Question

如图是研究电能转化为内能的大小与什么因素有关的实验装置．已知两个相同的烧瓶甲、乙装有相同质量的煤油，甲瓶中电阻丝的电阻为100Ω，乙瓶中电阻丝的电阻为60Ω．当闭合开关一段时间后，观察到甲瓶中玻璃管内煤油液面上升较高，说明在    相同时，    越大产生的热量越多．在这段时间内，甲、乙两电阻丝产生的热量之比是    ．

Answer 1

【答案】分析：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．
（1）实验时因为甲瓶中电阻丝的电阻大于乙瓶中电阻丝的电阻，电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多，使甲瓶中的煤油温度上升的高，利用控制变量法写出结论；
（2）由图知，两电阻串联，通过的电流相等，又知道两电阻的阻值大小，根据焦耳定律求在相同时间内通过两个电阻产生的热量之比．
解答：解：两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为甲瓶中电阻丝的电阻大于乙瓶中电阻丝的电阻，电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多，使甲瓶中的煤油温度上升的高，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大、电流产生的热量越多；
∵烧瓶甲、乙中的电阻R_甲和R_乙串联，
∴I_甲=I_乙，
又∵Q=I²Rt，通电时间t相等，
∴电流通过R_甲、R_乙产生的热量之比：
Q_甲：Q_乙=I²R_甲t：I²R_乙t=R_甲：R_乙=100Ω：60Ω=5：3．
故答案为 电流，电阻，5：3．
点评：本题考查焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，计算热量比值时，为防止因颠倒而出错，记住规律：在串联电路中，除了电流相等外，各电阻的电压、电功、电功率、电热都与电阻成正比．