Question

17．實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素，準(zhǔn)備了四個(gè)完全相同的燒瓶，內(nèi)裝質(zhì)量相等的煤油，四個(gè)帶有橡膠塞的規(guī)格完全相同的溫度計(jì)，阻值R₁的電阻絲兩根，阻值R₂的電阻絲兩根（R₁＞R₂）以及電壓不變相同電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等．實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路，連好電路后同時(shí)閉合兩電路的開(kāi)關(guān)．

（1）甲圖電路可探究當(dāng)電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生熱量跟電阻是否有關(guān)．
（2）要探究電流產(chǎn)生熱量與電流大小是否有關(guān)，可選用乙，保證通電時(shí)間相同，觀察溫度計(jì)升高的溫度．
（3）如果通電時(shí)間相同，四只溫度計(jì)中溫度升高的最多的是乙圖中R₂所在燒瓶．

Answer 1

分析 （1）圖中，兩電阻串聯(lián)，電路中的電流和通電時(shí)間相等，根據(jù)Q=I²Rt可判斷產(chǎn)生熱量與什么物理量有關(guān)；
（2）利用并聯(lián)連接方式電壓相等和兩電阻阻值不同（R₁＞R₂），根據(jù)Q=I²Rt可判斷哪一個(gè)燒瓶中產(chǎn)生熱量較少，則溫度計(jì)升高較少；
（3）根據(jù)Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t分析判斷四瓶中熱量最高的，即可判斷四支溫度計(jì)的示數(shù)高低．

解答 解：（1）由甲圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流和通電時(shí)間相等，阻值R₁的電阻絲兩根，阻值R₂的電阻絲兩根（R₁＞R₂），電阻不等，由此可知，甲圖可以探究當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系；
（2）由乙圖可知，兩電阻并聯(lián)，電壓相等，但是電阻不相等，故通過(guò)的電流不同，由此可知，乙圖可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，在同一電路中通電時(shí)間相等，觀察溫度計(jì)示數(shù)高低可得結(jié)論；
（3）在電源電壓和通電時(shí)間相同的條件下：
由串并聯(lián)電路的電壓關(guān)系可知，串聯(lián)使用時(shí)各電阻兩端電壓小于電源電壓，并聯(lián)使用時(shí)各電阻兩端電壓等于電源電壓，由Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，可知各電阻并聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的熱量多；
兩電阻并聯(lián)時(shí)，由Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，電壓相等，R₁＞R₂，電阻R₂產(chǎn)生的熱量多；
所以在相同的通電時(shí)間內(nèi)，圖乙中R₂所在燒瓶中的電阻絲產(chǎn)生的熱量最多，該瓶中溫度計(jì)示數(shù)最高．
故答案為：（1）電流；電阻；
（2）乙；
（3）乙圖中R₂所在燒瓶．

點(diǎn)評(píng) 本題探究熱量與電流及電阻的關(guān)系，要求能正確分析電路，掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并靈活應(yīng)用焦耳定律分析解答．