Question

在探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系時，將記錄的實驗數據通過整理作出了如圖所示的圖象，根據圖象回答下列問題：
（1）導體a、導體b哪一個電阻大？，并說明理由．
（2）把這兩個導體串聯接入電路，哪一個導體電功率大？并說明理由．
（3）把這兩個導體并聯后接到電壓為2V的電源上，電路1min消耗的電能是多少？

Answer 1

解：（1）導體b的電阻大．從圖象中可以得出，兩導體兩端電壓相等的情況下，通過導體b的電流較小，由公式R=可知導體b的電阻大；
（2）導體b的電功率大；
串聯時通過兩導體的電流相等，由圖象可知此時導體b兩端的電壓較大，由公式P=UI可知導體b的電功率較大（或根據P=I²R，電流相等，b的電阻大于a的電阻，所以b的電功率大于a的電功率）；
（3）從圖象中可知，U=2V時，I_a=0.4A，I_b=0.2A，
電路中的總電流為：
I=I_a+I_b=0.4A+0.2A=0.6A
一分鐘電路消耗的電功為：
W=UIt=6V×0.6A×60s=72J
或a、b導體的功率分別為：
P_a=U_aI_a=2V×0.4A=0.8W P_b=U_bI_b=2V×0.2A=0.4W
電路消耗的總功率等于各用電器消耗的功率之和：
P=P_a+P_b=1.2W
一分鐘電路消耗的電功為：
W=Pt=1.2W×60s=72J．
答：（1）b的電阻大；因為電壓相同，b的電流小；
（2）b的電功率大；根據P=I²R，串聯電流相等，b的電阻大，所以電功率大；
（3）電路1min消耗的電能是72J．
分析：（1）根據圖象，利用控制變量法進行分析，根據電壓相等比較電流或根據電流相等比較電壓的大小，結合R=得出電阻的大小關系；
（2）在判斷電功率大小時，要根據電流相等進行分析，根據公式P=UI=I²R進行判斷；
（3）根據圖象，分析出電壓為2V時，通過兩電阻的電流，根據公式W=Pt計算消耗的電能，注意單位的換算．
點評：此題考查了電功率及電功的計算，關鍵是根據圖象判斷出a、b導體電阻的大小，并能從圖象中獲取有用的相關信息，注意控制變量法的應用．