Question

【題目】小洋同學在用電爐燒水時發現，將兩個阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時，電阻小的電爐燒水要熱得快些，即在相同時間內電阻小的電爐產生的熱量多些．于是，小洋同學猜想“電阻越小，發熱功率越大”．而小惠同學在觀察電爐燒水時卻發現電爐絲熱得發紅，而與它相連的導線卻幾乎不發熱．于是，小惠同學猜想“電阻越大，發熱功率越大”．現有：鎳鉻合金絲做的電阻R1和R2 ， 阻值分別為5Ω和10Ω；兩個相同的容器中裝有質量和初始溫度都相同的煤油；溫度計2支、滑動變阻器1個，電源1個、開關1個、導線若干．

（1）為了驗證小洋同學的猜想，請利用以上器材設計實驗，用筆畫線代替導線連接好圖甲的電路．
（2）下表是驗證小洋同學的猜想時得到的實驗數據：

加熱時間/min	0	8	16	24
R1所在容器中煤油的溫度/℃	20.0	23.1	26.3	29.2
R2所在容器中煤油的溫度/℃	20.0	21.6	23.2	24.7

從上述實驗數據分析發現，發熱功率與電阻的關系是 ．
（3）電流產生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過比較 來比較電阻R1、R2產生熱量的多少，這種科學研究的方法叫 法．
（4）為驗證小惠同學的猜想，請在圖乙的方框中畫出實驗電路圖．
（5）通過上面的實驗請你評價兩位同學的猜想是否矛盾，并簡要說明理由．

Answer 1

【答案】
（1）

解：由題，兩個阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時，產生熱量與電阻關系，所以驗證時兩電阻并聯，實物連接如圖所示：

（2）在電壓相同時，電阻越小，發熱功率越大　
（3）煤油溫度變化大小�。晦D換　
（4）

解：兩電阻應串聯，電路圖如圖所示：

（5）

解：兩同學的猜想不矛盾，小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的，在電壓U相同的情況下，由P=知電阻越小功率越大；小惠的猜想是在電流相同的情況下得出的，在電流I相同的情況下，由P=I2R知電阻越大，功率越越大．

故答案為：（1）見上圖；（2）在電壓相同時，電阻越小，發熱功率越大；（3）煤油溫度變化大��；轉換．（4）見上圖；

（5）兩同學的猜想不矛盾，小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的，在電壓U相同的情況下，由P=知電阻越小功率越大；小惠的猜想是在電流相同的情況下得出的，在電流I相同的情況下，由P=I2R知電阻越大，功率越大．

【解析】（1）由題要驗證小洋的說法，兩電阻應并聯 ；
（2）在相同時間內，煤油溫度變化大，吸收熱量多，電阻發熱功率大；由表中數據知：在電壓相同的情況下，阻值較小電阻燒瓶內的煤油溫度變化快，說明電阻越小，發熱功率越大；
（3）通過比較相等質量的煤油溫度變化大小，間接比較電阻產生的熱量多少，這種方法叫轉換法；
（4）驗證小惠的猜想，電阻應串聯，讓電路元件組成串聯電路；
（5）根據實驗條件、實驗現象分析兩同學的結論。