15. 某物理兴趣小组选择阻值不变的电阻丝,来探究电流通过电阻丝产生的热量(简称电热)与通电时间、电流、电阻的关系。
(1)为探究电热与通电时间、电流的关系,在锥形瓶内装入适量煤油,设计电路如图(a)所示,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于
右
(左/右)端。

(a)
(b)
① 闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为$0.5\mathrm{A}$,通电$5\mathrm{min}$,温度计的示数升高了$5^{\circ}\mathrm{C}$。
② 保持滑动变阻器滑片P的位置不变,通电$10\mathrm{min}$,温度计的示数升高了$9^{\circ}\mathrm{C}$。对比步骤①②可得结论:
电流不变,电阻不变,通电时间越长,电热越大
。
③ 向
左
移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为$1\mathrm{A}$,通电$10\mathrm{min}$,温度计的示数升高了$33^{\circ}\mathrm{C}$。对比步骤③④可得结论:
电阻不变,通电时间不变,电流越大,电热越大
。
④ 该实验只能得到定性结论,主要原因是
不能准确测量出电阻丝放出多少热量
。
(2)为探究电热与电阻的关系,并测出标签污损的电阻丝$R_2$的阻值,在两个相同的锥形瓶内装入等量的煤油,设计如图(b)所示电路。开关闭合后,电压表有示数,但电流表无示数,电路故障可能是
$R_{2}$断路
。排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图(c)所示,则电压表示数为
8
$\mathrm{V}$,电流表示数为
0.5
$\mathrm{A}$,$R_2$阻值为
16
$\Omega$。一段时间后,观察到电阻丝
$R_{2}$
所在锥形瓶中的温度计示数升高得比较多。

(c)
(3)请分析“电炉工作时,电炉丝发热明显,而与电炉丝相连的导线发热不明显”:电炉丝的电流
等于
导线的电流,电炉丝的电阻
大于
导线的电阻。
答案:15 (1)右 ②电流不变,电阻不变,通电时间越长,电热越大 ③左 电阻不变,通电时间不变,电流越大,电热越大 ④不能准确测量出电阻丝放出多少热量 (2)$R_{2}$断路 8 0.5 16 $R_{2}$ (3)等于 大于