Question

【題目】在研究電流通過(guò)電熱絲產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將導(dǎo)線 A、B 分別接在電源兩端，密封在塑料盒中的電熱絲對(duì)盒中的空氣加熱。若電熱絲阻值保持不變，密封塑料盒吸熱及其體積的變化均可忽略不計(jì)，則可通過(guò) U 形管中液柱高度的變化，判斷盒中空氣被加熱的情況，從而可知電流通過(guò)電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。

實(shí)驗(yàn)中，他們?nèi)∷奶走@樣的裝置，其中只是電熱絲的阻值有所不同（均已標(biāo)在圖中），其它方面均完全相同，將它們組裝成如圖甲、乙所示的情景，其中各 U 形管兩側(cè)的液柱高度均相同，在乙圖右側(cè)塑料盒外又并聯(lián)了一個(gè)阻值為 5Ω的電熱絲，將導(dǎo)線 A、B 分別接在電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法中正確的是

A. 甲實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)電熱絲串聯(lián)只是為了控制通過(guò)兩個(gè)電熱絲的電流這一個(gè)變量相等

B. 乙實(shí)驗(yàn)是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

C. 甲實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后，左右兩側(cè)塑料盒內(nèi)空氣吸收的熱量之比為 1：2

D. 乙實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后，左右兩側(cè)塑料盒內(nèi)空氣吸收的熱量之比為 4：1

Answer 1

【答案】CD

【解析】

根據(jù)控制變量法分析甲乙實(shí)驗(yàn)中研究電流產(chǎn)生的熱量與哪個(gè)因素有關(guān)；
根據(jù)焦耳定律得到甲乙實(shí)驗(yàn)中左右兩側(cè)塑料盒內(nèi)空氣吸收的熱量之比。

A．甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲阻值不同，兩電阻串聯(lián)后，控制通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；

B．乙實(shí)驗(yàn)，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時(shí)間相同，但通過(guò)電阻的電流不同，所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；

C．甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián)，則通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右側(cè)電阻是左側(cè)電阻的2倍，產(chǎn)生的熱量也是左側(cè)的2倍，故左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1：2，故C正確；

D．乙實(shí)驗(yàn)，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時(shí)間相同，左側(cè)的電流是右側(cè)電流的2倍，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量是右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量的4倍，即左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為4：1，故D正確。

故選CD。