Question

4．為了探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”，某同學(xué)將兩段阻值不同的電阻絲R₁、R₂分別密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中，并設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩套裝置，已知所用蓄電池電壓相等且保持不變，R₁＜R₂，裝入燒瓶的煤油質(zhì)量均相等，下列有關(guān)此探究活動(dòng)的各種表述，錯(cuò)誤的是（　　） 

• A． 在此實(shí)驗(yàn)中，將電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少轉(zhuǎn)化為煤油溫度變化的大小
• B． 甲裝置可探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻是否有關(guān)
• C． 比較相同通電時(shí)間內(nèi)a、c溫度計(jì)示數(shù)變化，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)
• D． 在相同的通電時(shí)間內(nèi)，d溫度計(jì)所在燒瓶中的電阻絲產(chǎn)生的熱量最多

Answer 1

分析 （1）由焦耳定律可知，瓶中電阻絲發(fā)熱后放出熱量，使瓶?jī)?nèi)液體溫度升高，根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)變化的大小體現(xiàn)出來(lái)；轉(zhuǎn)換法在物理學(xué)中有很多應(yīng)用，主要用來(lái)演示一些不易直接觀察的物理量的變化；
（2）由甲圖可知，兩電阻串聯(lián)，則可知電路中電流一定相等，由焦耳定律可知兩瓶中產(chǎn)生的熱量應(yīng)與電阻有關(guān)，故可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（3）在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，觀察兩只溫度計(jì)示數(shù)變化情況，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（4）根據(jù)串并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，分析兩電阻在串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)通過(guò)的電流大小，再根據(jù)焦耳定律判斷產(chǎn)生熱量的多少．

解答 解：A、當(dāng)電阻絲通電后，電流產(chǎn)生熱量使煤油溫度升高，從而使溫度計(jì)示數(shù)上升，因此可根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的大小可知溫度升高的多少；故A正確；
B、甲中兩電阻串聯(lián)，則兩電阻中的電流相等，則可知熱量應(yīng)由電阻有關(guān)，根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化判斷吸收熱量的多少，則可知熱量與電阻大小的關(guān)系；故B正確；
C、甲乙兩圖中，通過(guò)電阻R₁的電流不同，比較相同通電時(shí)間內(nèi)a，c兩支溫度計(jì)示數(shù)變化情況，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)；故C正確；
D、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=I²Rt，I=$\frac{U}{R}$得，Q=$\frac{{U}^{2}t}{R}$，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=$\frac{{U}^{2}t}{R}$RR可知，電壓相等，R₁＜R₂，電阻R₁產(chǎn)生的熱量多；故D錯(cuò)誤；
故選D．

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．