Question

在探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”時(shí)，已經(jīng)知道了電熱與電流、通電時(shí)間的關(guān)系后，小東想繼續(xù)研究：電熱與電阻的關(guān)系，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖．（R₁＞R₂＞R₃，其耐壓值都大于6V）
（1）你認(rèn)為他把R₁＞R₂＞R₃三個(gè)電阻串聯(lián)的目的和優(yōu)點(diǎn)是什么．
（2）小東在實(shí)驗(yàn)中觀察到甲瓶中紅色液面上升的最快，丙圖中上升的最慢，由此你能得到結(jié)論

 

（3）小東想：如果電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，那么，利用前面學(xué)過的公式可以對（2）中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行理性研究，得出“電熱與電阻”的定量關(guān)系．請你幫助他完成推導(dǎo)過程，并寫出得到的定量結(jié)論．

Answer 1

分析：（1）串聯(lián)電路處處電流相等，實(shí)驗(yàn)次數(shù)越多，實(shí)驗(yàn)裝置越多，收集到的數(shù)據(jù)越多；
（2）串聯(lián)電路中各處的電流都相等；根據(jù)Q=I²Rt做出分析和解答；
（3）串聯(lián)電路中處處電流不變，根據(jù)電流通過導(dǎo)體時(shí)，做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后利用Q=W=UIt，以及歐姆定律的變形公式U=IR可知在串聯(lián)電路中電流與電阻的關(guān)系．

解答：解：（1）①根據(jù)電路圖可知，三個(gè)電阻串聯(lián)，因此可以保證電流相等，通電時(shí)間相等；
②做一次實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)多，便于發(fā)現(xiàn)電熱與電阻之間的規(guī)律；
（2）由Q=I²Rt可知，相同時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體的電流相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，所產(chǎn)生的電熱越多，因?yàn)榧椎碾娮枳畲�，丙的電阻最小，所以甲中的液面上升最快，丙中的液面上升最慢�?br />（3）當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q等于電流所做的功W
即Q=W=UIt
∵I=

U

R

∴由U=IR可知，Q=I²Rt
故可以得出：在相同時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體的電流相同時(shí)，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量與電阻成正比．
故答案為：（2）相同時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體的電流相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，所產(chǎn)生的電熱越多．

點(diǎn)評：此題主要考查的是學(xué)生對“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻間關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用．