Question

【題目】如圖是研究電流熱效應的實驗裝置圖．兩個相同的燒瓶中均裝入0.1kg的煤油，燒瓶A中電阻絲的阻值為4Ω，燒瓶B中的電阻絲標識已看不清楚．當閉合開關，經過210s的時間，燒瓶A中的煤油溫度由20℃升高到24℃，燒瓶B中的煤油溫度由20℃升高到22℃．假設電阻絲產生的熱量全部被煤油吸收，電阻絲的阻值不隨溫度變化，電源電壓保持不變，已知煤油的比熱容c=2.1×103J/（kg℃）．求：
（1）在此過程中燒瓶A中煤油吸收的熱量；
（2）燒瓶B中電阻絲的阻值；
（3）電源的電壓及電路消耗的總功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：燒瓶A中煤油吸收的熱量：

QA=cm△tA

=2.1×103J/（kg℃）×0.1kg×（24℃﹣20℃）=840J

（2）解：∵兩燒瓶中煤油的質量mA=mB、△tB= △tA，

∴燒瓶B中煤油吸收的熱量：

QB= QA= ×840J=420J；

∵Q=I2Rt，兩電阻絲RA、RB串聯，

∴RB= RA= ×4Ω=2Ω

（3）解：由QA=I2RAt得電路中的電流：

I= = =1A，

電源電壓：

U=I（RA+RB）=1A×（4Ω+2Ω）V=6V．

電路消耗的總功率：

P=UI=6V×1A=6W

【解析】（1）知道煤油的質量、煤油溫度的升高值、煤油的比熱容，利用吸熱公式求燒瓶A中煤油吸收的熱量；（2）由題知，兩燒瓶中煤油的質量相等，升高溫度的大小關系，根據吸熱公式得出吸收熱量的關系，而電阻絲產生的熱量全部被煤油吸收，再根據焦耳定律Q=I2Rt分析得出兩電阻的大小關系；（3）求出了燒瓶A中煤油吸收的熱量，利用焦耳定律求出此時電路中的電流，兩電阻阻值以求出，根據串聯電路的歐姆定律求出總電壓（電源電壓），在根據P=UI求總功率．
【考點精析】本題主要考查了熱量的計算和電阻的串聯的相關知識點，需要掌握熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；電阻的串聯有以下幾個特點：（指R1，R2串聯） 1、電流：I=I1=I2（串聯電路中各處的電流相等） 2、電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） 3、 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個阻值相同的電阻串聯，則有R總=nR 4、分壓作用：U1:U2=R1:R2才能正確解答此題．