内容正文:
初中物理鹿老师
第4节 电流的测量
第十五章 电流和电路
初中物理鹿老师
素养目标
物理观念:掌握电流的定义、单位、物理意义及单位换算;理解电流表的符号、用途、使用规则和读数方法。
科学思维:能够正确使用电流表,认识电流表的测量范围,正确读出电流表的示数,具有初步的观察能力和分析概括能力。
科学探究:通过实践和探究,会动手连接电流表,能将电流表正确接入电路,并能画出对应的电路图。
科学态度与责任:培养学生对科学的求知欲,培养学生提出问题、分析数据得出结论的能力,养成实事求是、认真细致的学习习惯。
初中物理鹿老师
重、难点
教学重点:会正确使用电流表,并能够正确读出电流表的示数。
教学难点:会正确使用电流表;能够根据要求或电路图连接实物电路,根据实物电路画出电路图。
15.4
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电流的测量
如图所示,小灯泡在电路中发光。若把电路中的一节电池换成图中两节电池,小灯泡的亮度会如何?
小灯泡的亮度明显增强,这是通过小灯泡的电流增大所致的。
我们怎样测量电流的大小呢?
如图所示,小灯泡在电路中发光。若把电路中的一节电池换成两节电池,小灯泡的亮度会如何?我们通过小实验来观察一下。请看视频。
通过实验我们发现,在使用一节干电池作为电源时,小灯泡较暗;使用两节干电池作为电源时,小灯泡较亮。小灯泡的亮度不同,说明电路中电流的强弱不同,小灯泡较暗,说明电流较弱,小灯泡较亮,说明电流较强。也就是说,小灯泡的亮度明显增强,是通过小灯泡的电流增大所导致的。
那我们怎样才能够测量电流的大小呢?
15.4
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电流的测量
电流的强弱
1.电流:表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
2.电流的单位:
(1)国际单位制:安培,简称安,符号为A。
(2)常用单位:毫安(mA)、微安(μA)。
(3)单位换算:
A mA μA
维持电子表液晶显示器的工作,只需几微安的电流。
×103
×103
×106
1A=103mA
1mA=103μA
1A=106μA
1μA=10-3mA
1mA=10-3A
1μA=10-6A
×10-3
×10-3
×10-6
50~100mA
0.2~1.4A
2.3~4.6A
3.5~5.3A
10~400A
2×105A
在物理学中,我们用电流来表示电流的强弱,电流通常用大写字母I表示。
在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号为大写字母A。
有些设备中电流很小,这时我们常使用比安培小的单位毫安和微安,这三个单位从大到小排列为安培,毫安,微安,相邻两个单位之间的进率为10的三次方。
大单位变小单位,乘10的三次方,所以1A=103mA,1mA=103μA,那么1A=106μA。小单位变大单位,乘10的负三次方,所以1μA=10-3mA,1mA=10-3A,那么1μA=10-6A。
像我们日常生活中用的电子表液晶显示器,维持它的正常工作,只需要几微安的电流。
生活当中我们常见用电器的电流大家也要了解一下,比如手机的电流约为50~100mA,电视机的电流约为0.2~1.4A,电饭锅的电流约为2.3~4.6A,笔记本电脑的电流约为3.5~5.3A,电动车充电时的电流约为10~400A,雷电的电流可达2×105A。
1.认识电流表:
①作用:测量电路中电流的大小。
②符号:
③构造:
15.4
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电流的测量
电流的测量
刻度盘
指针
负接线柱
单位
调零旋钮
正接线柱
A
那如何测量电路中电流的大小呢?电路中的电流可以用电流表测量,如图所示,就是我们学生实验中常用的一种电流表。
首先来看电流表的构造,最上面是电流表的刻度盘,下面长长的是电流表的指针,再下面的大写字母A是电流表的单位,单位下面有一个小的凹进去的旋钮,是电流表的调零螺母,最下面一排有三个接线柱,最左端是负接线柱,右端有两个正接线柱。
为什么只有一个负接线柱,却有两个正接线柱呢?
当左端标有“-”号的接线柱和中间标有“0.6”的接线柱连入电路中时,表的测量范围为0~0.6A,分度值,也就是每一小格所表示的为0.02A,此时电流的大小要按指针所在位置的表盘下排的数值读取,所以现在我们看到的这个电流表的示数为0.16A。;
当左端标有“-”号的接线柱和右端标有“3”的接线柱连入电路中时,表的测量范围为0~3A,分度值为0.1A,此时电流的大小要按指针所在位置的表盘上排的数值读数,所以现在我们看到的这个电流表的示数为0.8A。
下面我们通过实验来学习怎样使用电流表测量电流。
1.认识电流表:
①作用:测量电路中电流的大小。
②符号:
③构造:
15.4
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电流的测量
电流的测量
测量范围:0~3A
分度值:0.1A
读数:0.8A
测量范围:0~0.6A
分度值:0.02A
读数:0.16A
A
那如何测量电路中电流的大小呢?电路中的电流可以用电流表测量,如图所示,就是我们学生实验中常用的一种电流表。
首先来看电流表的构造,最上面是电流表的刻度盘,下面长长的是电流表的指针,再下面的大写字母A是电流表的单位,单位下面有一个小的凹进去的旋钮,是电流表的调零螺母,最下面一排有三个接线柱,最左端是负接线柱,右端有两个正接线柱。
为什么只有一个负接线柱,却有两个正接线柱呢?
当左端标有“-”号的接线柱和中间标有“0.6”的接线柱连入电路中时,表的测量范围为0~0.6A,此时电流的大小要按指针所在位置的表盘下排的数值读取;
当左端标有“-”号的接线柱和右端标有“3”的接线柱连入电路中时,表的测量范围为0~3A,此时电流的大小要按指针所在位置的表盘上排的数值读数。
下面我们通过实验来学习怎样使用电流表测量电流。
2.使用电流表
①使用前进行调零
使用电流表前应先观察指针是否指在零刻度线上
若未指在零刻度线上,则需使用十字螺丝刀调节调零旋钮,使指针指在零刻度线上。
电流的测量
用电流表测量电流
15.4
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电流的测量
在使用电流表前,我们需要做些什么呢?请看PPT上的这个电流表,有没有发现有什么问题。
对了,我们在使用电流表之前要先观察电流表的指针是否指在零刻度线上,如果指在零刻度线上,就可以开始使用电流表。
但如果像现在这样没有指在零刻度线上,那就需要我们用十字螺丝刀调节调零旋钮,使指针指在零刻度线上,然后才能开始使用电流表。如何调节呢?请看视频。
所以,使用电流表的第一个事情就是使用前进行调零。
2.使用电流表
②电流表的连接
1.必须将电流表和被测的用电器串联。
2.不允许把电流表直接连到电源的两极!
电流的测量
15.4
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电流的测量
用电流表测量电流
L1
L1
调零好之后,我们就可以尝试把电流表接入电路,那我们应该把电流表和被测的用电器如何连接呢?
第一点,必须将电流表和被测的用电器串联,像这样只需要连一个简单的串联电路即可,所以我们从电源正极出发,经过开关,电流表,小灯泡,回到电源负极,闭合开关,小灯泡发光,即可测量通过小灯泡L1的电流。
如果像右边这样,不小心将电流表和被测的用电器并联,会如何呢?请看视频。
为什么会这样呢?因为电流表相当于是一根导线,所以电流会直接从电源正极出发,经过开关,经过电流表最终回到电源负极,所以此时相当于是用一根导线直接将电源正负极连在一起,这种情况我们之前说过是不允许的,这样会导致电流过大,会很容易损坏电流表。而且此时电流表指示的不是流过用电器的电流。
那么,我们可不可以直接把电流表连到电源两极呢?这是不允许的哦,因为电流表相当于是一根导线,如果直接将电流表连接到电源的两极,那就相当于直接用一根导线连接了电源正负极,所以肯定是不可以的,那如果这么连,会如何呢?请看视频。
2.使用电流表
②电流表的连接
3.必须让电流从红色(“+”号)接线柱流进,再从黑色(“-”号)接线柱流出。
若电流表的正负接线柱接反,电流表指针反向偏转,无法读数,而且容易损坏电流表。
电流的测量
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电流的测量
用电流表测量电流
L1
第三点,我们在将构造的时候说过,电流表有三个接线柱,一个为黑色标﹣,两个为红色,标0.6和3.
之所以有三个接线柱是因为有两个量程,那为什么还要区分黑色或者红色呢?那是因为电流表是分正负极的,黑色标-的这一端为负接线柱,红色标0.6和3的为正接线柱。我们在连接电流表的时候必须让电流从红色的0.6或3接线柱流进,再从黑色的负接线柱流出。
如图这样就是正确的连接,请看视频。
如果电流表的正负接线柱接反了,会如何呢?请看视频。
通过视频,我们知道,如果电流表的正负接线柱接反,电流表的指针就会反向偏转,无法读数,而且容易损坏电流表。
电流的测量
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电流的测量
用电流表测量电流
L1
2.使用电流表
②电流表的连接
4.必须正确选择电流表的测量范围。
若被测电流超过电流表的最大测量值,就无法读数,而且有可能损坏电流表,这时应改用更大的测量范围。
为避免电流过大而损坏电流表,在不能事先估计电流的情况下,可以先闭合开关,然后迅速断开(这叫作“试触”)。这样就可以看看指针偏转所到的位置是否在测量范围之内。
最后,还要注意,必须正确选择电流表的测量范围。
如果被测电流超过了电流表的最大测量值,就无法读数,而且有可能损坏电流表,这时,应该改用更大的测量范围。
那如果我们没法提前预估被测电流大约是多少,该怎么办呢?
为了避免电流过大而损坏电流表,在不能事先估计电流的情况下,可以先闭合开关,然后迅速断开(这叫作“试触”)。这样就可以看看指针偏转所到的位置是否在测量范围之内。
如果此时观察到偏转角度非常小,我们就可以换用比目前使用的量程更小的量程;如果偏转角度较大,那使用目前使用的量程即可;如果超过了最大角度,那么就需要换用量程更大的电流表才行。
所以,对于我们实验用的电流表来说,我们可以直接连接0·3A的量程进行试触,如果角度过小,则换成0-0.6A的量程,如果试触的角度超过了0.6A,则使用目前的量程即可,若超过了最大的偏转角度,那么需要换一个量程更大的电流表。
那到底什么是试触呢?请看视频。
电流的测量
15.4
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电流的测量
用电流表测量电流
2.使用电流表
②电流表的连接
1.必须将电流表和被测的用电器串联。
2.不允许把电流表直接连到电源的两极!
3.必须让电流从红色(“+”号)接线柱流进,再从黑色(“-”号)接线柱流出。
4.必须正确选择电流表的测量范围。
正进负出
选择0~3A量程进行试触
总结一下,使用电流表时,首先必须将电流表和被测的用电器串联;其次,不允许把电流表直接连到电源的两极;第三,必须让电流从红色(“+”号)接线柱流进,再从黑色(“-”号)接线柱流出,也就是正进负出;最后,必须正确选择电流表的测量范围。如果无法确定选择什么量程,可以选择0~3A的量程进行试触。
电流的测量
15.4
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电流的测量
用电流表测量电流
3.电流表的读数
1.明确所选电流表的测量范围。
2.确定电流表的分度值,即表盘的一个小格所代表的电流大小。
3.接通电路后,看看指针向右总共偏转了多少个小格,就能知道电流是多大了。
0.24A
1.2A
0.48A
2.4A
大量程所读数值为小量程所读数值的5倍。
测出电流以后,如何读数呢?
首先,我们需要明确所选电流表的测量范围,如图为0-0.6A,所以我们看表盘下面的数值;然后确定电流表的分度值,也就是表盘的一个小格所代表的电流大小,我们之前已经学过,0-0.6A量程时,分度值为0.02A;最后再看接通电路后,看看指针向右总共偏转了多少个小格,就能知道电流是多大了,如图我们能够读出电流的大小为0.24A。
再看第二个,量程为0-3A,所以我们看表盘上面的数值,分度值为0.1A,读数为1.2A。
第三个,量程为0-0.6A,所以我们看表盘下面的数值,分度值为0.02A,读数为0.48A。
最后一个,量程为0-3A,所以我们看表盘上面的数值,分度值为0.1A,读数为2.4A。
请大家观察,左侧两个电流表,指针偏转的角度相同,此时大量程所读数值是小量程所读数值的几倍呢?5倍。
再看右侧两个电流表,指针偏转的角度也相同,此时大量程所读数值也是小量程所读数值的5倍。所以,这就是一个普遍适合的结论,大量程所读数值一定是小量程所读数值的5倍。
电流的测量
15.4
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电流的测量
用电流表测量电流
4.用电流表测量电流
0.16A
0.16A
在只有一个用电器的电路中,各处的电流大小相等。
最后,我们来尝试测量用电器的电流。
首先,按照如图所示的电路图连接电路,测量这种情况下电路中的电流。然后,改变电流表在电路中的位置,测量这种情况下电路中的电流。
首先,我们按照电路图的情况摆放实物电路。然后,按照电流路径连接实物电路,注意电流表要正进负出,选择合适的量程。所以,从正极出发,连接开关,然后从开关右侧连接小灯泡右侧,再从小灯泡右侧连接电流表的正接线柱,因为不知道电流大概是多少A,所以,先选择0-3A的量程,最后从负接线柱出发,连接电源负极。
闭合开关,试触,请看视频。
通过视频我们发现,电流表的指针偏转角度未超过0.6A,所以我们需要把量程更换为0-0.6A,然后再闭合开关,读取电流表示数。请看视频。
通过视频,我们发现此时电流表的示数为0.16A。
实验中,为减少电池损耗,读取电流表的示数后要尽快断开电路。
接下来,改变电流表在电路中的位置,测量这种情况下电路中的电流。
首先,我们还是按照电路图的情况摆放实物电路。然后,按照电流路径连接实物电路,注意电流表要正进负出,选择0-0.6A的量程。所以,从正极出发,连接开关,然后从开关右侧连接小灯泡右侧,再从小灯泡右侧连接电流表的0.6接线柱,最后从负接线柱出发,连接电源负极。
闭合开关,读取电流表示数。请看视频。
通过视频,我们发现此时电流表的示数为0.16A。
比较电流表两次的示数有变化吗?
通过实验,我们发现两次电流表的示数都是0.16A,说明各处的电流大小相等。
因此,我们可以得出结论,在只有一个用电器的电路中,各处的电流大小相等。
L1
L2
电流的测量
15.4
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电流的测量
4.用电流表测量电流
L1
S
L2
A
好了,只有一个用电器时,电流表测的肯定是该用电器的电流。
如果是两个用电器呢,我们应该如何连接实物电路呢?连接电流表时,注意串联接入电路,正进负出,选择合适的量程,此处选择0-0.6A的量程即可。
先看简单的串联电路。那么我们连接电路可以从电源正极出发,经过开关,小灯泡L1,小灯泡L2,再连接电流表的0.6接线柱,最后从电流表的负接线柱连到电源负极。
对应的电路图也很简单,还是先按照实物的位置摆放电路元件,然后按照电流流经的顺序,用横平竖直的导线连接它们,这样电路图就画好了。
L1
L2
电流的测量
15.4
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电流的测量
4.用电流表测量电流
L1
S
L2
A
串联电路会连了,并联电路又该如何呢?我们先尝试连一下,看看能测谁的电流。
我是这么连的,首先从电源正极出发,连接开关,再将L1连入电路,再连电流表,最终回到电源负极。最后再将L2接入电路。
此时电流表测的是谁的电流呢?要判断这个,需要我们来看一下电流的路径。
电流从正极出发,经过开关,L1,电流表回负极,另一条电路中,电流从正极出发,经过开关,L2回负极。
电源和开关在干路,电流表和L1在一条支路上,L2在另一条支路上。
按照这个摆好电路元件,用横平竖直的导线连接好。
此时电流表测的是谁的电流呀?是小灯泡L1的电流,因为此时只有经过L1的电流,通过了电流表。
L1
L2
电流的测量
15.4
初中物理鹿老师
电流的测量
4.用电流表测量电流
L1
S
L2
A
那如果我想测量L2的电流怎么办呢?
只需要将电流表放到L2所在支路即可。
接下来,我们根据画好的电路图来连接电路,方法依旧是根据电流的路径。
首先从正极出发,经过开关,经过L1,回到电源负极。
第二条支路也是从正极出发,经过开关,经过L2,经过电流表,回到电源负极。
此时,只有通过小灯泡L2的电流经过了电流表,所以电流表测量的是小灯泡L2的电流。
L1
L2
电流的测量
15.4
初中物理鹿老师
电流的测量
4.用电流表测量电流
L1
S
L2
A
那我们可不可以同时测量经过小灯泡L1和L2的电流呢?
和开关差不多,我们只需要将电流表放置于干路即可。
如图所示。
接下来,还是来连接一下实物电路吧。
首先,从电源正极出发,经过开关、L1、电流表,回到电源负极。
然后,再从电源正极出发,经过开关、L2、电流表,回到电源负极。
此时,通过L1和L2的电流都有流经电流表,所以此时电流表测量的是L1和L2的总电流。
初中物理鹿老师
生物电
不但在输电线路中有电流,生物体内也有电流。例如,人体心脏的跳动就是由电流来控制的。在人的胸部和四肢连上电极,就可以在仪器上看到控制心脏跳动的电流随时间变化的曲线,这就是通常说的心电图。通过心电图可以了解心脏的工作是否正常。
15.4
电流的测量
最后是本节的小科普:生物电。
不但在输电线路中有电流,生物体内也有电流。例如,人体心脏的跳动就是由电流来控制的。在人的胸部和四肢连上电极,就可以在仪器上看到控制心脏跳动的电流随时间变化的曲线,这就是通常说的心电图。通过心电图可以了解心脏的工作是否正常。
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生物电
不但在输电线路中有电流,生物体内也有电流。例如,人体心脏的跳动就是由电流来控制的。在人的胸部和四肢连上电极,就可以在仪器上看到控制心脏跳动的电流随时间变化的曲线,这就是通常说的心电图。通过心电图可以了解心脏的工作是否正常。
15.4
电流的测量
人在说谎时的心理变化必然会引起一些生理参数的变化(皮肤电、脉搏、血压、呼吸等的变化),同时将微弱的电流通过身体,对不同信息的回答真实与否会影响皮肤对微弱电流的抵抗,从而反映出他们是否说谎。
也因此,我们有了测谎仪。
人在说谎时的心理变化必然会引起一些生理参数的变化(皮肤电、脉搏、血压、呼吸等的变化),同时将微弱的电流通过身体,对不同信息的回答真实与否会影响皮肤对微弱电流的抵抗,从而反映出他们是否说谎。
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生物电
不但在输电线路中有电流,生物体内也有电流。例如,人体心脏的跳动就是由电流来控制的。在人的胸部和四肢连上电极,就可以在仪器上看到控制心脏跳动的电流随时间变化的曲线,这就是通常说的心电图。通过心电图可以了解心脏的工作是否正常。
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电流的测量
人在说谎时的心理变化必然会引起一些生理参数的变化(皮肤电、脉搏、血压、呼吸等的变化),同时将微弱的电流通过身体,对不同信息的回答真实与否会影响皮肤对微弱电流的抵抗,从而反映出他们是否说谎。
除了人类之外,你听说过电鳗吗?它生活在中美洲和南美洲的水中。电鳗有一种独特的本领:能发出很强的电流。电鳗之所以能发电,是因为电鳗尾部有两对发电器官,由约6000个发电细胞组成,占体长的80%以上。这些细胞串联后可产生强大的电流,足以麻痹大型动物如牛或马。
还有哪些关于生物电的信息呢?请你通过查询互联网或图书馆查阅相关资料。
初中物理鹿老师
课堂小结
①表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
②电流的单位:安培,简称安,符号A。毫安(mA)、微安(μA)。
③单位换算:
电流的测量
电流表
电流
①作用:测量电路中电流的大小。
②符号:
③使用:
④读数:
15.4
电流的测量
A
a.使用前进行调零;
b.与被测用电器串联;
c.不允许直接连到电源两极;
d.正进负出;
e.选择合适量程(0-3A试触)。
a.明确测量范围;
b.确定分度值;
c.读数。
×103
×103
×106
×10-3
×10-3
×10-6
A mA μA
1.通过某手电筒小灯泡的电流大约是0.25A,等于多少毫安?某半导体收音机电池的供电电流最大可达120mA,等于多少安?
初中物理鹿老师
练习与应用
解:
;
。
15.4
电流的测量
×103
×103
×106
×10-3
×10-3
×10-6
A mA μA
2.某同学练习用电流表测量不同的电流。闭合开关前,电流表指针指在零刻度线处。测量时电流表的指针如图所示。这时应该怎样操作?
初中物理鹿老师
练习与应用
解:
电流表指针偏转的角度太小。
该同学把电流表的量程选择的太大了。
为了使得测量更准确,接下来,应该换用0~0.6A的小量程。
15.4
电流的测量
3.图中电流表的示数各是多少安?
初中物理鹿老师
练习与应用
15.4
电流的测量
0.32A
0.58A
1.4A
4.用笔画线表示导线连接下面的实物图,使小灯泡能够发光并且电流表能够测出通过小灯泡的电流(估计为0.1~0.3A)。
初中物理鹿老师
练习与应用
15.4
电流的测量
5.请按照图甲所示的电路图,用笔画线表示导线,把图乙中的实物连接起来。
初中物理鹿老师
练习与应用
15.4
电流的测量
6.如图所示,哪个电路中电流表的连接是错误的?连接正确的电流表测量的是通过哪一部分的电流?
初中物理鹿老师
练习与应用
15.4
电流的测量
电流表的连接是正确的,测的是干路电流。
电流表的连接是错误的,电流表的正负接线柱接反了。
6.如图所示,哪个电路中电流表的连接是错误的?连接正确的电流表测量的是通过哪一部分的电流?
初中物理鹿老师
练习与应用
15.4
电流的测量
电流表的连接是正确的,右侧电流表测的是干路电流,下面的电流表测的是L2的电流。
电流表的连接是正确的,电流表的测的是L1的电流。
7.请用笔画线表示导线把图中的实物连接起来,并画出电路图。要求:两个小灯泡并联,开关同时控制两个小灯泡,电流表测量通过小灯泡L2的电流,导线不能交叉。
初中物理鹿老师
练习与应用
15.4
电流的测量
S
L1
L2
A
初中物理鹿老师
谢 谢
初中物理鹿老师
夯实基础
1. 热量是指在_________过程中传递的热的多少,其单位是________。同一物质的质量越大、温度升得越高,它吸收的热量就越_______(选填“多”或“少”)。
13.1
热量 比热容
热传递
焦耳
多
初中物理鹿老师
提升能力
13.用两个相同的电热水器给质量同为4kg的物体甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲物体的比热容比水的大
B.都加热10min,甲物质与水吸收的热量之比为1∶2
C.甲物质10min吸收的热量为1.08×104J
D.甲物体的比热容为2.1×103kg/(kg·℃)
13.1
热量 比热容
D
初中物理鹿老师
链接中考
19.下表是一些物质的比热容[单位J/(kg·℃)],根据表中数据和生活现象,下列判断中正确的是( )
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质的状态无关
C.质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
13.1
热量 比热容
D
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
砂石 约0.92×103 铜 0.39×103
初中物理鹿老师
谢 谢
$$