Question

【題目】小華想探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻大小是否有關(guān)”。實(shí)驗(yàn)桌上有三個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量和初溫都相同的煤油、完全相同的溫度計(jì)，其中兩個燒瓶內(nèi)分別裝有阻值為5Ω的電阻絲，第三個燒瓶內(nèi)裝有阻值為10Ω的電阻絲。實(shí)驗(yàn)桌上還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線若干。小華選取合適的器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）實(shí)驗(yàn)中需要控制的變量是__________和__________。

（2）其中甲燒瓶中裝有5Ω的電阻絲，乙燒瓶中的電阻絲阻值應(yīng)為__________Ω。（選填“5Ω”或“10Ω”）

（3）實(shí)驗(yàn)中是通過比較__________來判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。

（4）學(xué)習(xí)了本部分內(nèi)容后，小華上網(wǎng)查找資料發(fā)現(xiàn)了如下應(yīng)用：為避免因線路結(jié)冰而倒桿斷線，提高電網(wǎng)對極端氣候、重大自然災(zāi)害的抵御能力，國家電網(wǎng)公司2008年重點(diǎn)科技減災(zāi)防災(zāi)項(xiàng)目——直流熔冰裝置研制成功。該裝置需要1至2萬千瓦的功率，最大熔冰電流可達(dá)6000安，最長熔冰距離可達(dá)200公里。位于某電網(wǎng)線路上相距幾十公里的A、B兩地之間輸電線路和固定在B地的熔冰裝置如圖所示。熔冰裝置上的“+”、“-”是兩個接線端子。（進(jìn)行熔冰時輸電線上的高壓交流電已切斷）

①該熔冰裝置的工作原理是利用電流的________效應(yīng)，在熔冰過程中能量的轉(zhuǎn)化是將電能轉(zhuǎn)化為___。（選填“內(nèi)能”或“機(jī)械能”）

②若要對A、B兩地之間的“2”和“3”兩根輸電線進(jìn)行熔冰，如何操作才是切實(shí)可行的（____）

A．分別將“2”和“3”兩根輸電線單獨(dú)接在電源“+”、“-”兩個接線端子上

B．將“2”和“3”兩根輸電線并聯(lián)后接在電源“+”、“-”兩個接線端子上

C．將“2”和“3”兩根輸電線串聯(lián)后接在電源“+”、“-”兩個接線端子上

Answer 1

【答案】通過電阻絲的電流 電阻絲的通電時間 10 溫度計(jì)示數(shù)的變化量 熱 內(nèi)能 C

【解析】

（1）(2)電流產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻和通電時間有關(guān)，根據(jù)其確定應(yīng)控制的變量（3）由焦耳定律可知，瓶中電阻絲發(fā)熱后放出熱量，使瓶內(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；轉(zhuǎn)換法在物理學(xué)中有很多應(yīng)用，主要用來演示一些不易直接觀察的物理量的變化

（4）①使冰熔化只需給冰提供熱量，利用電流的熱效應(yīng)即可使冰熔化；

②兩根輸電線同時進(jìn)行熔冰，兩根導(dǎo)線串聯(lián)即可。

(1)探究電流產(chǎn)生電流的熱量跟電阻的大小是否有關(guān)，應(yīng)使電阻的大小不同，電流和通電時間相同；

(2)由（1）知，實(shí)驗(yàn)應(yīng)使電阻的大小不同，因此甲燒瓶中裝有5Ω的電阻絲，乙燒瓶中的電阻絲阻值應(yīng)為10Ω；

(3)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，實(shí)驗(yàn)中通過觀察兩支溫度計(jì)示數(shù)變化來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少

（4）①電流具有熱效應(yīng)、磁效應(yīng)及化學(xué)效應(yīng)，而使冰熔化只需給冰提供熱量，升高冰的內(nèi)能即可，故利用電流的熱效應(yīng)即可使冰熔化；在熔化過程中消耗了電能升高了內(nèi)能，即電能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能。

②要使2、3同時熔冰，則應(yīng)將2、3兩根導(dǎo)線串聯(lián)接在電源兩端，使兩導(dǎo)線同時發(fā)熱，故選C。