Question

7．小明探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)，電路如圖，燒瓶中盛有質(zhì)量、初溫均相同的煤油，R₁=10歐，R₂=20歐，滑動(dòng)變阻器最大阻值20歐，電源電壓恒為12V．
（1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，選用煤油而不用水，主要原因是煤油的比熱容小，溫度變化明顯．
（2）通電一段時(shí)間后，比較兩燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)，是為了探究電熱與電阻的關(guān)系．
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器滑片移到最右端，通電5分鐘．在這5分鐘內(nèi)電流通過(guò)R₁產(chǎn)生了多少熱量？

Answer 1

分析 （1）從煤油與水的比熱容大小關(guān)系分析實(shí)驗(yàn)中用煤油而不用水的原因．
（2）由圖知，兩個(gè)電阻是串聯(lián)的，電流相等，通電時(shí)間相等，電阻不同，所以實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄吭陔娏骱屯�電時(shí)間一定時(shí)，電熱跟電阻的關(guān)系．
（3）滑片P滑到最右端時(shí)，兩電阻串聯(lián)，先根據(jù)歐姆定律求出電流，再利用Q=I²Rt即可求出R₁產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人�的比熱容小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實(shí)驗(yàn)效果更明顯，便于觀察；
（2）通電一段時(shí)間后，比較兩燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)，是為了探究電熱與電阻的關(guān)系，將該電路設(shè)計(jì)成串聯(lián)的目的是使通過(guò)R_甲、R_乙的電流和通電時(shí)間都相同；
（2）當(dāng)滑片P滑到最右端時(shí)，兩電阻串聯(lián)，則電路中的電流為：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{10Ω+20Ω}$=0.4A；
通電5分鐘，R₁產(chǎn)生的熱量：Q₁=I^′2R₁t=（0.4A）²×10Ω×5×60s=480J．
故答案為：（1）煤油的比熱容小，溫度變化明顯；（2）電阻；（3）在這5分鐘內(nèi)電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量為480J．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)焦耳定律的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)控制變量法、轉(zhuǎn)化法的掌握和應(yīng)用，以及學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力；控制變量法為物理實(shí)驗(yàn)中的常用方法，應(yīng)重點(diǎn)掌握．