采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”,接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管中的液面发生变化,通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
(1)如图所示是探究电流产生的热量跟________的关系,通电一段时间________(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟________的关系,一段时间后________(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
【参考答案】(1)电流 左瓶 (2)电阻 左瓶
【试题解析】(1)如图的装置中,右边两个5 Ω的电阻并联后与左边5 Ω的电阻再串联;根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外,比较可知I左>I内;两瓶中电阻相等(均为5 Ω),通电时间相等,电流不同,故探究的是电流产生的热量跟电流的关系;通电一段时间后,由于电阻相同、通电时间相同、I左>I内,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量多。学-科网
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热;根据并联电路总电阻的计算公式可得,右瓶中两根5Ω电阻丝的总电阻为2.5 Ω,小于5 Ω,即R左>R右;两瓶内电阻丝的总电阻不相等,通电时间相等,电流相等,故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系;通电一段时间后,由于电流相同(即I右=I左),通电时间相同,R左>R右,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量多。
【知识补给】
电功和电热
1.电功和电热的关系
电功和电热是有区别的。电流所做的功全部用来产生热量的电路,叫做纯电阻电路。在此电路中,电功等于电热,即W=Q。日常生活中,纯电阻的用电器有:白炽灯、电热器、电热毯、电热水壶等。
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