题目内容
【题目】用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油,且R 1=R 2。
(1)烧瓶中装入的煤油是________(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。
(________)
(3)实验中,电流产生的热量无法直接测量,而是利用煤油高度变化量来表示,这种物理学研究方法叫做_________法。在以下三个实例中,没采用此方法的是________:
①借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少;
②借助水压学习电压;
③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少。(请选填序号)
(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明____________________。
(5)小红用如图所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知,如图中能正确反映h-I关系的是__________。
(6)用Q=I 2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算任何用电器产生的热量吗?请用实例说明原因。___________________
【答案】绝缘体 转换 2 在电阻、通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多 A 不能;如电风扇消耗的电能只有部分转化为内能
【解析】
(1)[1]烧瓶中装入的煤油是绝缘体;
(2)[2] R0与R1并联后与R2串联,根据实物电路,画出对应的电路图,如下所示:
(3)[3]实验中通过温度计示数的变化来测量产生热量的多少。这种方法是转换法;
[4]①借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少,采用的是转换法;
②借助水压学习电压,采用的是类比法;
③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少,采用的转换法;
(4)[5]通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大,说明在电阻和通电时间相等时,电流越大,产生的热量越多;
(5)[6]如图乙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,要控制电阻与通电时间相同,经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象,根据转换法,煤油吸热越多,膨胀程度越大,液柱升高的越多,且膨胀程度与吸热多少成正比,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,Rt是常数,且Rt>0,故由数学知识可知:Q关于I的抛物线,且开口向上,图乙中能正确反映h-I关系的是 A;
(6)[7]用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量,而W=UIt是计算电功的普遍适用的公式,Q=W的条件是:纯电阻即不含有电动机等的电路(将电能全部转化为内能的电路)。如含有电动机的电路,电流做的功大部分转化为机械能,有一小部分转换化内能,即发热了,W=UIt>Q。W=UIt不能计算电流通过任何用电器产生的热量。