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)”．實驗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，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。實驗桌上還有滿足實驗要求的電源、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)計了如圖1所示的實驗裝置。

（1）實驗裝置中，甲、乙兩燒瓶中的電阻絲串聯(lián)，目的是_____，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”）；

（2）燒瓶內(nèi)裝煤油，而不是水，原因是煤油的_____較小，吸收相同的熱量，溫度的變化較_____；

（3）通過該實驗探究得出的結(jié)論，可以解釋下列現(xiàn)象_____(填序號)；

①電爐絲通過導(dǎo)線連接到電路中，電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱

②家庭電路功率過大時，導(dǎo)線會發(fā)熱，容易發(fā)生火災(zāi)事故

③冬天，房間使用電取暖器時，通電越久，房間溫度越高

（4）如果要探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流大小是否有關(guān)”，小華認為：可在圖1的基礎(chǔ)上添加一個實驗器材_____，通過調(diào)節(jié)圖1中滑動變阻器的滑片位置，改變電流的大小，比較在電流不同、通電時間相等時，_______（選填“同一”或“不同”）根電阻絲產(chǎn)生熱量的多少可得出結(jié)論；

（5）學習了本部分內(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)公司研制了直流熔冰裝置。該裝置需要1至2萬千瓦的功率，最大熔冰電流可達6000安，最長熔冰距離可達200公里。如圖2所示，為位于某電網(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。熔冰裝置上的“+”、“-”是兩個接線端子（相當于電源的正負極）。若要對A、B兩地之間的“2”和“3”兩根輸電線進行熔冰，下面操作中，切實可行的是_____．（進行熔冰時，輸電線上的高壓交流電已切斷）

A．分別將“2”和“3”兩根輸電線單獨接在電源“+”、“-”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】使電流相等 10 比熱容 大 ① 秒表 同一 C

【解析】

(1)[1][2]因為電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與電阻和電流及通電時間有關(guān)，根據(jù)控制變量法，應(yīng)控制通過電阻絲的電流和電阻絲的通電時間相同，而使電阻不同。甲、乙兩燒瓶中的電阻絲串聯(lián)，目的是控制通過電阻絲的電流和電阻絲的通電時間相同；實驗中要控制電阻不同，因此，甲燒瓶中裝有5Ω的電阻絲，乙燒瓶中應(yīng)裝阻值為10Ω的電阻絲；

(2)[3][4]實驗中用的是煤油而不是水，主要是因為煤油的比熱容小于水的比熱容，相同條件下，煤油比水溫度變化量大，實驗更明顯。

(3)[5]實驗結(jié)論為：電流產(chǎn)生熱量的多少與電阻的大小有關(guān)，在其他條件相同時，電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；

①電爐絲通過導(dǎo)線連接到電路中，電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱，是因為在其他條件相同時，電爐絲和導(dǎo)線的電阻不一樣，符合題意；

②家庭電路功率過大時，導(dǎo)線會發(fā)熱，容易發(fā)生火災(zāi)事故；是因為導(dǎo)線電阻相同，電流不同而造成的，不符合題意；

③冬天在房間里使用電取暖器時，電流和電阻大小不變，通電越久，電流產(chǎn)生的熱量越多，房間里溫度會越高，不符合題意；

(4)[6][7]要探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流大小是否有關(guān)”，應(yīng)保證電阻和通電時間都一樣，電流不同，所以應(yīng)該選用同一電阻進行觀察，而缺少測量時間的秒表；通過調(diào)節(jié)圖1中滑動變阻器的滑片位置，改變電流的大小，比較在電流不同、通電時間相等時，同一根電阻絲產(chǎn)生熱量的多少可得出結(jié)論。

(5)[8]由題意可知，A、B兩地相距幾十公里，用同一個熔冰電源，不可能把兩條電線單獨接在電源兩極上，也不可能將它們并聯(lián)，因此，只能將“2”和“3”兩根輸電線串聯(lián)后接在電源“+”、“-”兩個接線端子上，故只有C方法是可行的，故選C。