Question

下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程的记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整．
课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理．
①我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大．实验采用图所示的这种连接方式的目的是______．
②接通电路一段时间后，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：______瓶中的煤油上升得高．这表明，串联时的电阻越大，产生的热量越______．
③在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，将滑动变阻器的滑片向左移动，重做上述实验，通电时间与前次相同．在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高．实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较第一次的______．（选填“高”或“低”）这表明，同一电阻，______越大，电流产生的热量越多．
④小玲问小宇：“自来水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”．对于这个问题，小宇与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的一项是______
A．因为煤油有颜色便于观察          B．因为煤油是绝缘体
C．因为煤油比水贵                  D．看个人喜欢而定．
⑤有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子．______，______．

Answer 1

【答案】分析：①根据串联电路电流特点进行分析答题；
②根据焦耳定律Q=I²Rt可知，串联电路中电阻越大的电流产生的热量越多，吸收热量多的管内煤油面上升的越高；
③通过调节滑动变阻器的滑片向左移动，使电路中的电流增大，对同一个烧瓶的电阻丝，通电时间相同时，根据焦耳定律可知，电流越大、电流产生的热量越多，吸收热量越多，管内煤油面上升的越高；
④从两者的物理特性进行选择，水比煤油的导电性能要好得多，在实验时容易出现用电安全问题；
⑤利用电流的热效应工作的用电器的工作原理是焦耳定律，只需要找到家用电器在工作时把电能转化成热（内）能的即可．
解答：解：①串联电路中各处的电流相等，所以两电阻串联的目的是：使通过电阻的电流相等；
②由图知，两电阻丝串联，R_甲＞R_乙，I_甲=I_乙，通电时间t相同，根据Q=I²Rt可知：甲电流产生的热量比乙大，所以甲瓶内煤油面上升的高；
③在第二次实验中，滑动变阻器的滑片向左移动，电路中的电阻减小，电流变大，所以对同一个烧瓶的电阻丝电阻R相同，通电时间t相同时，根据焦耳定律可知：电流产生的热量变大，
所以瓶中煤油上升得比第一次高；
④水比煤油的导电性能要好得多，在实验时容易出现用电安全问题，所以在比较电流做功多少的实验中使用煤油而不是水．
⑤在家用电器中利用焦耳定律，把电能转化为热能的有：电饭锅，电热毯，电暖器，电烙铁，电水壶．
故答案为：①控制电流相同；②、甲；多；③、高；电流；④、B；⑤电饭锅；电烙铁．
点评：本题考查了电流做功与哪些因素有关的实验，利用转换法来表示电流做功的多少，利用控制变量法设计和进行实验，以及焦耳定律的简单应用，是一道综合性较强的习题．