例 小明探究“电流通过导体产生的热量与电流、电阻的关系”。实验装置如图 1 所示，相同烧瓶内装满了煤油。电阻为$R_{1}$的电热丝有 1 根，电阻为$R_{2}$的电热丝有 2 根，且$R_{1}=2R_{2}$。

(1) 图 1 探究的是电流通过导体产生的热量与的关系。
(2) 闭合开关，通电一段时间后，甲烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明：在通电时间和电流相同的情况下，，这个电阻产生的热量越多。
(3) 为了完成探究目标，他按图 2 所示电路图($R_{0}$是添加的电阻)组装实验装置，操作正确。甲烧瓶外并联一个电阻$R_{0}$的目的是。通电一段时间后，发现乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明：在通电时间和电阻相同的情况下，，这个电阻产生的热量越多。
(4) 通过探究，我们知道了，电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不热的原因是。
【补充设问】
(5) 家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来使用，而连接处往往比别处更容易发热，会加速老化，甚至引起火灾，原因是通电时连接处的电阻比别处的电阻(选填“大”或“小”)。如果导线上这样的接头较多，会导致输送电能的效率变。

(1) 电阻
(2) 电阻越大
(3) 改变通过甲烧瓶中电阻丝的电流大小（或使通过甲、乙中电阻丝的电流不相等）；电流越大
(4) 电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多
(5) 大；低

(1) 图1中，R₁与R₂串联，电流I相同、通电时间t相同，电阻不同（R₁=2R₂），通过比较煤油升温（液面上升高度）探究热量与电阻的关系。
(2) 甲烧瓶对应R₁，液面上升更高，说明R₁产生的热量多；因I、t相同，故电阻越大，产生热量越多。
(3) 图2中，甲烧瓶内R₂与R₀并联后再与乙烧瓶的R₂串联，使通过甲中R₂的电流小于通过乙中R₂的电流（Iₐ ＜ Iᵦ），而两R₂阻值相同、通电时间相同; 目的是改变通过甲烧瓶中电阻丝的电流大小（或使通过甲、乙中电阻丝的电流不相等）；乙液面上升高，说明电流越大，产生热量越多.
(4) 电炉丝与导线串联，I、t相同，电炉丝电阻远大于导线电阻，由Q=I²Rt知，电阻大的产热多，故电炉丝热得发红而导线几乎不热。
(5) 导线连接处接触不良，电阻比别处大；由Q=I²Rt，相同电流下电阻大则发热多；多个接头使总电阻增大，线路损耗增大，输送电能效率变低。

1. 【物理观念】(2025·黄冈模拟)如图是生活中常见的三脚插头，其中插脚①比另两个插脚长一些。关于它的使用，下列说法正确的是()


A.为保证安全，所有的家用电器都应该使用三脚插头
B.该三脚插头插入插座时，插脚①与相线相连
C.该三脚插头插入插座时，用电器的金属外壳先接通保护线
D.可以把该三脚插头的插脚①拆掉后插入两孔插座使用

C

三脚插头中较长的插脚①为接地线（保护线）插脚，其设计目的是在插入插座时，先接通地线，拔出时后断开地线，从而保证用电器金属外壳始终优先接地，防止漏电时触电。
A选项错误：只有金属外壳的用电器（如洗衣机、电冰箱等）才需使用三脚插头，塑料外壳等双重绝缘电器可使用两脚插头；
B选项错误：插脚①连接的是保护地线（PE线），不是相线（火线）；
C选项正确：因插脚①较长，插入时最先接触插座中的地线端子，使金属外壳先接地，保障安全；
D选项错误：拆除接地插脚会失去接地保护，存在严重安全隐患，严禁这样做。

2. 【科学思维】(2024·武汉中考)如图所示的是某同学家部分家庭电路的示意图。电能表上标有“$220V$ $10(40)A$”的字样，他家正在使用的所有用电器总功率为$6kW$，其中电饭煲的功率为$1.5kW$，饭煮熟后，他将这个电饭煲插头从插座中拔出，再将功率为$1kW$的电热水壶插头接入插座中，其他用电器仍正常工作，闭合电热水壶上的开关，空气开关跳闸。空气开关跳闸的原因可能是()


A.照明灯的开关接在了中性线与灯泡之间
B.用电器的总功率过大
C.电热水壶的内部电路短路
D.接入电热水壶的插座短路

C

电能表标有“220V 10(40)A”，表示额定电压为220V，标定电流为10A，允许通过的最大电流为40A。家庭电路中用电器并联，总功率P总=UI最大=220V×40A=8800W=8.8kW。
原来所有用电器总功率为6kW，拔出1.5kW电饭煲后，剩余功率为6kW−1.5kW=4.5kW；接入1kW电热水壶后，总功率变为4.5kW+1kW=5.5kW＜8.8kW，未超过电能表允许的最大功率，故B选项错误。
空气开关跳闸的常见原因有两个：①总功率过大（过载）；②发生短路。本题中总功率未超限，排除过载可能，应为短路故障。
A选项：照明灯开关接在中性线与灯泡之间，属于接线错误，但不会导致空气开关跳闸，仅存在安全隐患（更换灯泡时可能触电），不符合题意。
D选项：若插座本身短路，则在插入电热水壶前就可能已跳闸，而题目明确是“闭合电热水壶上的开关”后跳闸，说明插座本身无短路，否则插入插头瞬间即跳闸。
C选项：电热水壶内部电路短路，当闭合其自身开关时，火线与零线直接连通，产生极大电流，导致空气开关跳闸，符合题意。