Question

20．歸納式探究--研究物質(zhì)的導熱性能，小雨想研究物體的導熱性能，他把一根銅棒連接在兩個不同溫度的恒溫物體上，測量導過的熱量．他發(fā)現(xiàn)銅棒導過熱量（Q）的多少與銅棒的橫截面積（S）、長度（L）、兩熱源的溫度差（△T）、導熱時間（t）都有關系．下表是小雨針對不同銅棒測得的實驗數(shù)據(jù)．

次數(shù)	t/s	S/m2	L/m	△T/℃	Q/J
1	60	2×10-3	1	50	2340
2	60	4×10-3	1	50	4680
3	60	2×10-3	1	25	1170
4	60	4×10-3	0.5	50	9360
5	120	2×10-3	2	100	4680

（1）Q=k$\frac{S△Tt}{L}$，其中k=390J/（m•℃•s）（填上數(shù)值和單位）．
（2）相同情況下，導過熱量Q與銅棒長度L間的關系可以用圖象中的圖線b 表示．
（3）有一根長10cm、橫截面積1cm²的銅棒，兩端的溫差長時間保持50℃，則2分鐘通過橫截面的熱量是234J．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法分析各個數(shù)據(jù)，得出Q與各量之間的關系，然后綜合得出結論；
（2）根據(jù)公式進行分析，在其他條件相同時，分析A與L₀的關系，然后確定圖象；
（3）根據(jù)公式，將已知條件代入，計算出Q的值．

解答 解：（1）由表格中數(shù)據(jù)1、2知，L、t、△t相同，S增大為原來的2倍，Q增大為原來的2倍，可知其它條件相同，Q與S成正比；
由1、3知，t、S、L相同，△t減小為原來的二分之一，Q減小為原來的二分之一，可知其它條件相同，Q與△T成正比；
由2、4知，t、S、△T相同，L減小為原來的二分之一，Q增大為原來的2倍，可知其它條件相同，Q與L成反比；
分析各項知，其它條件相同，Q與t成正比；
總結可得Q與S成正比、與△T成正比、與L成反比、與t成正比，設比例系數(shù)為k，則Q=k$\frac{S△Tt}{L}$．
將表格中第一組數(shù)據(jù)代入公式：
2340J=k×$\frac{2×1{0}^{-3}{m}^{2}×50℃×60s}{1m}$
解得k=390J/（m•℃•s）；
將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式，運用了等價變換；
（2）由公式Q=k$\frac{S△Tt}{L}$得，相同情況下，導過熱量Q與銅棒長度L成反比，a、c圖線均不符合題意，Q與L的關系可用圖中圖線b來表示；
（3）根據(jù)公式可知，Q=k$\frac{S△Tt}{L}$=390J/（m•℃•s）×$\frac{1×1{0}^{-4}{m}^{2}×50℃×2×60s}{10×1{0}^{-2}m}$=2340J．
故答案為：（1）$\frac{S△Tt}{L}$；390J/（m•℃•s）；（2）b；（3）2340J．

點評 此題主要考查了對控制變量法和等價變換的掌握及對實驗數(shù)據(jù)的分析，同時考查了對公式的應用；控制變量法是初中物理接觸比較多的一種探究方法，需要掌握．控制變量法進行分析解答，知道應該控制哪些因素不變，改變哪些因素；探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動．同時要注意實驗時的控制變量．