Question

小明家的插座由于使用次數(shù)過多，造成與插頭接觸不良，使接觸處電阻變大．在使用這個插座時，小明發(fā)現(xiàn)插頭處很熱，而與插頭相連的導線卻不怎么熱．他的猜想是：在這種情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．為了驗證自己的猜想，他從實驗室找來一段阻值較大的電阻絲R₁、一段阻值較小的電阻絲R₂、相同的燒瓶和溫度計各兩個、足夠多的煤油、新干電池和導線若干．進行了實驗．
（1）他在兩個燒瓶中裝入質量和初溫都相同的煤油，按圖甲和乙組成兩個電路，保證通電時間相同，通過觀察

溫度計的示數(shù)

來比較電流產(chǎn)生熱量的大小．

（2）他發(fā)現(xiàn)電流通過及R₂產(chǎn)生的熱量多，這與他的猜想不一致，原因是什么？
（3）利用以上器材，改進實驗電路，可以驗證小明的猜想．請你在下面虛線框中畫出改進后的電路圖．
（4）小明買來新的三孔插座，在更換插座時，他發(fā)現(xiàn)自己家的老式樓房里沒有安裝地線．小明認為，零線在外就已經(jīng)和大地相連，把圖中A孔與B點連接起來，就可以將A孔接地了．如果按小明的想法連接，當C點出現(xiàn)斷路時，將帶有金屬外殼的用電器接人插座后，帶來的安全隱患是

A

．（只有一個選項正確，將正確選項的序號填在橫線上）

A、用電器開關閉合時，外殼會帶電，人接觸外殼易觸電
B、用電器開關閉合時，會短路，造成電流過大，引起火災
C、無論用電器開關是否閉合，外殼都會帶電，人接觸外殼易觸電
D、用電器外殼無法接地，當用電器絕緣部分破損或潮濕時，外殼才帶電，人接觸外殼易觸電．

Answer 1

分析：（1）這里用了轉換法，電流做功產(chǎn)生的熱量被煤油吸收，通過溫度計示數(shù)的變化來反映吸熱的多少．
（2）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，熱量與電流、電阻、通電時間都有關系，因此要探究熱量與電阻的關系，必須保證電流和通電時間相同．
（3）當兩個不同的電阻串聯(lián)時，通過兩個電阻的電流相同．
（4）A插空接地，通過三孔插頭連接金屬用電器的外殼，金屬外殼如果漏電，地線把人體短路，不會發(fā)生觸電事故，若A孔與B點連接起來，當零線斷時，人加在220V的電源上，會發(fā)生觸電事故．

解答：解：（1）由于兩個燒瓶中裝入質量和初溫都相同的煤油，電流做的功轉化為內能，使煤油的溫度升高，所以可以通過溫度計的示數(shù)變化來比較電流產(chǎn)生熱量的大�。�
（2）小明設計的實驗方案中，甲乙兩個電路中電源是一樣的，但是由于電阻絲R₁、R₂的阻值不同，兩個電路中電流不一樣，因此熱量的多少不僅與電阻有關，也與電流有關，電阻大的電路電流小，產(chǎn)生的熱量反而少，因此實驗不成功的原因是兩個電路中通過金屬絲的電流不相同．
（3）通過上面的分析可知，必須讓通過兩個電阻的電流相同，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以可以將兩個電阻串聯(lián)在一個電路中．電路圖如下．
（4）A孔與B點連接起來、零線斷時，若金屬外殼漏電，220V的電壓加在人身上，會發(fā)生觸電事故，故選A．
故答案是：（1）溫度計的示數(shù)（或溫度計示數(shù)的變化、溫度計示數(shù)變化的快慢、溫度計液柱的高低、煤油的溫度等）
（2）沒有使通過兩個電阻絲的電流相等（或猜想是在電流相等的條件下，而實際是在電壓相等的條件下等）
（3）如圖所示（任一幅圖均可）

（4）A．

點評：前3個問題考查了利用控制變量法進行探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系，正是由于沒有采用控制變量法，才出現(xiàn)了問題；第（4）問題考查了電流的熱效應在家庭電路中造成的危害及防止危害的措施，增強學生安全用電意識．