而小惠同学在观察电炉烧水时却发现电炉丝热得发红,而与它相连的导线却几乎不发热,于是小惠同学猜想“电阻越大,发热功率越大”。
现有:镍铬合金做的电阻R1和R2,阻值分别为5Ω和10Ω;两个相同的容器中装有质量和初始温度都相同的煤油;温度计2支、滑动变阻器1个、电源1个、开关1个、导线若干。
(1)为了验证小洋同学的猜想,请你用以上器材设计实验,用笔画线代替导线连接好图甲所示的电路。
(2)下表是验证小洋同学的猜想时得到的实验数据:
加热时间/min 0 8 16 24 R1所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 23.1 26.3 29.2 R2所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7 从上述实验数据分析发现:发热功率与电阻的关系是________________。
(3)电流产生热量的多少不易直接测量,因此,在这个实验中是通过比较____________来比较电阻R1、R2产生热量的多少,这种科学研究的方法叫_________法。
(4)为验证小惠同学的猜想,请在图乙的方框中画出实验电路图。
(5)通过上面的实验请你评价两位同学的猜想是否矛盾,并简要
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温度计 - + 煤油 镍铬合金丝R1 镍铬合金丝R2
说明理由。
甲
乙
答案:(1)如图所示
温度计 - + 煤油 镍铬合金丝R1 镍铬合金丝R2 (2)在电压相等的条件下,电阻越小,发热功率越大 (3)煤油温度升高的多少(或温度计示数变化) 转换法(或间接测量法) (4)如图所示
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R1 R2 (5)不矛盾 在电流相等的条件下,电阻越大,发热功率越大;在电压相等的条件下,电阻越小,发热功率越大。
3.一个额定电压为6V的电加热器,它的电阻丝烧断了,小丽准备寻找合适的导线材料替换烧断的电阻丝,以修复这个加热器。她用如图所示电路进行探究,把导线A挂在蜡笔上,下面吊着100g砝码,闭合开关,使之发热并熔化蜡,记录下熔断蜡笔的时间,依次更换导线B、C、D进行实验。实验时导线长度基本相同,电流大小基本不变,数据记录如下表。
+ - 电池 蜡笔 S 电阻R0 桌子 鳄鱼夹 绳子 100g砝码 序号 导线直径/mm 导线材料 熔断蜡笔时间/s A B
2 1 铜线 铜线 11
28 8 C D 2 2 铁线 镍铬合金线 22 4 回答下列问题:
(1)上述实验电路中电阻R0的作用是_______;
(2)据表分析,本实验中导线发热能力与导线的________有关;
(3)若想选择发热效率高的导线作为替换的电阻丝,应选择_______(选填序号)。
答案:(1)保护电路(或保护电源、防止电路短路等合理答案也给分)
(2)直径(粗细、横截面积);材料;电阻(写出一点即可) (3)D
4.如图为物理兴趣小组自制的甲乙两个电热锯,当有电流通过电阻丝ab或cd时,电热丝就能切割塑料泡沫。请根据所学物理知识回答以下问题:
(1)电热锯能切割塑料泡沫应用了什么物理知识?
(2)分别用甲乙两个电热锯切割相同的塑料泡沫,哪一个切割更容易?为什么?(电源电压不变,电阻丝的材料和横截面积一定)
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