Question

14．在探究“電流的熱效應跟電阻大小的關系”的實驗中，實驗室提供電壓為6V（保持不變）的電源和2Ω、4Ω、6Ω、8Ω四種規(guī)格的電阻絲．毛毛同學選擇其中2只電阻絲制成了一個電熱器，她用此電熱器對60g的水加熱7min，使水溫度升高6℃．【C_水=4.2×10³J/（Kg•℃）】
（1）求水吸收的熱量；
（2）若電熱器產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請你通過計算后，確定毛毛同學選擇的是哪2只電阻器及連接的方式．

Answer 1

分析 （1）利用熱量的計算公式Q=cm△t計算熱量；
（2）先利用電功的公式W=Pt計算電功率，再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算總電阻，從而判定兩電阻的連接方式．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.06kg×6℃=1.512×10³J；
（2）由題意知Q=W得W=Pt可知，
電熱器的功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.512×1{0}^{3}J}{7×60s}$=3.6W；
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，
R_總=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
由此判定毛毛同學選擇的是2Ω和8Ω或者是4Ω和6Ω的電阻器串聯(lián)連接在電路中．
答：
（1）水所吸收的熱量是1.512×10³J；
（2）毛毛同學選擇的是2Ω和8Ω或者是4Ω和6Ω的電阻器串聯(lián)連接在電路中．

點評 本題把電學知識與熱學知識聯(lián)系在一起，難度大，須要學生靈活的運用公式進行計算．