18.小明和小紅利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”.質(zhì)量相等的兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲,甲燒瓶中的金屬絲是銅絲,電阻比較小,乙燒瓶中的金屬絲是鎳鉻合金絲,電阻比較大.溫度計(jì)顯示煤油的溫度.
(1)采用這種連接方式的目的是:控制電流和通電時(shí)間相同.
(2)合上開關(guān),經(jīng)過一段時(shí)間,兩電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少是通過U型管中液面的高度差反映出來.
(3)實(shí)驗(yàn)中,小明和小紅發(fā)現(xiàn)燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高快.這表明:在電流和通電時(shí)間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多.
(4)小明提議利用該裝置改成“比較水和煤油比熱容的大小”的實(shí)驗(yàn),則他們應(yīng)將其中一燒瓶中的煤油換成相等的水;將甲燒瓶中的銅絲換成鎳鉻合金絲,并且與乙燒瓶中的鎳鉻合金絲的電流相等.通過實(shí)驗(yàn)觀察,發(fā)現(xiàn)裝有煤油(選填“水”或“煤油”)的燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化較大.

分析 (1)串聯(lián)電路中,電流是處處相等的;
(2)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,但可以通過液面高度差的變化來反映,這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法;
(3)據(jù)焦耳定律分析判斷即可解決;
(4)由吸熱公式Q=cm△t可知,要比較水和煤油的比熱容大小,應(yīng)讓兩瓶中水和煤油的質(zhì)量m相等、吸收的熱量相等,通過比較它們升高的溫度大小關(guān)系,得出比熱容的大小關(guān)系.

解答 解:(1)據(jù)圖可知,兩個(gè)電阻是串聯(lián)的,所以采用這種連接方式的目的是:控制電流和通電時(shí)間相同;、
(2)據(jù)試驗(yàn)裝置可知,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使得容器中的空氣受熱膨脹,從而導(dǎo)致U型管中的液面會(huì)發(fā)生變化,故雖然熱量的多少不能直接觀察,但可以通過U型管液面高度差的變化來反映,這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法;
(3)據(jù)焦耳定律可知,在電流和通電時(shí)間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多.
(4)要比較水和煤油的比熱容大小,則應(yīng)讓水和煤油的質(zhì)量相等,吸收的熱量相等,由溫度的變化求得比熱的大。还视孟嗤|(zhì)量的水代替煤油,兩瓶中都有相同長度的電阻絲,電阻相等;結(jié)果會(huì)發(fā)現(xiàn)煤油溫度變化的快,說明煤油的比熱容較小,水的比熱容大.
故答案為:(1)控制電流和通電時(shí)間相同;(2)U型管中液面的高度差;(3)大;(4)電流;煤油.

點(diǎn)評(píng) (1)本題通過焦耳定律的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)控制變量法、轉(zhuǎn)化法的掌握和應(yīng)用,以及學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力;
(2)在“比較水和煤油比熱容的大小”的實(shí)驗(yàn)中,同樣要注意控制變量法的應(yīng)用,這是解答的關(guān)鍵,應(yīng)重點(diǎn)掌握.

練習(xí)冊系列答案
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7.在探究“氣泡的速度”實(shí)驗(yàn)時(shí),同學(xué)們選用長 80cm、內(nèi)徑 10mm 的均勻玻璃管進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在管內(nèi)注滿水,留一個(gè)小
氣泡,兩端密封.倒轉(zhuǎn)玻璃管,保持豎直,觀察氣泡在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng),測量小氣泡在管內(nèi)上升過程中的速度.
(1)實(shí)驗(yàn)中用到的測量工具是刻度尺,停表.
(2)當(dāng)氣泡的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,同學(xué)們從某一位置開始,每 4S 在玻璃管上用記號(hào)筆記錄氣泡的位置,并做記錄. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小氣泡的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是做勻速直線運(yùn)動(dòng).
時(shí)間t/s路程s/cm
00
412
824
1236
1648
2060
(3)請你用“實(shí)心圓點(diǎn)”在圖中標(biāo)出不同時(shí)刻氣泡的位置,在以上的直角坐標(biāo)系中,描述氣泡位置的每個(gè)點(diǎn)的高度表示的是氣泡相對(duì)于起始時(shí)刻通過的路程,并將這些點(diǎn)用光滑曲線連接起來.
(4)通過圖象我們發(fā)現(xiàn),氣泡的運(yùn)動(dòng)是沿著直線的,在任意相同的時(shí)間內(nèi)通過的路程始終相等,我們把這樣的運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng).

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10.兩個(gè)電阻器串聯(lián)在電路中,試證明兩電阻消耗的總功率等于每個(gè)電阻所消耗的電功率之和,即P=P1+P2,在如圖所示電路中,電源電壓為6V,電壓表示數(shù)為2V,R2阻值為10Ω,求R1、R2的功率和電路總功率.

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7.在測量某小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,則:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234
電壓U/V2.51.70.90.1
電流I/A0.280.240.190.05
電阻R/Ω8.974.7
燈泡亮度正常發(fā)光較弱微弱不發(fā)光
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8.在“探究導(dǎo)體電阻與長度和橫截面積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小軍所利用的實(shí)驗(yàn)電路和合金絲的規(guī)格如圖甲和下表所示.
序號(hào)材料長度橫截面積
a鎳鉻2l0S0
b鎳鉻l0S0
c鎳鉻2S0

(1)請?jiān)趫D甲中將實(shí)物電路圖連接完整;
(2)要探究合金絲電阻與長度的關(guān)系,應(yīng)選擇a和b合金絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn);若選擇b、c兩根合金絲來探究電阻與橫截面積的關(guān)系,則合金絲c的長度應(yīng)為l0;
(3)若某次測得電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.3A和1.8V,則合金絲電阻為6Ω;
(4)為完成上述實(shí)驗(yàn)探究,小明設(shè)計(jì)了另一個(gè)如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路.用圖中已知器材,在不改變電路連接方式的前提下,他只需增加一個(gè)器材,也能完成上述實(shí)驗(yàn),則該器材是電壓表(選填“電壓表”或“電流表”),你在實(shí)驗(yàn)中使用該器材的具體做法是用電壓表依次測出各合金絲兩端的電壓.

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