【正文】 比熱已知 )，請你設計一個測量花生油沸點的實驗。 分析與解答：本實驗的原理是利用高溫物體與低溫物體混合時， Q 吸 ＝ Q 放 步驟如下： （ 1）用天平測出小球的質(zhì)量 m 鐵 （ 2）將小鐵球放在鍋內(nèi)的油中加熱至沸騰 （ 3）用燒杯和天平測出一定質(zhì)量的冷水 m 水 ，倒入量熱器的小筒中。 (４ )用溫度計測出冷水的溫度 t0 水 （ 5）將加熱后的鐵球放入量熱器的冷水中，并測出混合后的溫度 t （ 6）由 )()( 00 ttMCttmC ??? 鐵鐵鐵水水水 得： tmC ttmCt ??? 鐵鐵 水水水鐵 )( 00 t0 鐵 即為油的沸點 [例 9]某同學做實驗時發(fā)現(xiàn)一支溫度計不準確，把它和標準溫度計一同插入水中，發(fā)現(xiàn)當實際溫度為 2℃時，它示數(shù)為 4℃， 82℃時它的示數(shù)為 80℃，仔細觀察，它的刻度是均勻的。(1)請以 X 表示任意溫度時這支溫度計的示數(shù)，以 Y 表示這時的實際溫度，導出 X 表示 Y 的公式； (2)這支溫度計的示數(shù)為 26℃時，實際溫度是多少 ?(3)在什么溫度下這支溫度計的示數(shù)等于實際溫度 ? 分析與解答：（ 1）因刻度是均勻的，所以溫度計每增加相同的示數(shù)時，實際溫度增加也是相同的，可設想 Y＝ KX（ k 為一常 量）但由于題中所述情況，當 X＝ 0℃時， y 不太可能為0℃，設這個 y＝ b,則 y 和 x 的關系在形式上應為 y＝ Kx＋ b???? ⑴ 由于 x＝ 4℃時， y＝ 2℃ x＝ 80℃時， y＝ 82℃ 分別代入（ 1）式得??? ??? ??? 8280 24 bK bk 解方程組得 K＝ b＝－ ℃ 用 x 表示 y 的公式為 ∶ y＝ － 2021???? ⑵ (2)把 x＝ 26℃時，實際溫度為 25℃ （ 3）在（ 2）式中含 x＝ y 即： x＝ － 得 x＝ 44℃ 表示在 44℃時溫度計的示數(shù)與實際溫度相同。 [練習 9]用來發(fā)射衛(wèi)星的火箭，在它的頭部涂了一層特殊物質(zhì)，它可以避免火箭因高速運動時與空氣作用產(chǎn)生高溫而被毀壞的危險。這種材料能起這種作用的原因是： A．材料堅硬、不怕熱 B．材料不傳熱 C．材料非常光滑，不易與空氣作用生熱 ， D．材料受熱熔化、汽化，吸收了與空氣作用產(chǎn)生的熱 解答：火箭在大氣層中高速運動時，不可避免地要與空氣產(chǎn)生作用，即使火箭的頭部做得十分光滑，也會因與空氣碰撞產(chǎn)生大量的熱，使得內(nèi)部的儀器毀壞，火箭頭部所涂的材料在與空氣作用升溫后 會熔化，并迅速汽化，在熔化和汽化時吸收了大量的熱，而自身的溫度卻不再升高，從而保護了火箭。由此可知，選 D 正確。 [例 10]一把一段長約 5cm 的蠟燭，粘牢在一個碗底，然后把水裝入碗內(nèi)，使水面剛好到蠟燭的邊緣，然后點燃蠟燭，試說明你觀察到的現(xiàn)象，并解釋出現(xiàn)這種現(xiàn) 象的原因。 分析與解 ： 點燃蠟燭后，過一會蠟燭會燒到水面以下，這時蠟燭呈四周 的壁很薄的漏斗狀。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是蠟燭燃燒后，燭芯四周的蠟 熔化，當熔化到四周只剩很薄的一層蠟時，熱從蠟層傳遞到水，使這層蠟達不到熔化的溫度，因而呈漏斗狀。 [練習 10]完全相同的銅質(zhì)球甲、乙；甲放置在水平桌面，乙懸掛在不可伸長的細線上，若要使用兩球升高相同的溫度，哪個球吸收的熱量多？ 分析與解 ：溫度升高，兩球體積增大；甲球重心升高重力 勢能增加，乙球重心下降重力勢能減少，故甲球吸收更多 的熱量。 [例 11]小雪拎起水壺向暖瓶中灌開水，小林在一旁提醒她： “小雪，快滿了 !”小雪仔細一看真的滿了，奇怪地問：“你怎么知道快滿了 ?”小林說：“聽出來的?！蹦隳苷f出其中的奧秘嗎 ? 解答： 聲音的高低叫做音調(diào)由聲源振動頻率決定。振動頻率越高，音調(diào)就高，暖壺灌水的時候出聲，是由 于瓶里的空氣柱發(fā)生振動所致，空氣柱越長，振動頻率越低。向暖瓶里灌水，隨著暖瓶里水的增多，空氣柱越來越短，它的振動頻率越來越高，所以聲調(diào)越來越高，這樣就可以通過聽聲音來判斷暖瓶里水的多少了。 [練習 11]海面上一炸彈爆炸，岸邊的人聽到兩次爆炸聲，兩次之間相隔 △ ts，當時聲音在空氣中和海水中的傳播速度分別為 v1m/s 和 v2m/s，那么，爆炸處離岸 m。 分析 解答： 聲音在金屬傳播得比在液體中快，在液體中比在空氣中傳播得快。聲音在海水中傳播速度較快，即 v2＞ v1，故聲音在海水中傳播時間較短。設爆炸處離岸 S（ m） ， 21 vSvSt ??? 解之得1221 vv tvvS ??? [例 12]一個人在高處用望遠鏡注視地面上的木工以每秒一次的頻率釘釘子。他聽到聲音時恰好看到擊錘的動作，當木工停止擊錘后，他又聽到了兩次擊錘聲，木工離他有多遠？ 分析 解答： 此題關鍵是如何求出擊錘聲傳到觀察者耳中所需的時間。由于觀察者聽到擊錘聲音時恰好看到擊錘的動作，可知擊錘聲傳到觀察者耳中所需要的時間 t 應該是擊錘動作周期T 的整數(shù)倍，即 t＝ T， 2T， 3T…… 根據(jù)停止擊錘后又聽到兩次擊錘聲，可知應取 t＝ 2T，由于 T＝ 1 秒，可求出 t，再根據(jù)路程公式即可求出距離。 由題意分析知 t＝ 2T＝ 21s＝ 2s。 S＝ vt＝ 340m／ s2 s＝ 680m [練習 12]《泰坦尼克號》的電影描述的是 1912 年一只名叫“泰坦尼克”的大海輪因跟冰山相撞而沉沒的悲劇?，F(xiàn)在科學家發(fā)明了一種利用聲音傳播規(guī)律制成的探測裝置裝在船上，及時發(fā)現(xiàn)了冰山或暗礁的存在。你能說出這種裝置的名稱并簡要說明它的原理嗎 ? 分析 解答： 這種裝置的名稱叫“回聲探測器”，它是利用回聲原理工作的。把回聲探測器裝在海輪貨艙的底部，由艙底向海底發(fā)出聲音，再經(jīng)海底 反射到海面，由艙底靈敏的回聲接受器把回聲返回所經(jīng)過的時間。知道海水中的聲速（約 1435m/s）就很容易算出海的深度。根據(jù)聲音的反射還可以判斷危險的冰山或暗礁在什么地方。最新的回聲探測器采用波長極短的人耳聽不見的越聲波，這種探測器不僅用來測深，還可以導航，尋找魚群，甚至用來幫助盲人確定一定距離內(nèi)的障礙物的位置。在醫(yī)療方面，可以用來測發(fā)病的位置等。 第四講 電 學 （ 一 ） （ 教 師 使 用 ） 一 、 知 識 點 知 識 點 分 項 細 目 電 量 兩種電荷及它們的相互作用，電量及其單位 導 體和絕緣體 導體和絕緣體的區(qū)別，常見的導體和絕緣體 電 流 電流的形成及其方向的規(guī)定，電流的測量 電流的大小及其單位 電 壓 電壓及其單位，常見電源的電壓值 電壓的測量 電 路 電路的構成及各部分的作用，開路、短路及危害，常用 電路元件的符號 串聯(lián)電路和 并聯(lián)電路 串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的連接特點 串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻的特點 電 阻 電阻的定義及單位，決定導體電阻大小的因素 變阻器 滑動變阻器和電阻箱的構造及其在電路中的作用 Ω姆定律 電流跟電壓及電阻的關系 用電流表、電壓表測電阻 電阻的串并聯(lián) 串聯(lián)、并聯(lián)電路中的等效電阻及計算 二、例題與練習 [例 1]運送汽油的汽車，在它的車尾總裝有一根鐵鏈條拖在地上，這是為什么？ 分析與解答： 當汽車運行的過程中，汽油會不斷地與油槽的壁摩擦，從而使油槽帶電 .而汽車的后輪是絕緣體橡膠，電荷不能通過它傳到地下，會在油槽里越聚越多，當達到一定程時就有可能發(fā)出電火花，使極易燃燒的汽油著火燃燒而發(fā)生爆炸事故 .在車尾裝一根鐵鏈條拖在地上，油槽里的電荷可通過鐵鏈傳到地下，從而避免產(chǎn)生電火花而引起爆炸事故 . [練習 1]在潮濕的天 氣里，做摩擦起電或一些別的靜電實驗時不容易成功，主是為什么？ 分析與解答： 潮濕的的空氣中含有大量的水蒸氣，潮濕的空氣不再是絕緣體而是導體，靜電實驗中產(chǎn)生的正負電荷會隨時通過潮濕的空氣導走，因而靜電實驗不容易成功 . [例 2] 如圖所示，（甲）是一單刀雙擲開關的實物圖，它的符號如圖（乙）所示。圖（丙）是單刀雙擲開關對電路控制作用的一個實例，當 S 與“ 1”接觸時，燈泡 L1 發(fā)光，當 S 與“ 2”接觸時，燈泡 L2 發(fā)光。 現(xiàn)有如下器材：一個電源（兩極間電壓保持不變，但是電壓 數(shù)值未知），一個電阻箱（用 R0 表示），一個待測電 阻（用 Rx 表示），一個電壓表（最大量程大于電源兩極間電壓）， 一個單刀雙擲開關，導線若干。 （ 1）根據(jù)以上所給器材，設計一個能測量并計算出待測電阻 Rx 的規(guī)范電路圖（連接好后在實驗過程中不能拆卸）。 （ 2）寫出測量的操作步驟及所測量的物理量。 （ 3）寫出用測量量計算 Rx 的表達式 。 分析與解答： 依據(jù)題意，電壓表要分別測出電源電壓 U，又要測出 Rx 兩端電壓 Ux，所以電壓表連接在雙擲開關的中間接點上；再設想 Ix ＝ I0 ， Rx 跟 R0 必是串聯(lián)關系， . 答案：（ 1）電路圖如右圖所示 （ 2）實驗步驟： a、按照左圖連接實物電路，變阻箱阻值為 R0。 b、當 S 與“ 1”接觸時，讀出電源電壓為 U。 c、當 S 與“ 2”接觸時，讀出 Rx兩端電壓為 Ux。 （ 3）計算 Rx值： [練習 2] 現(xiàn)要測未知電阻 Rx的阻值只有電流表、已知定值電阻 R0、電池組導線若干和開關兩只，而缺少電壓表。請設計實驗方案，說明測量原理，并畫出電路圖。 分析與解答： 兩種可行的方案 [例 3]如圖所示的教板上面有兩個小燈座，每個燈座的兩端接在兩個接線柱上，安裝兩個完全相同的燈泡，都能發(fā)光 . （ 1）不許用其他任何儀器，怎樣判斷它們是串聯(lián)還是并聯(lián)？ （ 2）如果只給你一個電壓表和導線若干，怎樣判斷它們是 串聯(lián)還 中并聯(lián)？ 分析與解答： （ 1）根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路各自的特點，擰下一只燈泡，若另一只照常亮，則兩燈為并聯(lián)；若另一燈不亮，則兩燈為串聯(lián) . （ 2）在串聯(lián)電路中各用電器兩端電壓之和等于電路總電壓，在并聯(lián)電路中各支路電壓和電路總電壓相等 。 將電壓表依次接在任意兩個接線柱上，測得兩接線柱間的電壓值，若六次測量值中兩次為零，其余四次測量值相等，則兩燈并聯(lián)；若一次為零，四次測量值相等，另一次測量值是上述四次測量值的兩倍，則兩燈串聯(lián) . [練習 3]如圖所示為自動調(diào)溫電熨斗常見的調(diào)溫指示燈電路之一。接上電源時，電熨斗底板發(fā) 熱，能熨燙。但指示燈不亮。聯(lián)入 a b 的電壓表，時而偏轉，時而不偏轉。此電路的故障可能是： ( ) ①指示燈 L 短路 ② R 斷路 ③燈絲燒斷或燈 L 處斷路 ④電壓表未接好 分析與解答： ③ [例 4]有如圖所示的電阻分布，求① ab 兩點間的電阻 Rab②如果流過 4Ω姆電阻的電流為 1A。求 ab 兩點間的電壓： Uab。 分析與解答： ①計算 a、 b 之間的電阻可從圖右邊開始。第一級兩個 2Ω電阻沒接通，故 A、B 兩點間及右部份電阻是 4Ω。在第二級 C、 D 右部為 5 個電阻為 2＋ 2＋ 2＋ 2＋ 4＝ 12Ω。再和 6Ω電阻并聯(lián)，故 C、 D 間及右部的電阻為 ????? 4612 612CDR。同理： E、 F 右部電阻REF＝ 4Ω。最后一級是兩個 2Ω和一個 4Ω的電阻串聯(lián)。所以 a 、 b 間電阻為 Rab＝ 2＋ 4＋ 2＝ 8Ω。 ②、如果知道流過 4Ω電阻的電流為 1A，則流過 6Ω電阻的電流由并聯(lián)分流有 Icd＝（ 12/6） 1＝ 2A Ucd＝ 6Icd＝ 12V. 同理：求得流過另一 6Ω電阻的電流 IEF＝ 6A。故通過最后一級 2Ω電阻的電流 I＝ 3A＋ 6A＝ 9A。故通過最后一級 2Ω電阻的電流 I＝ 3A＋ 6A＝ 9A。所以， Uab＝ IR 總 ＝ 89＝ 72(V) [練習 4]如圖所示，已知 R1＝ R2＝ R3＝ ?? ＝ Rn＝ Rn＋ 1＝ ?? ＝ Rm＝ Rm＋ l＝ R/2， R＝ 40Ω。電源電壓 60V，則通過 Rn 的電流大小是 。 答案： An)2/1( ? [例 5]在圖中暗箱內(nèi)裝有燈泡、電阻、電池，面板上有 ABCD 四個接線柱，為了弄清盒內(nèi)電路連接情況，把電流表正接線柱始終接在 A 接線柱不動，負接線柱 接 B，燈不亮，電流表示數(shù)為零；負接線柱接 C 時，燈亮，電流表 有示數(shù)；負接線柱接 D 時，燈光減弱 ，電流表示數(shù)減小。根據(jù)上述 情況，畫出盒內(nèi)電路圖。 分析與解答： 答案見右圖； [練習 5]在圖中所示盒子中有若干個阻值都是 R 的定值電阻和導線連 成的電路，盒外有 4 個接線柱 ABCD，若測出 Rab＝ ， Rab＝ 3Rbd。 Rcd＝ 0，試據(jù)此畫出盒內(nèi)電阻的接線圖 (要求所用電阻 只數(shù)最少 ) 答案見右圖： [例 6]如圖所示，當滑動變阻器的滑片 P 向右移動時，各電表的示數(shù)如何變化？ 分析與解答： 由圖可判斷出Ｒ 2 與Ｒ 3 并聯(lián)后再與Ｒ 1 串聯(lián)，屬 簡單的混聯(lián)電路， 電壓表Ｖ 1 測Ｒ 1 兩端電壓，Ｖ 2 測Ｒ 2（同時 也是Ｒ 3）兩端電壓，電流表Ａ 1 測干路電流，Ａ 2 測通過Ｒ 2 的