Question

12．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小．
（1）实验中，将甲乙两瓶的电阻丝串联的目的是控制电流相同，通电时间相同．
（2）实验时，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶电阻线放热多，由此得出的实验结论是：在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多．若乙瓶的煤油质量为0.5kg，温度计示数升高了10℃，则镍铬合金丝消耗了1.05×10⁴J的电能．（已知q_油=2.1×10³J/（kg•℃），不计热损失）

Answer 1

分析 （1）串联电路中电流是处处相等的，且通电时间是相同的；
（2）甲乙串联，通过的电流相同，时间相同，电阻不同，根据公式Q=I²Rt可得出结论．
根据消耗的电能可知产生的热量，利用公式Q=cm△t可求煤油吸收的热量，即为消耗的电能．

解答 解：（1）实验中，将甲乙两瓶中的电阻丝串联的目的是控制电流相同，通电时间相同；
（2）已知甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小，通过的电流相同，时间相同，根据公式Q=I²Rt可知，电阻越大，产生的热量越多，故结论是：在电流和通电时间相同，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；
由于不计热量的损失，所以消耗的电能全部变为煤油吸收的热量，
故Q=cm△t=2.1×10³J/（kg•℃）×0.5kg×10℃=1.05×10⁴J．
故答案为：（1）控制电流相同，通电时间相同；（2）在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；1.05×10⁴．

点评 本题考查焦耳定律公式和吸热公式的应用以及比热容的有关问题，要知道串联电路电流相等的规律，解题过程中还要注意单位的换算．