Question

16．小新想探究“電流通過電阻產生的熱量跟電阻大小關系”，如圖所示的裝置，完全相同的燒瓶中裝有質量相等，初溫相同的煤油，R₁=5Ω，R₂=10Ω，先將電阻箱、電流表、裝置甲及可調電壓電源等電路元件串聯(lián)接入電路中，將電阻箱的阻值R調為5Ω．閉合開關，電流表的示數(shù)為0.3A，當溫度計的示數(shù)40℃，通電時間為2min．接著裝置乙替換裝置甲，將電阻箱的阻值R調為10Ω．閉合開關，電流表的示數(shù)為0.3A，當溫度計的示數(shù)40℃，通電時間為5min．在此過程中，下列判斷正確的（　�。�

• A． 前后兩次R₁與R₂產生的熱量之比為1：4
• B． 第一次R₁與R產生的熱量之比為1：4
• C． 前后兩次電路的總功率之比為1：1
• D． 本實驗不能得出電阻產生的熱量跟電阻的大小關系

Answer 1

分析 （1）（2）根據(jù)Q=I²Rt可知，在電流、時間相同的情況下，產生的熱量與電阻成正比；
（3）由公式P=UI可知：在電壓相同時，功率與電流成正比；
（4）根據(jù)控制變量法分析哪些量是變化的，哪些量是不變的，據(jù)此得出結論．

解答 解：
A、在電流、時間相同的情況下，根據(jù)Q=I²Rt可知，產生的熱量與電阻成正比，電阻之比為R₁：R₂=5Ω：10Ω=1：2，故產生的熱量之比為1：2，故A錯誤；
B、在電流、時間相同的情況下，根據(jù)Q=I²Rt可知，產生的熱量與電阻成正比，R₁：R=5Ω：5Ω=1：1；故產生的熱量之比為1：1，故B錯誤；
C、由題意可知：第一次的電源電壓為：U₁=0.3A×10Ω=3V；第二次的電源電壓為：U₂=0.3A×20Ω=6V；電流相同，根據(jù)公式P=UI可知兩次電路的總功率之比為1：2，故C錯誤；
D、在探究產生熱量與電阻大小關系時，采用了控制變量法，控制電流相同、時間相同，所以能得出電阻產生的熱量跟電阻的大小關系，故D錯誤．
故選：D

點評 該題考查了控制變量法和轉換法在焦耳定律實驗中的應用，注意兩導體串聯(lián)時電流相等，導體產生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)的變化來反映的．