Question

小紅和小華在做研究電流產生的熱量跟哪些因素有關的實驗時，分別采用了圖A和圖B兩種電路進行研究．圖A和圖B兩組實驗器材完全相同；每組器材中的兩個燒杯完全相同，都裝滿了煤油，瓶中各放一根電阻絲，且都有R_甲＞R_乙．兩人做實驗時的通電時間相同，電路連接及操作均正確，但卻得到了相反的結論；“圖A中，甲瓶中煤油上升得高，表明電阻越大產生的熱量越多”；“圖B中，乙瓶中煤油上升得高，表明電阻越小產生的熱量越多”．于是他們去找老師，老師告訴他們…
（1）焦耳定律的計算公式是 ________．
（2）在虛框內畫出小華實驗（圖B）的電路圖．
（3）他們有沒有誰錯了？你想老師會怎樣分析他們的實驗結論？

Answer 1

解：（1）焦耳定律的計算公式是Q=I²Rt；
（2）小華實驗的電路圖如右圖所示；
（3）小紅和小華都正確．
小紅研究串聯(lián)電路中電流產生的熱量與電阻的關系（電流相等），結論：串聯(lián)電路中電流產生的熱量與電阻大小成正比；
小華研究并聯(lián)電路中電流產生的熱量與電阻的關系（電壓相等），結論：并聯(lián)電路中電流產生的熱量與電阻大小成反比．
答：（1）焦耳定律的計算公式是Q=I²Rt；
（2）小華實驗的電路圖如圖所示；
（3）兩人電路的連接方式不同，串聯(lián)電路中電流產生的熱量與電阻大小成正比，并聯(lián)電路中電流產生的熱量與電阻大小成反比．
分析：（1）由焦耳定律內容寫出公式；
（2）分析實物圖，兩電阻并聯(lián)，再與滑動變阻器、開關和電源串聯(lián)，畫出電路圖；
（3）該實驗是研究串聯(lián)電路（A圖）和并聯(lián)電路（B圖）中電流產生的熱量與電阻的關系：串聯(lián)電路中熱量與電阻大小成正比，并聯(lián)電路中熱量與電阻大小成反比．
點評：本題考查了學生對焦耳定律公式及推導公式的掌握和運用，涉及到控制變量法及實驗結論的表述，屬于難題．