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4. ($★★★$)如图 13.3 - 7 所示,将两根电热丝$R_1和R_2$串联起来,接在某电源上,甲、乙为两根火柴。若$R_1 ＞ R_2$,则
甲
(填“甲”或“乙”)火柴先被点燃。通电$5\ min$,电路产生的总热量为$Q_1$。若将两根电热丝$R_1和R_2$并联接在同一电源上,通电相同时间电路产生的总热量为$Q_2$,则$Q_1$＜
(填“$＞$”“$＜$”或“$=$”) $Q_2$,这是因为当电压一定时,电阻越小
,电路产生的热量越多。答案
甲
$Q_1 ＜ Q_2$
小
$Q_1 ＜ Q_2$
小
解析
1. 串联时，电流相同，电阻大的发热多。由于 $R_1 ＞ R_2$，所以 $R_1$ 发热更多，甲火柴先被点燃。
2. 串联时总电阻 $R_{串} = R_1 + R_2$，并联时总电阻 $R_{并} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$。
3. 热量公式 $Q = \frac{U^2}{R} \cdot t$，当电压一定时，电阻越小，热量越多。
4. 并联时总电阻小于串联时总电阻，所以 $Q_2 ＞ Q_1$。
2. 串联时总电阻 $R_{串} = R_1 + R_2$，并联时总电阻 $R_{并} = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$。
3. 热量公式 $Q = \frac{U^2}{R} \cdot t$，当电压一定时，电阻越小，热量越多。
4. 并联时总电阻小于串联时总电阻，所以 $Q_2 ＞ Q_1$。
5. ($★★★$)(2024·宁夏)我国城乡一些老旧小区家庭供电线路线芯横截面积未达到《民用建筑电气设计标准》要求,需要对这部分电路进行改造。
(1)因为输电线有电阻,会有电能损耗,这主要是由于电流的
(2)改造的主要内容是把电线线芯换成更粗的,请用物理知识解释这样做的目的：
(1)因为输电线有电阻,会有电能损耗,这主要是由于电流的
热
效应引起的。(2)改造的主要内容是把电线线芯换成更粗的,请用物理知识解释这样做的目的：
在材料和长度相同时，导体横截面积越大，电阻越小。根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越小，电流产生的热量越少，从而减少电能损耗。
答案
(1)热
(2)在材料和长度相同时，导体横截面积越大，电阻越小。根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越小，电流产生的热量越少，从而减少电能损耗。
(2)在材料和长度相同时，导体横截面积越大，电阻越小。根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越小，电流产生的热量越少，从而减少电能损耗。
6. ($★★★$)用电压恒为$3\ V$的电源给一小电动机供电使其转动,已知小电动机线圈的电阻为$1\ \Omega$,$1\ min内小电动机消耗的电能为36\ J$,则通过小电动机的电流为
0.2
$A$,$1\ min$内小电动机线圈放出的热量为2.4
$J$,$1\ min$内输出的机械能为33.6
$J$。答案
0.2；2.4；33.6
解析
已知电源电压$U = 3\ V$，电动机线圈电阻$R = 1\ \Omega$，时间$t = 1\ min=60\ s$，消耗电能$W = 36\ J$。
1. 由$W=UIt$得，通过电动机的电流$I=\frac{W}{Ut}=\frac{36\ J}{3\ V×60\ s}=0.2\ A$。
2. 线圈放出的热量$Q=I^{2}Rt=(0.2\ A)^{2}×1\ \Omega×60\ s = 2.4\ J$。
3. 输出的机械能$W_{机械}=W - Q=36\ J - 2.4\ J = 33.6\ J$。
1. 由$W=UIt$得，通过电动机的电流$I=\frac{W}{Ut}=\frac{36\ J}{3\ V×60\ s}=0.2\ A$。
2. 线圈放出的热量$Q=I^{2}Rt=(0.2\ A)^{2}×1\ \Omega×60\ s = 2.4\ J$。
3. 输出的机械能$W_{机械}=W - Q=36\ J - 2.4\ J = 33.6\ J$。
7. ($★★★$)如图 13.3 - 8 所示是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量均相同的空气。
(1)实验是通过观察 U 形管两侧
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,是为了探究电流通过导体时产生的热量与
(3)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与
(1)实验是通过观察 U 形管两侧
液面高度差
来反映电流产生的热量。(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,是为了探究电流通过导体时产生的热量与
电阻
大小的关系。通电一段时间后,右
(填“左”或“右”)侧容器中产生的热量更多。(3)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与
电流
大小的关系,$R_1和R_2两段电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q_1 : Q_2 = $4:1
。答案
(1)液面高度差
(2)电阻；右
(3)电流；4:1
(2)电阻；右
(3)电流；4:1
