题目内容

4.如图所示,是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置.烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,瓶中镍铬丝横截面积相同,但甲的长度大于乙的长度.
(1)电阻丝R1>R2(选填“<”、“=”或“>”);
(2)实验中采用这种电路连接方式的目的是控制通过电阻丝的电流相等;电流产生热量的多少通过温度计示数的变化体现出来的.
(3)通电一定时间后,发现甲瓶中的温度计示数更高,由此得出的实验结论是:电流相等,通电时间相同时,电流产生的热量与电阻大小有关.

分析 (1)影响电阻大小的因素有:材料、长度和横截面积;
(2)由焦耳定律可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,为了研究电流与导体电阻的关系,要控制通过的电流和通电时间不变;电流通过电阻丝做功,消耗电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量的多少我们直接看不到,但煤油吸收热量温度升高,本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少(转换法);
(3)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关.在电流和通电时间相等时,电阻越大,电流产生的热量越多.

解答 解:
(1)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度;烧瓶中两镍铬丝横截面积相同,但甲瓶中的镍铬丝(R1)长度大于乙瓶中的镍铬丝(R2)长度,所以R1>R2;
(2)两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流相同;
通电后电流通过电阻丝做功,产生热量被煤油吸收,使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数变化来判断电流产生热量的多少;
(3)甲和乙串联在电路,电流和通电时间相同,甲电阻大,电流通过甲产生热量多,温度计示数升高快,由此得出的实验结论是:在电流和通电时间相等时,电流产生的热量与电阻大小有关.
故答案为:(1)>;(2)控制通过电阻丝的电流相等;温度计示数的变化;(3)甲;电阻大小.

点评 本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握,理解并用好控制变量法、转换法是本题的关键.

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