Question

在一次科技小組的活動(dòng)中，同學(xué)們按照如圖所示的電路在AB之間接入一根細(xì)銅絲，閉合開關(guān)S后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的讀數(shù)保持3A不變，過了一會(huì)兒，細(xì)銅絲熔斷．在AB之間換接一根同長度的較粗的銅絲，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到某一固定值，經(jīng)較長時(shí)間粗銅絲沒有熔斷，在此過程中，電流表的讀數(shù)保持3A不變．小明同學(xué)針對(duì)所觀察到的現(xiàn)象提出了一個(gè)問題：造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么？（設(shè)電源電壓保持不變）
（1）你認(rèn)為造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么？（請(qǐng)簡述理由）
（2）若粗銅絲電阻為0.01Ω，求：在5s內(nèi)粗銅絲共產(chǎn)生的熱量．
（3）如果你家準(zhǔn)備安裝一臺(tái)“220V　1500W”的電熱水器，你應(yīng)該選用________（較粗/較細(xì)）的銅導(dǎo)線作用連接線比較安全．

Answer 1

解：（1）細(xì)銅絲的電阻較大，根據(jù)焦耳定律，在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，所以細(xì)銅絲熔斷；
（2）5s內(nèi)粗銅絲產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（3A）²×0.01Ω×5s=0.45J；
（3）用較粗的銅導(dǎo)線，電阻小，在同樣電流和通電時(shí)間情況下，產(chǎn)生的熱量少，這樣比較安全．
故答案為：（1）在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，所以細(xì)銅絲熔斷；
（2）0.45J；
（3）較粗．
分析：（1）兩根銅絲長度相同，由影響電阻大小的因素可知，細(xì)銅絲的電阻較大、粗銅絲的電阻較小，根據(jù)焦耳定律，在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，由此分析判斷．
（2）知道通過的電流、通電時(shí)間和銅絲的電阻，利用焦耳定律求5s內(nèi)粗銅絲產(chǎn)生的熱量；
（3）使用“220V 1500W”的電熱水器，電路中的電流比較大，在這樣大電流的情況下，根據(jù)焦耳定律知道用電阻小的粗銅絲電流產(chǎn)生的熱量少，避免被燒斷．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律及公式的了解和掌握，利用焦耳定律分析時(shí)注意用好控制變量法．