电流的关系：控制发热电阻阻值和通电时间相同，改变通过两发热电阻的电 流大小； （3）探究电热与电阻的关系：控制通过两发热电阻的电流和通电时间相同，选择两个阻值不 同的发热电阻； （4）探究电热与通电时间的关系：控制发热电阻的阻值和通过发热电阻的电流相同，改变通 电时间的长短。 2.如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两透 明容器中密封着等质量的空气。 27/88 重点培优@第 18 章电功率 （1）在该实验中，通过观察 U 形管中液面的_____来反映电阻丝产生热量的多少，这种研 究方法叫_____法。 答案：高度差 。转换 解析：电流通过电阻丝产生热量，容器内空气吸收热量温度升高，体积变大，U 形管内液面 产生高度差。产生的电热越多，U 形管内液面高度差越大。用容易观测的液面高度差来间接 反映产生了多少电热，这种研究方法是转换法。 （2 ... ...
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