距离中考只剩几周,焦耳定律的实验探究题一直是高频考点,也是很多同学的失分重灾区。今天我们就结合这道典型模拟题,把后面 4 个高易错填空的解题思路讲透,帮你彻底搞懂这类题。
第(1)问是基础问题,不再解释。
第 (2) 问:比较不同物质吸热能力的关键
这一问的核心是把焦耳定律实验装置,改造成了 “比较不同物质吸热能力” 的实验。要比较两种液体的吸热能力,我们必须保证它们在相同时间内吸收的热量完全相同,这样温度变化的差异才是由液体本身的性质决定的。在这个电路里,电阻丝是热量的来源,所以必须让两个电阻丝的阻值相等。只有阻值相等、串联在电路中,它们在相同时间内放出的热量才相同,两瓶里的液体吸收的热量也才相同。题目里说,相同时间后,甲瓶里的温度计升温更快。这说明在吸收相同热量时,甲液体温度变化更大,而温度变化越大,说明这种液体的吸热能力越弱,对应的比热容就越小。所以这里要填 “<”。
第 (3) 问:图乙两个阻值相同的电阻丝,通过的电流不同,电流大的一侧产生的热量更多。左边容器里的电阻丝在干路上,电流是 2A;右边容器里的电阻丝在支路上,电流是 1A(因为右边容器外并联了一个电阻,分流了一半电流)。电流越大,产生的热量越多,容器内空气膨胀越明显,对应的 U 形管液面高度差变化就越快。所以左侧的液面变化更快。至于第二个空,利用焦耳定律公式可以直接求得结果。
第 (4) 问:我们知道,电流通过导体产生的热量和电流的平方成正比。如果横坐标用电流 I,画出的 Q-I 图像会是一条向上弯曲的曲线,很难直观看出是不是正比关系。但如果我们把横坐标换成电流的平方(I²),画出的 Q-I² 图像就会变成一条过原点的直线。只有图像是直线,才能直观地说明两个物理量是成正比的。所以这一空的答案是把横坐标的 I 换成 I²。
第 (5) 问:左侧容器里是一个 5Ω 的电阻,右侧容器里是两个并联的 5Ω 电阻。两个电阻并联后的总电阻会变小,也就是说,现在左右两个容器里的电阻大小不同。同时,这两个容器里的电阻丝是串联在干路上的,通过它们的电流相同,通电时间也相同。根据焦耳定律公式可知,当电流和通电时间相同时,改变电阻大小,就是为了探究电流产生的热量与电阻的关系。
这道题的后面这 4 个易错空,其实都是围绕 “控制变量法” 和焦耳定律的规律设计的。只要抓住 “谁变谁不变” 的原则,分清每个实验的目的和变量,再结合比热容、图像分析的基础知识点,这类题就能轻松拿分。考前再过一遍这些易错点,考场上就能稳稳避开陷阱!
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