Question

如图是研究电流热效应的实验装置图．两个相同的烧瓶中均装入0.1kg的煤油，烧瓶A中电阻丝的阻值为4Ω，烧瓶B中的电阻丝标

Answer 1

解题思路：（1）知道煤油的质量、煤油温度的升高值、煤油的比热容，利用吸热公式求烧瓶A中煤油吸收的热量；（2）由题知，两烧瓶中煤油的质量相等，升高温度的大小关系，根据吸热公式得出吸收热量的关系，而电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，再根据焦耳定律Q=I2Rt分析得出两电阻的大小关系；（3）求出了烧瓶A中煤油吸收的热量，利用焦耳定律求出此时电路中的电流，两电阻阻值以求出，根据串联电路的欧姆定律求出总电压（电源电压），在根据P=UI求总功率．

（1）烧瓶A中煤油吸收的热量：

Q_A=cm△t_A

=2.1×10³J/（kg•℃）×0.1kg×（24℃-20℃）=840J；

（2）∵两烧瓶中煤油的质量m_A=m_B、△t_B=[1/2]△t_A，

∴烧瓶B中煤油吸收的热量：

Q_B=[1/2]Q_A=[1/2]×840J=420J；

∵Q=I²Rt，两电阻丝R_A、R_B串联，

∴R_B=[1/2]R_A=[1/2]×4Ω=2Ω；

（3）由Q_A=I²R_At得电路中的电流：

I=

QA

RAt=

840J

4Ω×210s=1A，

电源电压：

U=I（R_A+R_B）=1A×（4Ω+2Ω）V=6V．

电路消耗的总功率：

P=UI=6V×1A=6W．

答：（1）在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量为840J；

（2）烧瓶B中电阻丝的阻值2Ω；

（3）电源的电压为6V，电路消耗的总功率6W．

点评：

本题考点： 电功与热量的综合计算；热量的计算；电阻的串联；电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用．

考点点评： 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、欧姆定律、电功率公式、焦耳定律公式的掌握和运用，是一道电学与热学的综合应用题，属于难题．