Question

在研究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制煤油的

質(zhì)量

相同，觀察溫度計(jì)升高的

示數(shù)

來(lái)比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少．
（2）利用甲圖的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以說(shuō)明：當(dāng)

通電時(shí)間、電流

一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量就

多

．
（3）利用乙圖的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以說(shuō)明：當(dāng)

通電時(shí)間、電壓

一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量就

少

．
（4）在通電時(shí)間相同的情況下通過(guò)推導(dǎo)得出：P=I²R和P=

U2

R

，這說(shuō)明電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比或者反比，這兩個(gè)截然相反的結(jié)論會(huì)矛盾嗎？為什么？

Answer 1

分析：（1）從實(shí)物圖中可以看出兩瓶中煤油的共同點(diǎn)；導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量我們無(wú)法直接觀察，因此運(yùn)用轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換成我們可以看得到的現(xiàn)象；
（2）根據(jù)Q=I²Rt和串聯(lián)電路中處處電流相等得出熱量與電阻關(guān)系；
（3）根據(jù)Q=

U2

R

t和并聯(lián)電路兩端電壓相等得出熱量與電阻關(guān)系；
（4）公式的應(yīng)用是在一定的條件下，因此需要從各公式應(yīng)用的條件．

解答：解：（1）從實(shí)物圖中可以看出，該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)控制煤油的質(zhì)量相同，通過(guò)觀察溫度計(jì)升高的示數(shù)來(lái)比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；
（2）從甲圖中可知，兩電阻串聯(lián)，由Q=I²Rt可得，當(dāng)通電時(shí)間、電流一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量就越多；
（3）從乙圖中可知，兩電阻并聯(lián)，由Q=

U2

R

t可得，當(dāng)通電時(shí)間、電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量就越少；
（4）在通電時(shí)間相同的情況下通過(guò)推導(dǎo)得出的兩個(gè)公式中，P=I²R只適合串聯(lián)電路，即在電流一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比；而P=

U2

R

只適合并聯(lián)電路，即在電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成反比；因此兩個(gè)截然相反的結(jié)論不矛盾．
故答案為：（1）質(zhì)量；（2）通電時(shí)間、電流；多；（3）通電時(shí)間、電壓；少；（4）在通電時(shí)間相同的情況下通過(guò)推導(dǎo)得出的兩個(gè)公式中，P=I²R只適合串聯(lián)電路，即在電流一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比；而P=

U2

R

只適合并聯(lián)電路，即在電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成反比；因此兩個(gè)截然相反的結(jié)論不矛盾．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了：焦耳定律、串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的特點(diǎn)、公式Q=I²Rt和Q=

U2

R

t的應(yīng)用，解題時(shí)可以利用控制變量法，并結(jié)合題中信息確定研究的問(wèn)題以及得出的結(jié)論，并且可以把所學(xué)的物理知識(shí)在生活中加以應(yīng)用．