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9.（科学思维 科学推理）如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器中均放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻$ R_1 = R_3, R_2 = R_4, R_2 = 1.5R_1 $，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、丙、乙、甲
C.丙、丁、乙、甲
D.甲、乙、丁、丙
C
）。A.甲、乙、丙、丁
B.丁、丙、乙、甲
C.丙、丁、乙、甲
D.甲、乙、丁、丙
答案
C 【点拨】左图中,$R_1$与$R_2$串联,根据串联电路特点和$Q=I^2Rt$可知,在电流和通电时间相同的情况下,电阻大的产生的热量多,因为$R_2=1.5R_1$,所以$Q_2＞Q_1$;右图中,$R_3$与$R_4$并联,根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形$Q=\frac{U^2}{R}t$可知,在电压和通电时间相同的情况下,电阻小的产生的热量多,因为$R_4＞R_3$,所以$Q_3＞Q_4$;由串联和并联电路电压特点可知,$R_2$两端的电压小于$R_4$两端的电压,由于$R_2=R_4$,由$Q=\frac{U^2}{R}t$可知,$Q_4＞Q_2$,综上可知,这四个电阻产生的热量关系是$Q_3＞Q_4＞Q_2＞Q_1$,即四个容器中的水温从高到低的顺序是丙、丁、乙、甲。故选C。
10. [无锡中考] 一种简易的泡沫塑料切割装置电路如图所示，电源电压为6 V，用以切割的金属电热丝R的阻值为1 Ω，闭合开关S后，电路中的电流为
6
A，10 s内电热丝R产生的热量为360
J，若要减小电热丝R的发热功率，请写出一种合理做法：可以降低电源电压(合理即可)
。答案
6;360;可以降低电源电压(合理即可) 【点拨】电路中的电流$I=\frac{U}{R}=\frac{6\ \mathrm{V}}{1\ \Omega}=6\ \mathrm{A}$。10 s内电热丝R产生的热量$Q=I^2Rt=(6\ \mathrm{A})^2×1\ \Omega×10\ \mathrm{s}=360\ \mathrm{J}$。根据$P=\frac{U^2}{R}$可知,若想减小电热丝R的发热功率,可以降低电源电压或增大电热丝R的阻值。
11. 某兴趣小组利用图中装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10 Ω和20 Ω的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的示数为I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为$\Delta h_1$、$\Delta h_2$。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表
的示数为$2I$，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为$\Delta h_3$、$\Delta h_4$，实验数据如表。
(1)本实验通过设计串联电路来探究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？
(2)小德认为：只要选择“$\Delta h_1$、$\Delta h_2$、$\Delta h_3$、$\Delta h_4$”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：
①将阻值为10 Ω和20 Ω的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的示数为I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为$\Delta h_1$、$\Delta h_2$。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表
的示数为$2I$，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为$\Delta h_3$、$\Delta h_4$，实验数据如表。
(1)本实验通过设计串联电路来探究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？
电流和通电时间
。(2)小德认为：只要选择“$\Delta h_1$、$\Delta h_2$、$\Delta h_3$、$\Delta h_4$”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：
$\Delta h_3＞\Delta h_2$
。答案
(1)电流和通电时间 (2)$\Delta h_3＞\Delta h_2$
【点拨】(1)串联电路各处电流相等,A、B两个盛满煤油的烧瓶中电阻的阻值不同,本实验通过设计串联电路来探究电阻对电流产生热量的影响,可以控制电流和通电时间相同。(2)当通过A、B烧瓶中电阻的电流相同且为I时,使阻值变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化高度$\Delta h_2$可得吸收热量的变化;由烧瓶中同一电阻两次实验的数据可知,电阻相同,使通过的电流变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化高度$\Delta h_3$可得吸收热量的变化;电流和电阻都变为原来的2倍,根据$Q=I^2Rt$可得出$\Delta h_3＞\Delta h_2$,则可得“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”。
【点拨】(1)串联电路各处电流相等,A、B两个盛满煤油的烧瓶中电阻的阻值不同,本实验通过设计串联电路来探究电阻对电流产生热量的影响,可以控制电流和通电时间相同。(2)当通过A、B烧瓶中电阻的电流相同且为I时,使阻值变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化高度$\Delta h_2$可得吸收热量的变化;由烧瓶中同一电阻两次实验的数据可知,电阻相同,使通过的电流变为原来的2倍,观察玻璃管内液面的变化高度$\Delta h_3$可得吸收热量的变化;电流和电阻都变为原来的2倍,根据$Q=I^2Rt$可得出$\Delta h_3＞\Delta h_2$,则可得“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”。
12. (新考法 创新装置) 小龙创新设计用如图甲所示的电路探究影响电流热效应的因素，把热熔胶棒(吸热会熔化)竖直压在两根阻值不同，但长度和直径均相同的电阻丝上，$R_1$ 和 $R_2$ 的阻值之比为 $3:2$(夹持仪器未画出)。用刻度尺测量两根热熔胶棒下降的高度，分别记为 $L_1$ 和 $L_2$，来比较电阻丝产生热量的多少。
(1)若电阻丝放出的热量全部被热熔胶棒吸收，则 $L_1:L_2=$ 。
(2)小龙继续延长通电时间，获得多组数据，并画出$L(L_1、L_2$之和)随通电时间的变化情况，得到如图乙所示的图像。请解释在 $t_0$ 时间后曲线 $L$ 增速变缓的可能原因：
。
(1)若电阻丝放出的热量全部被热熔胶棒吸收，则 $L_1:L_2=$ 。
(2)小龙继续延长通电时间，获得多组数据，并画出$L(L_1、L_2$之和)随通电时间的变化情况，得到如图乙所示的图像。请解释在 $t_0$ 时间后曲线 $L$ 增速变缓的可能原因：
。
答案
(1)$3:2$
(2)热熔胶棒熔化后形成的液体会逐渐包裹住电阻丝,所以一段时间后电阻丝产生的热量一部分会被其他方向的液体吸收,所以上方的热熔胶棒熔化速度减慢,则在$t_0$时间后曲线L增速变缓(答案合理即可)
(2)热熔胶棒熔化后形成的液体会逐渐包裹住电阻丝,所以一段时间后电阻丝产生的热量一部分会被其他方向的液体吸收,所以上方的热熔胶棒熔化速度减慢,则在$t_0$时间后曲线L增速变缓(答案合理即可)
