Question

小明家的插座由于使用次数过多，造成与插头接触不良，使接触处电阻变大．在使用这个插座时，小明发现插头处很热，而与插头相连的导线却不怎么热．他的猜想是：在这种情况下，电阻越大，电流产生的热量越多．为了验证自己的猜想，他从实验室找来一段阻值较大的电阻丝R₁、一段阻值较小的电阻丝R₂、相同的烧瓶和温度计各两个、足够多的煤油、新干电池和导线若干．进行了实验．
（1）他在两个烧瓶中装入质量和初温都相同的煤油，按图甲和乙组成两个电路，保证通电时间相同，通过观察______来比较电流产生热量的大小．

（2）他发现电流通过及R₂产生的热量多，这与他的猜想不一致，原因是什么？
（3）利用以上器材，改进实验电路，可以验证小明的猜想．请你在下面虚线框中画出改进后的电路图．
（4）小明买来新的三孔插座，在更换插座时，他发现自己家的老式楼房里没有安装地线．小明认为，零线在外就已经和大地相连，把图中A孔与B点连接起来，就可以将A孔接地了．如果按小明的想法连接，当C点出现断路时，将带有金属外壳的用电器接人插座后，带来的安全隐患是______．（只有一个选项正确，将正确选项的序号填在横线上）

A、用电器开关闭合时，外壳会带电，人接触外壳易触电
B、用电器开关闭合时，会短路，造成电流过大，引起火灾
C、无论用电器开关是否闭合，外壳都会带电，人接触外壳易触电
D、用电器外壳无法接地，当用电器绝缘部分破损或潮湿时，外壳才带电，人接触外壳易触电．

Answer

（1）这里用了转换法，电流做功产生的热量被煤油吸收，通过温度计示数的变化来反映吸热的多少．
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与电流、电阻、通电时间都有关系，因此要探究热量与电阻的关系，必须保证电流和通电时间相同．
（3）当两个不同的电阻串联时，通过两个电阻的电流相同．
（4）A插空接地，通过三孔插头连接金属用电器的外壳，金属外壳如果漏电，地线把人体短路，不会发生触电事故，若A孔与B点连接起来，当零线断时，人加在220V的电源上，会发生触电事故．
【解析】
（1）由于两个烧瓶中装入质量和初温都相同的煤油，电流做的功转化为内能，使煤油的温度升高，所以可以通过温度计的示数变化来比较电流产生热量的大小．
（2）小明设计的实验方案中，甲乙两个电路中电源是一样的，但是由于电阻丝R1、R2的阻值不同，两个电路中电流不一样，因此热量的多少不仅与电阻有关，也与电流有关，电阻大的电路电流小，产生的热量反而少，因此实验不成功的原因是两个电路中通过金属丝的电流不相同．
（3）通过上面的分析可知，必须让通过两个电阻的电流相同，根据串联电路电流处处相等，所以可以将两个电阻串联在一个电路中．电路图如下．
（4）A孔与B点连接起来、零线断时，若金属外壳漏电，220V的电压加在人身上，会发生触电事故，故选A．
故答案是：（1）温度计的示数（或温度计示数的变化、温度计示数变化的快慢、温度计液柱的高低、煤油的温度等）
（2）没有使通过两个电阻丝的电流相等（或猜想是在电流相等的条件下，而实际是在电压相等的条件下等）
（3）如图所示（任一幅图均可）

（4）A．