Question

4．小明在用電爐燒水時發現電爐絲熱得發紅，而與它相連的導線卻幾乎不發熱．小明猜想電阻大的，發熱功率大．而小亮在用電爐燒水時觀察到：將兩個電阻不同的電爐分別接到家庭電路中時，電阻小的電爐發熱快些，相同時間內產生的熱量多些．小亮猜想電阻小的，發熱功率大．小明與小亮觀察到的現象似乎有矛盾，這是怎么回事？請分析說明．

Answer 1

分析 當兩電阻串聯時，通過的電流相等，由焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同時間內，電阻大的產生的熱量多；
當兩電阻并聯時，兩端的電壓相等，由Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}t$可知，在相同時間內，電阻小的產生的熱量多；
據此分析回答．

解答 答：
小明與小亮觀察到的現象并不矛盾．
（1）使用電爐時，電爐絲與導線是串聯的，通過的電流相等，由于電爐絲的電阻大，根據Q=I²Rt，在相同時間內，電爐絲產生的熱量多；電阻大的電爐絲發熱功率大．
（2）將兩個電阻不同的電爐分別接到家庭電路中時，兩根電爐絲并聯，兩端的電壓相等，根據Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}t$，在相同時間內，電阻小的產生的熱量多，即電阻小的電爐絲發熱功率大．

點評 本題考查了焦耳定律和串并聯電路特點的應用，知道電爐絲和相連接的導線為串聯、兩電爐絲是并聯是本題的關鍵．