Question

在研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关的实验中．实验室提供了若干只装有电阻丝（3Ω或6Ω两种规格）、温度计、煤油（等质量）的烧瓶，另有电流表、滑动变阻器、电源（6V）、开关、导线．如图是某同学设计的四个电路（各电路可以根据需要调换烧瓶），请回答下列问题：

（1）利用______电路或______电路可以研究电流和时间相同时，热量跟电阻大小的关系．所选电路此时所用电阻丝的规格应为：______
（2）利用______电路可以研究电阻和时间相同时，热量跟电流的关系．
（3）实验过程中，若通过阻值为3Ω电阻丝的电流大小如图所示，通电时间为5min，则该电阻放出______J的热量．

Answer 1

解：（1）B图中两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相等，利用两个阻值不同的电阻可研究通电导体放出的热量跟电阻大小的关系．
A图中有滑动变阻器，可用滑动变阻器调节电路中的电流和D图中的电流相同，同时利用秒表控制时间相等，也可研究通电导体放出的热量跟电阻大小的关系．
（2）A电路中，用滑动变阻器控制同一电阻电流不同，用秒表控制不同电流下时间相同，研究电阻和时间相同时产生的热量跟电流的关系．
（3）电流为I=1.5A，
产生的热量：Q=I²Rt=（1.5A）²×3Ω×5×60s=2025J．
故答案为：（1）B；A和D；3Ω和6Ω．（2）A．（3）2025．
分析：研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关时应运用控制变量法．研究跟电阻大小的关系时，需控制电流和时间相同、电阻不同；研究跟电流的关系时，需控制电阻和时间相同、电流不同．
读出电流值，利用焦耳定律求出产生的热量．
点评：焦耳定律中涉及到的物理量较多，研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关时，注意控制变量法的应用．