Question

9．小霞同学设计了一个实验来探究电流通过导体产生热量的快慢跟哪些因素有关．实验如图所示：AB和CD分别为两端金属丝（AB的电阻小于CD），它们串联在一起固定在木架上，然后用火柴蘸些凡士林分别粘到两段金属丝上．接通电源后，一会儿CD上的火柴掉下来，而AB上的火柴却没有动；后来，她把电源换成4节干电池，闭合开关重复此次实验，发现CD上的火柴很快就脱落下来．根据她的实验现象，你来分析一下：开始CD上的火柴脱落而AB上的火柴没有脱落，说明在通电时间和电流相同时，电阻越大，导体产生的热量就越多；第二次实验增加电池节数，其目的是为了探究导体产生热量的快慢与电流大小的关系．如果将AB和CD并联后接到同一电路中，通电后AB（填“AB”或“CD”）上的火柴先掉下来．

Answer 1

分析 （1）由图可知两电阻丝串联，通过它们的电流相同，两电阻丝的电阻不同，由焦耳定律Q=I²Rt可知，在相等的时间内，电阻越大产生的热量越多；
（2）电阻一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多；
（3）根据Q=I²Rt和I=$\frac{U}{R}$的推导公式Q=$\frac{{U}^{2}t}{R}$判断产生热量的多少．

解答 解：（1）当通电一段时间后，CD上的火柴棍先掉下来，说明CD的温度高，CD电阻丝产生的热量多，
由电路图可知，两电阻丝串联，通过它们的电流I相等，已知R₁＞R₂，由焦耳定律Q=I²Rt可知，电阻越大，电阻产生的热量越多，温度升高的越快；
（2）第二次实验增加电池节数，电路中的电流增大，观察导体AB（或CD）上的火柴脱落的情况，其目的是为了探究导体产生热量的快慢与电流大小的关系；
（3）根据Q=I²Rt和I=$\frac{U}{R}$得，Q=$\frac{{U}^{2}t}{R}$，导体AB、CD并联，电压相等，AB的电阻小于CD，所以相同的时间内，导体AB产生的热量多，火柴先掉下来．
故答案为：电流；电阻；电流大小；AB．

点评 本题考查探究影响电流产生的热量的因素和焦耳定律公式的应用，需明确当要探究的物理量较多时，应采用控制变量法．