Question

用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油，且R ₁=R ₂。

（1）烧瓶中装入的煤油是________（选填“导体”或“绝缘体”）。

（2）请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图。

（________）

（3）实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油高度变化量来表示，这种物理学研究方法叫做_________法。在以下三个实例中，没采用此方法的是________：

①借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少；

②借助水压学习电压；

③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少。（请选填序号）

（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明____________________。

（5）小红用如图所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图中能正确反映h-I关系的是__________。

（6）用Q=I ²Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因。___________________

Answer

绝缘体 转换 2 在电阻、通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多 A 不能；如电风扇消耗的电能只有部分转化为内能

【解析】

(1)[1]烧瓶中装入的煤油是绝缘体；

(2)[2] R0与R1并联后与R2串联，根据实物电路，画出对应的电路图，如下所示：

(3)[3]实验中通过温度计示数的变化来测量产生热量的多少。这种方法是转换法；

[4]①借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少，采用的是转换法；

②借助水压学习电压，采用的是类比法；

③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少，采用的转换法；

(4)[5]通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相等时，电流越大，产生的热量越多；

(5)[6]如图乙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，Rt是常数，且Rt＞0，故由数学知识可知：Q关于I的抛物线，且开口向上，图乙中能正确反映h-I关系的是 A；

(6)[7]用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，而W=UIt是计算电功的普遍适用的公式，Q=W的条件是：纯电阻即不含有电动机等的电路（将电能全部转化为内能的电路）。如含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q。W=UIt不能计算电流通过任何用电器产生的热量。