Question

用如图甲所示的装置探究“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。

(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)为达到实验目的，选用的两电阻丝R₁与R₂的阻值应________。通过R₁的电流________通过R₂的电流。

(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”，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的关系图像。根据焦耳定律可知，图丙中能正确反映h－I关系的是________。

（拓展）用Q＝I²Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q＝UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？________请用实例说明原因。

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Answer

绝缘体 相等 小于 在通电时间和电阻相同情况下，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 A 不能 电动机工作时，消耗的电能为W＝UIt，但其消耗的电能转化为机械能和内能，则W>Q＝I2Rt，所以当电流通过有些用电器时，其产生的热量是不能用Q＝UIt来计算的

【解析】

(1)煤油不容易导电，是绝缘体；(3)实验时应控制电阻和通电时间相同，而电流不同，所以R1和R2的阻值应相等；由于R2在干路上，而R1与R0并联，则R1在支路上，所以通过R1的电流小于通过R2的电流；(4)乙烧杯中玻璃管内液面上升的高度大，说明电阻R2产生的热量多，即电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多；(5)实验过程中导体产生热量的多少是通过烧瓶中玻璃管内液面上升的高度来体现的，高度上升的越高，表明产生的热量越多，根据焦耳定律可知热量与电流的二次方成正比，所以图像是开口向上的抛物线，故选 A。【拓展】并不是任何电阻产生的热量都可以用Q＝UIt计算，在纯电阻电路中，Q＝I2Rt＝UIt，而在非纯电阻电路中，导体除了产生热量，电能还要转化为其他形式的能，例如电动机在工作过程中消耗的电能W＝UIt，其内部电阻产生的热量Q＝I2Rt，由于电动机还对外做功，所以W＞Q.