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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 比热容的概念 水的比热容的特点及其应用 焦耳定律及计算公式 试题正文
  • 实验题
    为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图1的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R甲＞R乙．
    （1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不选用水，主要是由于 _________ ．
    （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 ___________ 的关系．
    （3）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是 _________ ．
    （4）将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图2所示，测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式C煤油=_________（已知水的比热容为C水）

    本题信息：2012年山西省中考真题物理实验题难度一般 来源:王晓辉（初中物理）
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本试题 “为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图1的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R甲＞R乙．（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...” 主要考查您对

比热容的概念

水的比热容的特点及其应用

焦耳定律及计算公式

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  • 比热容的概念
  • 水的比热容的特点及其应用
  • 焦耳定律及计算公式
定义：
单位质量的某种物质，温度升高(或降低) 1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。用符号c表示。

单位：
焦／(千克·摄氏度)，符号是J／(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度，它表示的物理意义是：单位质量的某种物质温度升高(或降低)l℃时，吸收(或放出) 的热量是多少焦。

比热容的特征：
(1)比热容是物质的一种特性：
a．比热容是反映质量相等的不同物质，在温度升高(或降低)的度数相同时，吸收(或放出)的热量是不同的物理量；
b.  不同的物质，比热容一般不同。

(2)比热容也是物质的一种属性：
a．比热容不随物体的质量改变而改变；
b．比热容与温度及温度变化无关；
c．比热容与物质吸热或放热的多少无关。

(3)比热容与状态有关：状态改变，比热容改变。

(4)比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量：在同样受热或冷却的情况下，比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大。

比热容与热量的区别和联系：
比热容 热量
特点 反映物质的吸热或放热的能力 反映物体吸收或放出热的多少
概念 单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量 在热传递过程中，传递的内能的多少
单位 J/(kg·℃) J
有关因素 只与物质的种类、状态有关，而与质量、温度、热量无关 与比热容、质量、温度的改变量有关
联系 Q=cm△t

巧法解图像类问题：
  在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。
例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得m两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T甲、T乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c甲，c乙分别表甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是(   )
A．T甲>T乙，c甲>c乙
B．T甲>T乙，c甲<c乙
C．T甲<T乙，c甲>c乙
D．T甲<T乙，c甲<c乙
解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T乙>T甲。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式Q=cm△t进行变形，c=，而可从图像看出甲的温度变化大，故c甲<c乙

答案：D
水的比热容
水的比热容为4．2×103J／(kg·℃)。表示的意义：1干克水温度升高(或降低)l℃所吸收(或放出) 的热量是4．2×103焦耳。

水的比热容的应用：
     水的比热容在人们的日常生活和生产中具有重要意义，主要表现在两个方面：一方面是冷却或取暖。南于水的比热容较大，在一般情况下，一定质量的水升高 (或降低)一定的温度而吸收(或放出)的热量比一定质量的其他物质升高(或降低)一定的温度而吸收(或放出)的热量多，所以我们利用水作冷却剂或取暖，作冷却剂时，是让水吸收更多的热量；用来取暖时，是让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容较大，一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。夏天，太阳照存海面上，海水在温度升高的过程中吸收大量的热量，所以住在海边的人们并不觉得特别热；冬天，气温降低了海水南于温度降低而放出大量的热量，使沿海气温不致降得太低，所以住往海边的人们觉得特别冷。
焦耳定律：
1. 定义：电流通过导体时所产生的热量Q，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

2. 公式：Q=I2Rt，适用范围：任何电路。

探究方法：
控制变量法：
(1)控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系
(2)控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小，研究电热与电流的关系
(3)控制通电时间和电流不变，改变电阻大小，研究电热与电阻的关系

串并联电路电热关系：

串联电路中，电热之比等于电阻之比，
即（根据Q=I2Rt）
并联电路中，电热之比等于电阻的反比（或倒数比），即（根据：）

“焦耳定律”中的控制变量法：
     焦耳定律的实验运用了控制变量法，当两段电阻串联时，控制电流和通电时间相同，得出电流产生的热量与电阻大小有关，当两电阻并联时，控制电阻和通电时问不变，得出电流产生的热量与电流大小有关。
例：小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。

(1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
(2)实验中，小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明：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______。

解析：(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变，如煤油的质量，相同的烧瓶，相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计升高得快，说明相同时间内煤油吸收的热量多，由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻，所以在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多。

答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)


为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” ：
      由于电炉丝和导线串联在电路中，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，根据 “在电流相等的条件下，电能转化成热时的功率跟电阻成正比”，Q=I2Rt可知，在通电时间相同时，电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多．所以电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。


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