Question

17．在做“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實驗時，小明采用了如圖甲、乙所示的實驗裝置．兩個透明的容器中密閉了等量的空氣，U型管中液面變化反映了密閉空氣溫度的變化．
（1）如圖甲所示的實驗裝置，通電相同時間，發(fā)現(xiàn)B玻璃試管內(nèi)液體上升較高，這表明：在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多．
（2）如圖乙所示的實驗裝置，通電相同時間，發(fā)現(xiàn)A玻璃試管內(nèi)液體上升較高，這表明：在電阻和通電時間相同時，電流越大，通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多．
（3）電流的熱效應(yīng)有時對我們有益，有時對我們有害．請分別寫出一個利用電熱和減少電熱產(chǎn)生危害的實例：電飯鍋、電視機(jī)外殼的散熱窗．

Answer 1

分析 （1）（2）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)．探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時間關(guān)系時，控制電流和電阻不變；電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想．將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt分析答題；
（3）任何導(dǎo)體中有電流時，導(dǎo)體都要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)，是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

解答 解：
（1）甲實驗中，兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過他們的電流I與通電時間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻，由Q=I²Rt可知，右邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，這表明：在相同時間內(nèi)，電流相同的情況下，電阻越大，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多；
（2）乙裝置中兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再與一個5Ω的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I_右=I₁+I₂，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I₁=I₂，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，由Q=I²Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，這表明：在相同時間內(nèi)，電阻相同，電流越大，通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多；
（3）電流的熱效應(yīng)有時對我們有益，有時對我們有害；電暖器、電烙鐵、電飯鍋都是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，把電能轉(zhuǎn)化為熱能；
電視機(jī)、計算機(jī)在工作時產(chǎn)生的熱量是有害的，電視機(jī)外殼的散熱窗、計算機(jī)的散熱風(fēng)扇可以散失熱量，防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量帶來的危害．
故答案為：
（1）在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多；
（2）在電阻和通電時間相同時，電流越大，通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多；
（3）電飯鍋；電視機(jī)外殼的散熱窗．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時考查了學(xué)生對焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．