Question

20．學習“焦耳定律”后小明想到兩個問題：如果用兩種液體來做實驗會怎樣？如果將兩個電阻并聯又會怎樣？于是他用一個電壓恒定的電源，兩個電加熱器等相關器材進行探究，其中兩個電加熱器的電阻分別為R₁、R₂（R₁＜R₂，不計熱量損失）．
（1）請你幫小明完成這兩個問題的探究．
①他在兩個燒杯中分別放入質量和初溫均相等的純水和煤油，如圖是他組成電路的一部分．通電一段時間后，電阻R₂（選填“R₁”或“R₂”）應放出的熱量多．但小明卻發(fā)現甲杯中溫度升高得快．你認為產生這種現象的原因是煤油的比熱容�。ɑ蛩�的比熱容大）．
②待兩個電加熱器冷卻后，小明用剛才的實驗器材組成了并聯電路，他在兩個燒杯中都更換成質量和初溫相等的煤油，同時工作一段時間后，發(fā)現R1所在燒杯中的煤油溫度升高得快，這說明當電壓相同時，電阻越小，產生的熱量越多．
（2）小明想到，生活中的一些大功率用電器．如電爐、空調等，在使用插座時，有時會燒壞插座，有經驗的電工只需將原來的鋼質插頭更換成銅質插頭，這樣就可以解決問題．這是因為銅質插頭的電阻比鋼質插頭的電阻小，在相同時間內產生的熱量少．

Answer 1

分析 （1）①圖示中兩電阻串聯，通過的電流相同，根據焦耳定律可知在相同的時間內，電阻大的產生的熱量多；但是因為水的比熱容比煤油的大，吸收相同的熱量，煤油的溫度升高的多．
②若兩電阻改為并聯，同時工作一段時間后，發(fā)現R₁所在燒杯中的煤油溫度升高得快，說明R₁放出的熱量多；因為通電時間相同、電阻兩端電壓相同，電阻小的產生的熱量多，據此回答．
（2）將原來的鋼質插頭更換成銅質插頭，導致插頭的電阻減小，在相同時間內產生的熱量少．

解答 解：（1）①從實驗裝置中可以獲悉，小明將兩個電阻串聯在電路中，通過兩個電阻的電流相等，在相同的時間內，電阻大的產生的熱量多，故電阻R₂產生的熱量多；當煤油和水的初溫、質量和吸收的熱量相同時，煤油的比熱容小，溫度上升的快，水的比熱容大，溫度上升的慢一些．
②將這兩個電阻改為并聯后，根據控制變量的思想，他在兩個燒杯中都更換成質量和初溫相等的煤油，
通電時間相同，煤油的溫度上升的快，說明煤油吸收的熱量多，原因是兩個電阻并聯后，它們兩端的電壓相同，電阻小的產生的熱量多．
（2）將鋼質材料的插頭更換成銅質材料的插頭后，銅質材料的電阻小，導致在相同時間內產生的熱量小的原因．
故答案為：（1）R₂；煤油的比熱容比水的比熱容��；②質量；初溫；電壓；��；（2）��；少．

點評 此題是一道綜合性較強的實驗探究題，難度較大一些，在解答時，學生關鍵明確實驗中通過溫度計示數的變化來反映物體吸收熱量的多少，這種研究問題的方法為轉換法，從中也體會控制變量法在此實驗中的應用．是中考的熱點題．