Question

在探究電流的熱效應時，甲、乙兩同學分別設計如圖a、b所示的電路．
在A、B兩個完全相同的燒瓶里裝有等質量的煤油，插入溫度計用來顯示煤油的溫度；A瓶中浸泡的電阻絲的阻值大于B瓶中電阻絲的阻值．

（1）在甲同學的實驗中，
①保持變阻器的滑片在某一位置，通電一定時間后，觀察到的現象是

 

燒瓶中溫度計示數的變化較大（選填A或B）；
②從左向右移動變阻器的滑片，保持滑片在左右兩個不同位置的通電時間相同，試說出滑片在哪個位置時，燒瓶中溫度計示數的變化較大？為什么？
（2）在乙同學的實驗中，A、B兩個燒瓶中的電阻絲是

 

連接的（選填“串聯”或“并聯”）；通電一定時間后，觀察到的現象是：

 

燒瓶中溫度計示數的變化較大（選填A或B）．
（3）分析甲、乙兩同學的實驗現象，根據你得出的結論，對下面的兩個生活事例，任選一例做出簡要解釋．
①電爐絲接到電路里，電爐絲熱得發紅，而與電爐絲連接的導線卻幾乎不發熱，這是為什么？
②一個燈泡的燈絲燒斷后，把斷了的燈絲搭在一起，燈泡會更亮，怎樣解釋這個現象？

Answer 1

分析：（1）由圖a可知A、B兩個燒瓶中的電阻絲串聯則，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同．根據焦耳定律Q=I²Rt可知，當導體中的電流和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成正比．
（2）由圖可知A、B兩個燒瓶中的電阻絲是并聯關系；根據歐姆定律得U=IR，則Q=I2Rt=

U2t

R

，即Q=

U2t

R

，當導體兩端的電壓和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成反比．
（3）①利用公式Q=I²Rt進行分析，當導體中的電流和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成正比．
②利用公Q=

U2t

R

進行分析，當導體兩端的電壓和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成反比．

解答：解：（1）①由圖a知A、B兩個燒瓶中的電阻絲串聯，所以兩電阻絲中的電流和通電時間都相等，根據焦耳定律可知當導體中的電流和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成正比．又因為A瓶中浸泡的電阻絲的阻值大于B瓶中電阻絲的阻值，所以A瓶中浸泡的電阻絲產生的熱量多，故A燒瓶中溫度計示數的變化較大．
故答案為：A．
②滑動變阻器的滑片在右邊的位置時燒瓶中溫度計示數的變化較大．
因為由焦耳定律可知，當導體的電阻、通電時間相等時，導體產生的熱量與導體中電流的平方成正比．從a圖可知當滑動變阻器的滑片從左向右滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻變小，電路中的電流變大，電阻絲產生的熱量變多，所以滑動變阻器的滑片在右邊的位置時燒瓶中溫度計的示數變化較大．

（2）由圖b可知A、B兩個燒瓶中的電阻絲是并聯關系，所以兩燒杯中的電阻絲兩端的電壓相等．根據歐姆定律得U=IR，則Q=I2Rt=

U2t

R

，所以當導體兩端的電壓和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成反比．B瓶中浸泡的電阻絲的阻值X小于A瓶中電阻絲的阻值，所以B燒瓶中溫度計示數的變化較大．
故答案為：并聯；B．

（3）①根據焦耳定律可知，當導體中的電流和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成正比．電爐絲接到電路里時，導線和電爐絲串聯，導線和電爐絲中的電流和通電時間相等，電爐絲的電阻比導線的電阻大的多，所以電爐絲熱得發紅而導線卻幾乎不發熱．
②根據歐姆定律得U=IR，則Q=I2Rt=

U2t

R

，當導體兩端的電壓和通電時間相等時，導體產生的熱量和導體的電阻成反比．燈泡的燈絲燒斷后，把斷了的燈絲搭在一起后，燈絲的電阻變小，所以燈絲產生熱的功率變大，燈泡會更亮．

點評：本題考查的是利用焦耳定律Q=I²Rt和公式Q=I2Rt=

U2t

R

分析問題，解題的關鍵是要注意相同的量是什么，從而選擇合適的公式進行分析．