Question

【題目】某學習小組在老師的指導下，探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關。他們用的實驗器材如圖所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U 形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。

（1）透明容器中密封一定量的空氣的優點是_______________；實驗中通過觀察U型管液面高度的變化，可以比較電流通過導體產生熱量的多少，這種方法叫______________。

（2）圖甲中將兩段阻值不同的電阻絲_________ （填電路連接方式），是為了研究電流產生的熱量與________的大小的關系，這種研究方法叫_____________法。

（3）將圖甲閉合開關，通電一段時間后，_______ （填“左”或“右”）側U形管中液面高度變化大； 通電一段時間后，若發現圖甲中的U 型管的液面高度幾乎不變，出現該現象的原因可能是________。

（4）讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內的電阻并聯（如圖乙所示），圖乙中右側盒外連接的5Ω電阻，它的作用是 _________ ．移走圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個實驗。此時通過兩容器中電阻的電流不同，在通電時間相同的情況下，觀察U 形管中液面高度變化，由此得到的結論是______。

Answer 1

【答案】空氣受熱容易膨脹，便于實驗觀察 轉換法 串聯 電阻 控制變量 右 空氣盒氣密性不好 分流 在電阻和時間相同的情況下，電流越大，產生的熱量越多

【解析】

探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素，甲圖中兩容器中接入電路中的阻值不同，探究的是導體產生熱量與電阻大小的關系的裝置；乙圖中兩容器中接入的阻值相同，但右側容器內的電阻并聯了一個與之相等大小的電阻，它起到了分流的作用，是探究導體發出熱量與電流關系的裝置；

（1）透明容器中密封一定量的空氣的優點是空氣很容易受熱膨脹，便于實驗觀察；通過觀察U型管液面高度的變化，可以比較電流通過導體產生熱量的多少運用了轉換法的思想，將不易直接觀察的熱量轉化為U型管液面高度的變化；

（2）圖甲中，串聯在一起的兩個電阻大小不相等，因為他們串聯，所以流經他們的電流相同，可以探究相同時間內，產生的熱量與電阻大小的關系，體現了控制變量法的思想；

（3）根據焦耳定律可知，Q=I2Rt，相同時間內，電阻越大產生的熱量越多，所以U型管右側的高度變化大；若通電一段時間后，若發現圖甲中的U 型管的液面高度幾乎不變，可能的原因是空氣盒氣密性不好，所以電阻絲所在容器內的大氣壓強始終不變。

（4）讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內的電阻并聯（如圖乙所示），圖乙中右側盒外連接的5Ω電阻，干路電流被外接的5Ω電阻分流一部分，所以電阻大小相同時，右側容器內電阻的電流較小，產生的熱量較小，液面變化也就較小，所以在電阻和時間相同的情況下，電流越大，產生的熱量越多