Question

【題目】牛頓說自己是站在巨人的肩膀上，其實每一個育華學子都是如此。我們學習的每一個物理概念，背后都由科學家們辛勤探究而來，比如功和熱量、電熱等。在沒有認識熱的本質以前，熱量、功、能量的關系并不清楚，所以它們用不同的單位來表示。熱量的單位用卡路里，簡稱卡。焦耳認為熱量和功應當有一定的當量關系，即熱量的單位卡和功的單位焦耳間有一定的數量關系。他從1840年開始，到1878年近40年的時間內，利用電熱量熱法進行了大量的實驗，最終找出了熱和功之間的當量關系。如果用表示電功，用表示這一切所對應的熱量，則功和熱量之間的關系可寫成，即為熱功當量。利用如圖1所示的裝置，我們可以一起來重現歷史，經歷焦耳的探究過程——測量熱功當量：

（1）除了圖中所示器材，為完成實驗，還需要的器材是__________。

（2）往量熱器內筒倒入質量為的水，按圖連接好電路。閉合開關前滑動變阻滑片位于最__________端（選填“左或右”）

（3）記錄溫度計初始讀數，閉合開關，調節滑片得到合適的電流電壓，并記錄為、。通電，并用攪拌器攪拌加速導熱，一段時間后斷電，記錄通電時間和末溫。

（4）計算出熱功當量__________（用題中所給字母表示，水比熱容用表示）熱功當量的測量，徹底否定了“熱質說，為能量守恒和轉化奠定了基礎。

	0	1	2	3	4	5
水	20℃	25℃	30℃	36℃	40℃	45℃
煤油	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	71℃

（5）這套裝置還可以用來做“比較水和煤油比熱容的大小”實驗，應當選擇圖2的__________（選填“A或B”）裝置中的電阻與圖1裝置中的電阻__________（選填“串聯或并聯”）。

（6）進行實驗后，測得數據如表格所示。本實驗中水和煤油吸收熱量的多少是用__________（選填“溫度計示數的變化或加熱時間”）來反映的。

（7）由表格數據求得煤油的比熱容為____________________。

Answer 1

【答案】秒表 右 A 串聯 溫度計示數的變化

【解析】

(1)[1]圖中所示器材有電壓表，電流表，溫度計，為完成實驗，需要求出電功，根據W=UIt還需要的器材是秒表。

(2)[2]往量熱器內筒倒入質量為的水，按圖連接好電路。閉合開關前滑動變阻應位于阻值最大處，即滑片位于最右端。

(4)[3]根據，，，則熱功當量

(5)[4][5]這套裝置還可以用來做“比較水和煤油比熱容的大小”實驗，為了控制變量相同，所以電阻絲阻值應該相同，即應當選擇圖2的A裝置中的電阻與圖1裝置中的電阻串聯。

(6)[6]根據轉換法，實驗中水和煤油吸熱的多少是通過溫度計示數的變化來反映的。

(7)[7]由表格數據可知，1min內，水的溫度變化了

25℃-20℃=5℃

煤油的溫度變化了

30℃-20℃=10℃

相同時間內，電阻絲產生的熱量相同，則

代入數據可得