题目内容
【题目】小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,请观察甲、乙两图并回答下列问题:
(1)该实验是通过观察两个U形管中________的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,应用了物理学中______物理方法
(2)在甲图实验中,若通电时间相同,发现B玻璃管内液面上升较高,这表明:在电流相同、通电时间相同的情况下,导体的_________越大,产生的热量越多。
(3)乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与__________的关系,由图中的实验现象可以得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的_______越大,产生的热量越多。小明同学后面将乙实验装置中右侧在容器外的5Ω电阻丝装入容器,待两侧容器内空气温度相同后重新通电一段时间,发现_____侧容器内空气吸收热量多(选填A B )
【答案】液面高度差 转换的 电阻 电流 电流 A
【解析】
(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(2)将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,这表明:在相同时间内,电流相同的情况下,电阻越大,电流通过导体时产生的热量越多;
(3)乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;这表明:在相同时间内,电阻相同,通过导体的电流越大,产生的热量越多;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2.5Ω,小于5Ω,即R左>R右;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,A侧的电阻丝产生的热量多。
【题目】如图甲所示,是一种家用足浴器,图乙和下表是它的原理图及参数,K为自动温控开关,当水的温度达到设定温度时自动断开,低于设定温庋时,自动闭合。红黄灯为足浴器的状况指示灯。请你通过分析进行回答下列问题:
额定电压 | 220V |
水容量 | 2.5kg |
加热功率 | 800W |
保温功率 | 40W |
(1)足浴器内底部有很多凸起的点,对人的足底有按摩作用,这是通过_____方法增大对足底的压强;
(2)黄灯亮时,足浴器处于_____(选填“保温”或“加热”)状态;
(3)保温时,电阻R正常工作时的电功率有多大______?(注:指示灯消耗的功率可以忽略不计,保温功率是指整个电路消耗的功率,结果取整数)。