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(2008?东城区二模)我们知道:“电流通过导体时产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.”这就是焦耳定律,用公式可表达为:Q=I2Rt.小明想通过实验验证这个规律中Q与R的关系,他设计了图(甲)、(乙)所示的两个实验,他的方法是用电阻丝给烧瓶中的煤油加热,然后观察插在煤油中的温度计示数,就可以对比电阻丝放热的多少.请你应用所学知识分析回答下列问题:
(1)他应该选用实验电路
甲
甲
来完成他的验证实验(选填“甲”或“乙”).
(2)如果他采用实验电路(乙),已知两个电阻丝的电阻大小关系是R3<R4,那么闭合开关后,经过相同的时间,温度计c和d中示数变化较大的应该是
c
c
.
分析:(1)根据焦耳定律公式Q=I2Rt,想通过实验验证这个规律中Q与R的关系,需要控制通过的电流和通电时间相同,据此选择电路;
(2)两电阻并联,根据Q=I2Rt=
U2
R
t分析放出热量的关系,进而判断哪个温度计的示数变化大.
解答:解:(1)根据焦耳定律Q=I2Rt,要验证这个规律中Q与R的关系,必须保证在电流和通电时间一定的情况下进行讨论,将两瓶中的金属丝串联起来接在电源上,则电流和通电时间一定相同.故应选用实验电路甲.
(2)两图中均为纯电阻电路并且两电阻并联,电压相同、通电时间相同,因为Q=I2Rt=
U2
R
t、R3<R4,所以Q3>Q4,所以温度计c的示数变化大.
故答案为:(1)甲;(2)c.
点评:本题是控制变量法的一个具体应用,在保证其他量不变的情况下,讨论一个物理量跟另一个量的关系.
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