Question

【题目】如图是研究电流热效应的实验装置图．两个相同的烧瓶中均装入0.1kg的煤油，烧瓶A中电阻丝的阻值为4Ω，烧瓶B中的电阻丝标识已看不清楚．当闭合开关，经过210s的时间，烧瓶A中的煤油温度由20℃升高到24℃，烧瓶B中的煤油温度由20℃升高到22℃．假设电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，电阻丝的阻值不随温度变化，电源电压保持不变，已知煤油的比热容c=2.1×103J/（kg℃）．求：
（1）在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量；
（2）烧瓶B中电阻丝的阻值；
（3）电源的电压及电路消耗的总功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：烧瓶A中煤油吸收的热量：

QA=cm△tA

=2.1×103J/（kg℃）×0.1kg×（24℃﹣20℃）=840J

（2）解：∵两烧瓶中煤油的质量mA=mB、△tB= △tA，

∴烧瓶B中煤油吸收的热量：

QB= QA= ×840J=420J；

∵Q=I2Rt，两电阻丝RA、RB串联，

∴RB= RA= ×4Ω=2Ω

（3）解：由QA=I2RAt得电路中的电流：

I= = =1A，

电源电压：

U=I（RA+RB）=1A×（4Ω+2Ω）V=6V．

电路消耗的总功率：

P=UI=6V×1A=6W

【解析】（1）知道煤油的质量、煤油温度的升高值、煤油的比热容，利用吸热公式求烧瓶A中煤油吸收的热量；（2）由题知，两烧瓶中煤油的质量相等，升高温度的大小关系，根据吸热公式得出吸收热量的关系，而电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，再根据焦耳定律Q=I2Rt分析得出两电阻的大小关系；（3）求出了烧瓶A中煤油吸收的热量，利用焦耳定律求出此时电路中的电流，两电阻阻值以求出，根据串联电路的欧姆定律求出总电压（电源电压），在根据P=UI求总功率．
【考点精析】本题主要考查了热量的计算和电阻的串联的相关知识点，需要掌握热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；电阻的串联有以下几个特点：（指R1，R2串联） 1、电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） 2、电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） 3、 电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR 4、分压作用：U1:U2=R1:R2才能正确解答此题．