Question

15．同学们在研究“电流热效应跟电阻的关系”的实验中，在全班交流实验设计结果时小红和小亮所用的实验器材相同，她俩公布了自己不同的设计方案并得出了完全相反的实验结论．
小红的设计方案：
提出问题：电流通过导体产生的热量跟电阻有什么关系？
猜想与假设：电流通过导体产生的热量跟电阻可能成正比．
设计实验：按图甲所示，连接电路（R_A＜R_B），通过一段时间后，观察到A瓶温度比B瓶温度低．
实验结论：电流通过导体产生的热量跟电阻成正比．
小亮的设计方案：
提出问题：电流通过导体产生的热量跟电阻有什么关系？
猜想与假设：电流通过导体产生的热量跟电阻可能成反比．
设计实验：按图乙所示，连接电路（R_A＜R_B），通电一段时间后，
实验结论：电流通过导体产生的热量跟电阻成反比．
请回答下面的问题：
（1）请你观察小红和小亮设计的两个电路，请简要说明她俩的设计有什么不同之处？
（2）得出相反结论的原因？（用公式分析）
（3）简要评价她俩的“猜想与假设”是否存在缺陷，如何补充完整？
小红的猜想：应补充：电流相同，通电时间相同；
小亮的猜想：应补充：电压相同，通电时间相同．

Answer 1

分析 （1）根据电路图分析小红与小亮电路设计的不同之处．
（2）根据串并联电路的特点，及公式Q=I²Rt及Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t分析解答．
（3）由公式Q=I²Rt知在I、t相等的情况下，Q与R成正比；由公式Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t知在U，t相同的情况下Q与R成反比，根据以上分析补充两人的设计方案．

解答 解：
（1）由图可知，小红的设计电路中两电阻是串联连接，小亮的设计中两电阻是并联连接．
（2）小红的设计，两电阻是串联的，电流I相同，小红是根据公式Q=I²Rt得出结论的．
小亮的设计，两电阻并联，电压U相同，小亮是根据公式Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t得出结论的．
（3）由公式Q=I²Rt知在I、t相等的情况下，Q与R成正比，小红的猜想应补充：电流相同，通电时间相同．
由公式Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t知在U，t相同的情况下Q与R成反比，小亮的猜想应补充：电压相同，通电时间相同．
答：（1）小红的设计：电阻串联；小亮的设计：电阻并联．
（2）小红是在电流相同的情况下得出结论的；小亮是在电压相同的情况下得出结论的．
（3）小红的猜想应补充：电流相同，通电时间相同；小亮的猜想应补充：电压相同，通电时间相同．

点评 本题考查了：串联电路与并联电路的特点、公式Q=I²Rt、Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t的应用，解题是要根据电路的连接情况选用恰当的公式分析答题．