题目内容
小明在用电炉烧水时发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热．小明猜想电阻大的，发热功率大．而小亮在用电炉烧水时观察到：将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉发热快些，相同时间内产生的热量多些．小亮猜想电阻小的，发热功率大．现有电阻分别为5Ω和10Ω的镍铬合金丝各一根、两个相同的烧瓶中装入质量和温度相同的煤油、温度计、两个相同的电池组、开关、导线等实验器材．
（1）请你利用以上器材分别设计实验电路，验证小明和小亮的猜想．（只要求画出相应的电路图．）
（2）小明与小亮观察到的现象似乎有矛盾，这是怎么回事？请分析说明．
【答案】分析：（1）电炉丝与导线是串联，通过的电流和通电时间相同，据焦耳定律知道电阻大的发热功率大、产生的热量多，为了验证小明的猜想，可以将两个阻值不同电阻丝串联，进行实验探究；将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时，属于并联，根据P=
可知电阻大的发热功率小，为了验证小亮的猜想，可以将两个阻值不同电阻丝并联，进行实验探究；
（2）这两个现象发生的前提条件不同：第一个现象是在电流相同的条件下发生的，据P=IU=I2R，所以电阻大的，发热功率大；或根据焦耳定律Q=I2Rt，相同时间，电阻大的产生的热量多；第二个现象是在电压相同的条件下发生的，据P=
，在并联电路中电压相同，电阻大的，发热功率小．
解答：解：（1）为了验证小明的猜想，将两个不同的电阻串联，如左下图所示；为了验证小亮的猜想，将两个不同的电阻并联，如右下图所示；
（2）小明与小亮观察到的现象并不矛盾．
因为这两个现象发生的前提条件不同：小明观察到的，电炉丝和导线串联，通过的电流相等，据P=I2R，所以电阻大的，发热功率大；
小亮观察到的，两电炉丝并联在家庭电路上，两端的电压相同，据P=
，电阻大的，发热功率小．
点评：本题考查了学生对电路图的画法、电功率的公式的了解与掌握，能灵活选用公式P=I2R和P=
分析串联电路和并联电路中各电阻消耗功率的大小关系是本题的关键．
可知电阻大的发热功率小，为了验证小亮的猜想，可以将两个阻值不同电阻丝并联，进行实验探究；（2）这两个现象发生的前提条件不同：第一个现象是在电流相同的条件下发生的，据P=IU=I2R，所以电阻大的，发热功率大；或根据焦耳定律Q=I2Rt，相同时间，电阻大的产生的热量多；第二个现象是在电压相同的条件下发生的，据P=
，在并联电路中电压相同，电阻大的，发热功率小．解答：解：（1）为了验证小明的猜想，将两个不同的电阻串联，如左下图所示；为了验证小亮的猜想，将两个不同的电阻并联，如右下图所示；
（2）小明与小亮观察到的现象并不矛盾．
因为这两个现象发生的前提条件不同：小明观察到的，电炉丝和导线串联，通过的电流相等，据P=I2R，所以电阻大的，发热功率大；
小亮观察到的，两电炉丝并联在家庭电路上，两端的电压相同，据P=
，电阻大的，发热功率小．点评：本题考查了学生对电路图的画法、电功率的公式的了解与掌握，能灵活选用公式P=I2R和P=
分析串联电路和并联电路中各电阻消耗功率的大小关系是本题的关键． 
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