Question

【題目】在探究“電流產生的熱量跟什么因素有關”的實驗中，兩個密閉容器中都接有一段電阻絲，接通電路前，兩個U型管的液面均相平：

(1)圖甲中通電一段時間后，觀察到b管內液柱上升的較快，說明：______________；

(2)如圖乙所示的裝置，是探究電流通過導體產生的熱量跟__________關系；

(3)如圖丙、丁所示，電阻、、、均為發熱電阻。請根據實驗結果分析推理：①圖丙、丁中的最大功率和最小功率均相同，則電阻__________；（選填“>”、“<”或“=”）

②丙圖中的最大功率是最小功率的10倍，若用電阻替換，則的功率變為原來的4倍，由此可知發熱電阻=__________。

Answer 1

【答案】電流和通電時間相同時，電阻越大，電熱越多 電流 ＜ 4

【解析】

(1)[1]由甲圖知，兩電阻串聯，電路中電流的大小相等，通過時間相同，b管內液柱上升的較快，說明：電流和通電時間相同時，電阻越大，電流產生的熱量越多。

(2)[2]由乙圖知，右端的兩個相同的電阻并聯后，再與左端的電阻串聯，左、右兩液體內的電阻相同，但通過左端電阻的電流大于通過右端液體中電阻的電流，故探究的是電阻和通過時間相同，電流通過導體產生的熱量跟電流的關系。

(3)①[3]由圖丙知，當兩開關都閉合時，電路中只有接入電路，根據可知，此時電路消耗的電功率最大，則有

由圖丁知，當兩開關都閉合時，、并聯，根據可知，此時電路消耗的電功率最大，則有

因、并聯，則

因兩電路消耗的最大電功率相等，則

即

故

②[4]當只閉合開關S時，兩電阻串聯，根據可知，電路消耗的電功率最小，則有

因最大功率是最小功率的10倍，則

即

消耗最小功率時，兩電阻串聯，分得的電壓為

即

消耗的電功率為

即

……①

用電阻替換，則的功率變為原來的4倍，則

……②

聯立①②得，此時分得的電壓為

根據串聯電壓分壓的特點可得