Question

18．小明和小華兩位同學(xué)注意到生活中的一些現(xiàn)象：燈泡連接在電路中工作時(shí)，燈絲熱得發(fā)光，而連接燈泡的電線發(fā)熱卻覺(jué)察不出，小明認(rèn)為“這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)燈絲的電流大于通過(guò)電線的電流，所以發(fā)熱燈泡發(fā)熱比電線明顯”，小華覺(jué)得造成這種差異的原因不應(yīng)該是電流．
（1）你同意小華的觀點(diǎn)嗎？你的判斷依據(jù)是什么？燈絲和導(dǎo)線串聯(lián)，I_燈絲=I_導(dǎo)線，通電時(shí)間t相同，燈絲的電阻R_燈絲＞R_導(dǎo)線，由Q=I²Rt可知電流通過(guò)燈絲產(chǎn)生的熱量Q_燈絲＞Q_導(dǎo)線．
兩位同學(xué)經(jīng)過(guò)共同討論，決定通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的量與什么因素有關(guān)，他們利用如圖所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．兩個(gè)燒瓶中裝有溫度均為20℃，等質(zhì)量的煤油，他們將兩根不同阻值的電阻絲R₁、R₂連接在電路中，并通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電路中的電流，記錄了通電一段時(shí)間后燒瓶中煤油升高的溫度，多次試驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中（設(shè)沒(méi)有熱量損失）．

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	通電 時(shí)間	電阻R1 （Ω）	電阻R2 （Ω）	電流I （A）	甲中煤油升高的 溫度△t甲（℃）	乙中煤油升高的 溫度△t乙（℃）
1	3	10	5	0.5	1	1
2	3	10	5	1	8	4
3	3	10	5	2	32	16
4	1	30	6	0.5	2	0.4
5	1	30	6	1	8	1.6
6	1	30	6	2	32	6.4

（2）分析比較每一次數(shù)據(jù)中R₁和R₂及對(duì)應(yīng)的△t_甲與△t_乙的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多．
（3）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3、或4、5與6中I與△t_甲或（I與△t_乙）的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)導(dǎo)體的電阻相同，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多．
（4）進(jìn)一步分析比較R₁與R₂及對(duì)應(yīng)的△t_甲與△t_乙的數(shù)據(jù)及相條條件
①分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3或4、5與6中的數(shù)據(jù)，可得出：當(dāng)電阻R₁與R₂串聯(lián)在電路中時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多．
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3與4、5、6中的數(shù)據(jù)，可得出：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比．

Answer 1

分析 （1）燈絲和導(dǎo)線串聯(lián)，通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，電阻越大、電流產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析判斷；
（2）運(yùn)用控制變量法分析每一組數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；
（3）運(yùn)用控制變量法分析數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（4）分析表中數(shù)據(jù)，兩電阻串聯(lián)，電流和通電時(shí)間相同，分析電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，得出結(jié)論；
綜合分析表中數(shù)據(jù)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻、通過(guò)導(dǎo)體的電流、通電時(shí)間有關(guān)，據(jù)此得出結(jié)論．

解答 解：（1）電燈在使用時(shí)，燈絲和導(dǎo)線串聯(lián)，I_燈絲=I_導(dǎo)線，通電時(shí)間t相同，燈絲的電阻R_燈絲＞R_導(dǎo)線，由Q=I²Rt可知電流通過(guò)燈絲產(chǎn)生的熱量Q_燈絲＞Q_導(dǎo)線，從而出現(xiàn)燈泡熱得發(fā)光，導(dǎo)線的發(fā)熱卻察覺(jué)不出來(lái)的現(xiàn)象，所以同意小華的觀點(diǎn)；
（2）由表中每一組數(shù)據(jù)可知，電流和通電時(shí)間相同，電阻的阻值大小不同，液體升高的溫度不同；導(dǎo)體的電阻越大，液體升高的溫度越高，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；故可以得出結(jié)論：當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；
（3）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3（或4、5與6）中I與△t_甲（或I與△t_乙）的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知，電阻和通電時(shí)間相同，電流大小不同；通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，液體升高的溫度越高，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；故可以得出結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的電阻相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；
（4）進(jìn)一步分析比較R₁與R₂及對(duì)應(yīng)的△t_甲與△t_乙的數(shù)據(jù)及相條條件：
①分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3或4、5與6中的數(shù)據(jù)，當(dāng)電阻R₁與R₂串聯(lián)在電路中時(shí)，電流和通電時(shí)間相同，電阻大小不同，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3與4、5、6中的數(shù)據(jù)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻大小、電流大小和通電時(shí)間有關(guān)；
可以得出結(jié)論：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比．
故答案為：（1）燈絲和導(dǎo)線串聯(lián)，I_燈絲=I_導(dǎo)線，通電時(shí)間t相同，燈絲的電阻R_燈絲＞R_導(dǎo)線，由Q=I²Rt可知電流通過(guò)燈絲產(chǎn)生的熱量Q_燈絲＞Q_導(dǎo)線；
（2）電流和通電時(shí)間；
（3）通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；
（4）電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了焦耳定律的探究實(shí)驗(yàn)，正確分析電路結(jié)構(gòu)和運(yùn)用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論是解題的關(guān)鍵．