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初中三年级物理

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    小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。装置中除了 R>R外,其余条件均相同。
    (1)将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的 ________及通电时间相等。实验发现,甲瓶温度计示数升高快,表明该实验条件下,导体的电阻越大,电流产生的热量越______。
    (2)小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。若保持甲的器材不变时,他们除了把乙的煤油换成食用油外,还需更换乙的_______。此外,为了能在通电一段时间后,通过比较两温度计示数的大小来比较食用油和煤油的吸热能力,他们设计的实验必须满足的条件还有__________________。

    本题信息:2011年海南省中考真题物理探究题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。装置中除了 R甲>R乙外,其余条件均相同。(1)将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝...” 主要考查您对

比较不同物质的吸热能力

焦耳定律及计算公式

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 比较不同物质的吸热能力
  • 焦耳定律及计算公式
吸热能力:
单位体积的固体或液体吸收热量的多少衡量一个物体的吸热能力的大小

实验探究不同物质的吸热能力:
实验探究:质量相等不同物质,升高相同的温度,吸收的热量是否相等

实验的器材:两个相同的酒精灯、两支温度计、两个烧杯、铁架台、石棉网(如下图)


实验现象:油的温度升得快;

结论:质量相等的水和油,吸收相等的热量,油的温度升高得快。

问:若要使质量相等的水和油升高相同的温度,即给___________加热的时间要长些。(答案,水)

结论:质量相等的水和油升高相同的温度,水吸收的热量多;

归纳总结:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收热量不相等。实验反映了不同物质的吸热的本领是不同的。
实验探究不同物质的吸热能力:
   近年来探究试题考查范围不断扩大,由原来的简单填写一些实验步骤,扩展到器材的选择、使用、作用等,这就要求我们在平时实验中要注意这些细节。
例:为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,实验室中准备了以下仪器:两个规格相同的电加热器,两个相同的酒精灯,两个相同的烧杯,两支温度计,手表,铁架台,火柴,适量的水和煤油。
(1)为了完成实验,还需要的仪器有____。
(2)为了准确地控制物体吸收热量的多少,在上述提供的热源中,选____比较合理。
(3)某小组实验中记录了实验数据(见表),分析第1、2次或第3、4次实验数据可看出:同种物质升高相同温度时,吸收的热量与物质的____有关;分析第1、3次或第2、4次实验数据可看出:质量相同的水和煤油升高相同的温度,吸收的热星与物质的____有关。
表:
(4)在上面(3)的分析中采用的研究方法与我们所做过的__实验的研究方法相同(写一条即可).

解析:(1)要称量水和酒精的质量需要用天平。
(2)电加热器可以很好地控制吸收热量的多少。
(3)不同质量的水升高相同温度吸收的热量不相同,表明物体吸收的热量的多少与物体的质量有关。质量相同的水和煤油,升高相同温度吸收的热量小相同。表明吸热的多少与物质的种类有关。
(4)以上所用的研究问题的方法叫控制变量法。如:“研究压力作用效果与什么因素有关”“研究影响滑动摩擦力大小的因素”“浮力大小和什么因素有关”等实验都利用了控制变量法。 答案:(1)天平(2)电加热器(3)质量种类(4)提示:只要是控制变量法的实验即可。

用控制变量法和转换法探究物质的吸热与哪些因素有关:
1.物质吸收热量的多少与质量、升高的温度和物质种类都有关系,因此应用控制变量法进行探究,只让其中一个因素改变而其他量保持不变,这样可使被研究的问题简单化。
2.物质吸收热量的多少不容易直接测量,由于加热时间越长,吸收的热量越多,所以可以转换为测加热时间的长短.通过测量加热时问的长短来求判断吸收热量的多少,这种方法叫转换法

例1 如图甲所示是“探究比较不同物质的吸热能力”的实验装置实验方法是:用两个相同的酒精灯分别给质量相同的食用油和水加热,在吸收热量相同时,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。小雨经过分析思考,将实验装置加以改进,如图乙所示:

(1)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制____相同。
(2)图乙的实验操作中存在一处错误:没有控制 __相同。

解析:探究过程要注意控制变量。本题中食用油和水温度升高的多少和质苗、加热火力、物质种类都有关,因此要控制质趋、加热火力都相同,比较不同物质吸热的能力。
答案:(1)食用油干和水吸收的热量(加热情况) (2)食用油和水的质量

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,
(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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