Question

小洋同學在用電爐燒水時發現，將兩個阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時，電阻小的電爐燒水要熱得快些，即在相同時間內電阻小的電爐產生的熱量多些．于是，小洋同學猜想：“電阻越小，發熱功率越大”．
而小惠同學在觀察電爐燒水時卻發現電爐絲熱得發紅，而與它相連的導線卻幾乎不發熱，于是小惠同學猜想“電阻越大，發熱功率越大”．
現有：鎳鉻合金做的電阻R₁和R₂，阻值分別為5Ω和10Ω；兩個相同的容器中裝有質量和初始溫度都相同的煤油；溫度計2支、滑動變阻器1個、電源1個、開關1個、導線若干．
（1）為了驗證小洋同學的猜想，請你用以上器材設計實驗，用筆畫線代替導線連接好圖甲所示的電路．
（2）下表是驗證小洋同學的猜想時得到的實驗數據：

加熱時間/min		8	16	24
R1所在容器中煤油的溫度/℃	20.0	23.1	26.3	29.2
R2所在容器中煤油的溫度/℃	20.0	21.6	23.2	24.7

從上述實驗數據分析發現：發熱功率與電阻的關系是______．
（3）電流產生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過比較______來比較電阻R₁、R₂產生熱量的多少，這種科學研究的方法叫______法．
（4）為驗證小惠同學的猜想，請在圖乙的方框中畫出實驗電路圖．
（5）通過上面的實驗請你評價兩位同學的猜想是否矛盾，并簡要說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）要驗證小洋的說法，兩電阻應并聯．
（2）在相同時間內，煤油溫度變化大，吸收熱量多，電阻發熱功率大；由表中數據知：在電壓相同的情況下，阻值較小電阻燒瓶內的煤油溫度變化快，說明電阻越小，發熱功率越大．
（3）通過比較相等質量的煤油溫度變化大小，間接比較電阻產生的熱量多少，這種方法叫轉化法．
（4）驗證小惠的猜想，電阻應串聯，讓電路元件組成串聯電路．
（5）根據實驗條件、實驗現象分析兩同學的結論．
解答：解：（1）兩電阻并聯，電路圖如圖所示．

（2）沒有溫度變化快慢反應了電阻發熱功率的大小，由表中數據，知：在電壓相同的情況下，阻值較小的電阻燒瓶內煤油溫度變化快，電阻發熱功率大．結論：在電壓相同的情況下，電阻越小，發熱功率越大．
（3）電流產生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過比較煤油溫度的變化大小來比較電阻R₁、R₂產生熱量的多少，這種科學研究的方法叫轉化法．
（4）兩電阻應串聯，電路圖如圖二所示．

（5）兩同學的猜想不矛盾，小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的，在電壓U相同的情況下，由P=知電阻越小功率越大；小惠的猜想是在電流相同的情況下得出的，在電流I相同的情況下，由P=I²R知電阻越大，功率越大．
故答案為：（1）電路圖如圖一所示．（2）在電壓相同時，電阻越小，發熱功率越大．
（3）煤油溫度變化大小；轉換．（4）電路圖如圖而所示．（5）兩同學的猜想不矛盾，小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的，在電壓U相同的情況下，由P=知電阻越小功率越大；小惠的猜想是在電流相同的情況下得出的，在電流I相同的情況下，由P=I²R知電阻越大，功率越大．
點評：1、應根據實驗目的、實驗條件，連接實物圖、設計電路圖時．
2、實驗條件不同，實驗現象、實驗結論也不同：在電壓U相同的情況下，由P=知電阻越小功率越大；在電流I相同的情況下，由P=I²R知電阻越大，功率越大．