解题思路:(1)电流通过电阻丝做功,消耗电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量的多少我们直接看不到,但煤油吸收热量温度升高,本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少(转换法);实验中将两电阻并联,是为了让两电阻两端的电压相同;
(2)为了便于观察实验现象,温度变化越明显越好,应从煤油和水两者的物理特性进行选择;为了控制R1和R2通电时间的相同,将开关接在干路;
(3)实验时,电流通过电阻丝做功,消耗电能转化为内能,产生的热量,被煤油吸收,煤油吸收热量温度升高;通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少,哪个温度上升得快哪个放出的热量就多.由题目可知“两烧瓶A、B中煤油质量相等”“导体两端的电压和通电时间相同”,只有电阻阻值的大小影响了导体产生热量的多少.
(4)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;
(5)根据消耗的电能可知产生的热量,利用公式Q=cm△t可求煤油的质量.
(1)通电后电流通过电阻丝做功,产生热量被煤油吸收,使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少;实验中采用并联方式,是为了控制电阻丝两端的电压相等;
(2)因煤油比水具有较小的比热容,故用煤油比用水更容易看出温度的变化;为了能更准确地控制R1和R2通电时间的相同,将开关接在干路上;
(3)通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,发现B中温度计的示数上升较快.则说明B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量多;
由题目可知“导体两端的电压和通电时间相同”,只有电阻丝的阻值R1>R2.所以可得出结论:当导体两端的电压和通电时间相同时,导体电阻越大,导体产生的热量越少.
(4)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,两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝,电阻相等;
(5)消耗的电能全部转化为内能,Q=W=3.15×10-3kW•h=1.134×104J,
煤油的质量:
m=[Q/c△t]=
1.134×104J
2.1×103J/(kg•℃)×10℃=0.54kg.
故答案为:(1)温度计示数的变化;控制电阻丝两端的电压相等;
(2)大;通电时间;
(3)多;在导体两端的电压和通电时间相同时,导体的电阻越大,导体产生的热量越少;
(4)质量;相等;
(5)0.54kg.
点评:
本题考点: 焦耳定律;水的比热容的特点及应用;热量的计算.
考点点评: 本题考查焦耳定律公式和吸热公式的应用以及比热容的有关问题,要知道并联电路的电压相等的规律,解题过程中还要注意单位的换算1kW•h=3.6×106J.