小新想探究“电流通过电阻产生的热量跟电阻大小关系”,如图所示的装置,完全相同的烧瓶中装有质量相等,初温相同的煤...
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小新想探究“电流通过电阻产生的热量跟电阻大小关系”,如图所示的装置,完全相同的烧瓶中装有质量相等,初温相同的煤油,R1=5Ω,R2=10Ω,先将电阻箱、电流表、装置*及可调电压电源等电路元件串联接入电路中,将电阻箱的阻值R调为5Ω.闭合开关,电流表的示数为0.3A,当温度计的示数40℃,通电时间为2min.接着装置乙替换装置*,将电阻箱的阻值R调为10Ω.闭合开关,电流表的示数为0.3A,当温度计的示数40℃,通电时间为5min.在此过程中,下列判断正确的( )
A.前后两次R1与R2产生的热量之比为1:4
B.第一次R1与R产生的热量之比为1:4
C.前后两次电路的总功率之比为1:1
D.本实验不能得出电阻产生的热量跟电阻的大小关系
【回答】
D【考点】焦耳定律的计算公式及其应用;电功率与电压、电流的关系.
【分析】(1)(2)根据Q=I2Rt可知,在电流、时间相同的情况下,产生的热量与电阻成正比;
(3)由公式P=UI可知:在电压相同时,功率与电流成正比;
(4)根据控制变量法分析哪些量是变化的,哪些量是不变的,据此得出结论.
【解答】解:
A、在电流、时间相同的情况下,根据Q=I2Rt可知,产生的热量与电阻成正比,电阻之比为R1:R2=5Ω:10Ω=1:2,故产生的热量之比为1:2,故A错误;
B、在电流、时间相同的情况下,根据Q=I2Rt可知,产生的热量与电阻成正比,R1:R=5Ω:5Ω=1:1;故产生的热量之比为1:1,故B错误;
C、由题意可知:第一次的电源电压为:U1=0.3A×10Ω=3V;第二次的电源电压为:U2=0.3A×20Ω=6V;电流相同,根据公式P=UI可知两次电路的总功率之比为1:2,故C错误;
D、在探究产生热量与电阻大小关系时,采用了控制变量法,控制电流相同、时间相同,所以能得出电阻产生的热量跟电阻的大小关系,故D错误.
故选:D
知识点:焦耳定律
题型:选择题
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