Question

如圖是研究電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的大小與什么因素有關(guān)的實驗裝置．已知兩個相同的燒瓶甲、乙裝有相同質(zhì)量的煤油，甲瓶中電阻絲的電阻為500Ω，乙瓶中電阻絲的電阻為300Ω．當閉合開關(guān)一段時間后，觀察到甲瓶中玻璃管內(nèi)煤油液面上升較高，說明在通電時間和________相同時，________越大產(chǎn)生的熱量越多．在這段時間內(nèi)，甲、乙兩電阻絲產(chǎn)生的熱量之比是________．

Answer 1

通過的電流    電阻    5：3
分析：由焦耳定律可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間有關(guān)．
（1）實驗時因為甲瓶中電阻絲的電阻大于乙瓶中電阻絲的電阻，電流通過甲瓶中電阻絲產(chǎn)生的熱量多，使甲瓶中的煤油溫度上升的高，利用控制變量法寫出結(jié)論；
（2）由圖知，兩電阻串聯(lián)，通過的電流相等，又知道兩電阻的阻值大小，根據(jù)焦耳定律求在相同時間內(nèi)通過兩個電阻產(chǎn)生的熱量之比．
解答：（1）如圖，兩電阻絲串聯(lián)，通過的電流和通電時間相同，因為甲瓶中電阻絲的電阻大于乙瓶中電阻絲的電阻，電流通過甲瓶中電阻絲產(chǎn)生的熱量多，使甲瓶中的煤油溫度上升的高，由此得出，當通過的電流和通電時間相同時，導(dǎo)體的電阻越大、電流產(chǎn)生的熱量越多；
（2）∵燒瓶甲、乙中的電阻R_甲和R_乙串聯(lián)，
∴通過的電流：
I_甲=I_乙，
∵Q=I²Rt，通電時間t相等，
∴電流通過R_甲、R_乙產(chǎn)生的熱量之比：
Q₁：Q₂=I²R_甲t：I²R_乙t=R_甲：R_乙=500Ω：300Ω=5：3．
故答案為：通過的電流，電阻，5：3．
點評：本題考查了學(xué)生對焦耳定律、串聯(lián)電路的電流關(guān)系的了解和掌握，計算熱量比值時，為防止因顛倒而出錯，記住規(guī)律：在串聯(lián)電路中，除了電流相等外，各電阻的電壓、電功、電功率、電熱都與電阻成正比．