Question

小明家的插座由于使用次數(shù)過多，造成與插頭接觸不良，使接觸處電阻變大．在使用這個(gè)插座時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)插頭處很熱，而與插頭相連的導(dǎo)線卻不怎么熱．他的猜想是：在這種情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．為了驗(yàn)證自己的猜想，他從實(shí)驗(yàn)室找來一段阻值較大的電阻絲R₁、一段阻值較小的電阻絲R₂、相同的燒瓶和溫度計(jì)各兩個(gè)、足夠多的煤油、新干電池和導(dǎo)線若干．進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．
（1）他在兩個(gè)燒瓶中裝入質(zhì)量和初溫都相同的煤油，按圖甲和乙組成兩個(gè)電路，保證通電時(shí)間相同，通過觀察

溫度計(jì)的示數(shù)

來比較電流產(chǎn)生熱量的大小．

（2）他發(fā)現(xiàn)電流通過及R₂產(chǎn)生的熱量多，這與他的猜想不一致，原因是什么？
（3）利用以上器材，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)電路，可以驗(yàn)證小明的猜想．請你在下面虛線框中畫出改進(jìn)后的電路圖．
（4）小明買來新的三孔插座，在更換插座時(shí)，他發(fā)現(xiàn)自己家的老式樓房里沒有安裝地線．小明認(rèn)為，零線在外就已經(jīng)和大地相連，把圖中A孔與B點(diǎn)連接起來，就可以將A孔接地了．如果按小明的想法連接，當(dāng)C點(diǎn)出現(xiàn)斷路時(shí)，將帶有金屬外殼的用電器接人插座后，帶來的安全隱患是

A

．（只有一個(gè)選項(xiàng)正確，將正確選項(xiàng)的序號填在橫線上）

A、用電器開關(guān)閉合時(shí)，外殼會(huì)帶電，人接觸外殼易觸電
B、用電器開關(guān)閉合時(shí)，會(huì)短路，造成電流過大，引起火災(zāi)
C、無論用電器開關(guān)是否閉合，外殼都會(huì)帶電，人接觸外殼易觸電
D、用電器外殼無法接地，當(dāng)用電器絕緣部分破損或潮濕時(shí)，外殼才帶電，人接觸外殼易觸電．

Answer 1

分析：（1）這里用了轉(zhuǎn)換法，電流做功產(chǎn)生的熱量被煤油吸收，通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映吸熱的多少．
（2）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，熱量與電流、電阻、通電時(shí)間都有關(guān)系，因此要探究熱量與電阻的關(guān)系，必須保證電流和通電時(shí)間相同．
（3）當(dāng)兩個(gè)不同的電阻串聯(lián)時(shí)，通過兩個(gè)電阻的電流相同．
（4）A插空接地，通過三孔插頭連接金屬用電器的外殼，金屬外殼如果漏電，地線把人體短路，不會(huì)發(fā)生觸電事故，若A孔與B點(diǎn)連接起來，當(dāng)零線斷時(shí)，人加在220V的電源上，會(huì)發(fā)生觸電事故．

解答：解：（1）由于兩個(gè)燒瓶中裝入質(zhì)量和初溫都相同的煤油，電流做的功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使煤油的溫度升高，所以可以通過溫度計(jì)的示數(shù)變化來比較電流產(chǎn)生熱量的大小．
（2）小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，甲乙兩個(gè)電路中電源是一樣的，但是由于電阻絲R₁、R₂的阻值不同，兩個(gè)電路中電流不一樣，因此熱量的多少不僅與電阻有關(guān)，也與電流有關(guān)，電阻大的電路電流小，產(chǎn)生的熱量反而少，因此實(shí)驗(yàn)不成功的原因是兩個(gè)電路中通過金屬絲的電流不相同．
（3）通過上面的分析可知，必須讓通過兩個(gè)電阻的電流相同，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以可以將兩個(gè)電阻串聯(lián)在一個(gè)電路中．電路圖如下．
（4）A孔與B點(diǎn)連接起來、零線斷時(shí)，若金屬外殼漏電，220V的電壓加在人身上，會(huì)發(fā)生觸電事故，故選A．
故答案是：（1）溫度計(jì)的示數(shù)（或溫度計(jì)示數(shù)的變化、溫度計(jì)示數(shù)變化的快慢、溫度計(jì)液柱的高低、煤油的溫度等）
（2）沒有使通過兩個(gè)電阻絲的電流相等（或猜想是在電流相等的條件下，而實(shí)際是在電壓相等的條件下等）
（3）如圖所示（任一幅圖均可）

（4）A．

點(diǎn)評：前3個(gè)問題考查了利用控制變量法進(jìn)行探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，正是由于沒有采用控制變量法，才出現(xiàn)了問題；第（4）問題考查了電流的熱效應(yīng)在家庭電路中造成的危害及防止危害的措施，增強(qiáng)學(xué)生安全用電意識．