小明看到研究焦耳定律的实验装置后,将它改装成了如图所示的一种测量未知液体比热容的装置.测量时,分别往甲乙两瓶中装入水和待测液体,闭合开关一段时间后,再分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度△t水和△t,在不计热损失的情况下,就可以求得待测液体的比热容c=△t水C水/△t.
(1)为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等,小明设计的电路中必须满足的条件是________.
(2)为了得出待测液体的比热容表达式“c=△t水C水/△t.”,小明的测量方案中至少还需要的一种测量仪器是________,目的是________.
(3)闭合开关后,要使水和待测液体的温度升高得更快,滑动变阻器的滑片应向________滑动.
解:(1)在不计热损失的情况下,电流通过电阻时产生的热量全部被液体吸收,要使水和待测液体吸收相同热量,则需要两电阻放出相等的热量,而电阻串联,电流相同,通电时间也相等,根据Q=I2Rt可知,在电热I和通电时间t相同时,Q与R成正比,所以必须使R甲=R乙.
(2)水吸收的热量为:Q水=c水m水△t水
待测液体吸收的热量为:Q=cm△t
因为Q水=Q,所以c水m水△t水=cm△t
则有:c=,要使c=
必须有m水=m,所以还要用天平来称出质量相等的水和待测液体.
(3)要使水和待测液体的温度升高的快,必须使电阻在相同的时间内放出更多的热量,又因为电阻是一定的,根据Q=I2Rt可得,必须增大电路中的电流,则需要使滑动变阻器阻值减小,即滑片向A端移动.
故答案是:(1)R甲=R乙;(2)天平;称出质量相等的水和待测液体;(3)A端.
(1)水和待测液体吸收的热量是由电流通过电阻时产生的热量提供的,由焦耳定律可知,必须使两瓶中的电阻丝相等,即R甲=R乙;
(2)在实验中,两瓶中装入的水和待测液体的质量必须相等,故需要用天平称出相等质量的水和待测液体;
(3)由Q=I2Rt,在通电时间和电阻大小相同时,电流越大,产生热量越多,则应使滑动变阻器阻值相等.
点评:该探究实验题渗透了控制变量法和转换法,考查的知识点涉及欧姆定律、焦耳定律和热量公式的应用,综合性较强,具有一定的难度.
物理解题技巧分享:物体沉浮:浮力重力相比较,也可比较物液密。物小漂浮悬浮等,物大液密必下沉。