【题目】牛顿说自己是站在巨人的肩膀上,其实每一个育华学子都是如此。我们学习的每一个物理概念,背后都由科学家们辛勤探究而来,比如功和热量、电热等。在没有认识热的本质以前,热量、功、能量的关系并不清楚,所以它们用不同的单位来表示。热量的单位用卡路里,简称卡。焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系,即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。他从1840年开始,到1878年近40年的时间内,利用电热量热法进行了大量的实验,最终找出了热和功之间的当量关系。如果用表示电功,用
表示这一切所对应的热量,则功和热量之间的关系可写成
,
即为热功当量。利用如图1所示的装置,我们可以一起来重现历史,经历焦耳的探究过程——测量热功当量:
(1)除了图中所示器材,为完成实验,还需要的器材是__________。
(2)往量热器内筒倒入质量为的水,按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻滑片位于最__________端(选填“左或右”)
(3)记录温度计初始读数,闭合开关,调节滑片得到合适的电流电压,并记录为
、
。通电,并用搅拌器搅拌加速导热,一段时间后断电,记录通电时间
和末温
。
(4)计算出热功当量__________(用题中所给字母表示,水比热容用
表示)热功当量的测量,彻底否定了“热质说,为能量守恒和转化奠定了基础。
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
水 | 20℃ | 25℃ | 30℃ | 36℃ | 40℃ | 45℃ |
煤油 | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 71℃ |
(5)这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验,应当选择图2的__________(选填“A或B”)装置中的电阻与图1装置中的电阻__________(选填“串联或并联”)。
(6)进行实验后,测得数据如表格所示。本实验中水和煤油吸收热量的多少是用__________(选填“温度计示数的变化或加热时间”)来反映的。
(7)由表格数据求得煤油的比热容为____________________。
【答案】秒表 右 A 串联 温度计示数的变化
【解析】
(1)[1]图中所示器材有电压表,电流表,温度计,为完成实验,需要求出电功,根据W=UIt还需要的器材是秒表。
(2)[2]往量热器内筒倒入质量为的水,按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻应位于阻值最大处,即滑片位于最右端。
(4)[3]根据,
,
,则热功当量
(5)[4][5]这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验,为了控制变量相同,所以电阻丝阻值应该相同,即应当选择图2的A装置中的电阻与图1装置中的电阻串联。
(6)[6]根据转换法,实验中水和煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的。
(7)[7]由表格数据可知,1min内,水的温度变化了
25℃-20℃=5℃
煤油的温度变化了
30℃-20℃=10℃
相同时间内,电阻丝产生的热量相同,则
代入数据可得
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【题目】如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从b端滑到a端的过程中,R2消耗的电功率P与通过的电流I的关系如图乙,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R1的阻值为20Ω
C.R2的最大阻值为40Ω
D.该电路消耗的最大电功率为1.2W
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【题目】每年6月6日是全国爱眼日。人眼睛的晶状体相当于_____镜,通过晶状体的调节将远近不同的物体成像在视网膜上,如图所示是不同位置的两个物体的成像示意图,由图可知: 眼睛看近处的物体时,晶状体的焦距_____(选填 “变大”、“变小”或“不变”),人眼若长期观察近处物体, 会造成晶状体过度弯曲,当看远处物体,像会成在视网膜的前方,应 _____透镜制成的眼镜加以矫正。
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【题目】如图甲所示,为定值电阻,调节电阻箱
时电流表示数
随之变化。图乙所示
阻值与电流表示数的倒数
的图像。则定值电阻
为_____
,电源电压
为_____V,该电路的最大功率为_____W。
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【题目】电源电压(已知)保持不变,且大于小灯泡的额定电压(已知),定值电阻的阻值已知。在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是( )
A.B.
C.D.
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【题目】如图甲所示,水平地面上有一底面积为100cm2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为1kg的水。现将一个质量分布均匀,底面积为60cm2,体积为300cm3的物块(不吸水)放入容器中物块漂浮在水面上,物块露出水面的体积为30cm3。下列说法中不正确的是( )
A.物块受到的浮力大小2.7N
B.物块的密度900kg/m3
C.用力F向下压物块使其恰好完全漫没在水中(水未溢出)如图乙,物体重力做功为0.0135J
D.用力F向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,此时水对容器底的压强为1300Pa
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【题目】如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器当滑片在a,b两点间移动时,电流表示数变化范围为0.2A~0.6A,电压表示数变化范围4V~2V,则电源电压为_____V,R1功率的变化量为____W。
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【题目】2019年,无为县进一步加大农村环境“三大革命”改厕民生工程资金投入,主要是为了改善农民生活环境、减少疾病传播、提高农民生活质量和健康水平。小明家住农村,学完电学的他,也想为家人出一份力,他家的厕所离房子有一段距离。晚上,家人上厕所都要带上手电筒,很不方便,若灯整夜开着又浪费电。他想利用所学的知识对厕所的照明电路进行适当改装,将“220V 20W”的节能灯、阻值为1980Ω的电阻和开关S、S1连成如图所示的电路。天黑后,S处于闭合状态,当无人入厕时,开关S1断开,此时灯较暗,但能起到指示作用;当有人入厕时,闭合开关S1,灯泡正常发光,起到照明作用(不考虑温度对节能灯电阻的影响)。
(1)当S、S1都闭合时,电阻R处于________状态(填“短路”、“断路”或“通路”);
(2)当S1断开时,通电10min,电阻R产生的热量是多少J ______?
(3)计算无人入厕时和有人入厕时,电路消耗的总功率各是多少 _______?
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