Question

在研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关的实验中，实验室提供了若干只装有电阻丝（3Ω或6Ω两种规格）、温度计、煤油（等质量）的烧瓶，另有电流表、滑动变阻器、电源（6V）、开关、导线．如图1是某同学设计的四个电路（各电路可以根据需要调换烧瓶），请回答下列问题：

（1）利用图1中B电路可以研究

电流

和

通电时间

相同时，热量跟

电阻

大小的关系．
（2）利用图1中

A

电路可以研究电阻和时间相同时，热量跟电流的关系．
（3）在图1中

C

电路中可以发现3Ω的电阻丝在相同的时间内产生的热量比6Ω多．
（4）实验过程中，若通过阻值为3Ω电阻丝的电流大小如图2所示，通电时间为5min，则该电阻放出

2025

J的热量．

Answer 1

分析：（1）由焦耳定律可知，电阻产生的热量与电流、电阻、通电时间有关；研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关时应运用控制变量法；根据实验目的选择需要控制的变量，分析图示电路图，作出选择；
（2）由图2所示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表的示数，然后由公式W=I²Rt求出电阻产生的热量．

解答：解：（1）B图所示电路中两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相等，利用两个阻值不同的电阻可研究通电导体放出的热量跟电阻大小的关系．
 （2）A图中有滑动变阻器，滑动变阻器可以调节电路中的电流大小，用秒表可以控制时间相等，烧瓶中的电阻不变，利用图1中A电路可以研究电阻和时间相同时，热量跟电流的关系；
（3）C电路中两电阻并联，两电阻的通电时间t相等，两电阻两端的电压U相同，由Q=

U2

R

t可知，在相等时间内，
阻值为3Ω电阻比阻值为6Ω的电阻产生的热量多；
（4）由图2所示电流表可知，电流表量程是0～3A，分度值是0.1A，电流表示数I=1.5A，
产生的热量：Q=I²Rt=（1.5A）²×3Ω×5×60s=2025J．
故答案为：（1）电流；通电时间；电阻．（2）A．（3）C．（4）2025J．

点评：焦耳定律中涉及到的物理量较多，研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关时，注意控制变量法的应用．