Question

18．如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，通電1秒后（兩容器都不向外放熱），下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 該實(shí)驗(yàn)裝置只能探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系
• B． 將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
• C． 左邊容器中空氣溫度的變化量是右邊容器中空氣溫度變化量的四倍
• D． 該實(shí)驗(yàn)裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來(lái)反映電阻絲放出熱量的多少

Answer 1

分析 電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)．
（1）探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電流不變；
（2）探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時(shí)間關(guān)系時(shí)，控制電流和電阻不變；
（3）探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小和電阻大小關(guān)系時(shí)運(yùn)用了控制變量法；
（4）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想．

解答 解：（1）裝置中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I_右=I₁+I₂，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I₁=I₂，所以右邊容器中的通過(guò)電阻的電流是左側(cè)通過(guò)電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，也可以探究電流產(chǎn)生的熱量與時(shí)間的關(guān)系；
由Q=I²Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量是右邊容器中產(chǎn)生熱量的四倍，根據(jù)Q=cm△t知，溫度變化量是四倍，故A錯(cuò)誤，C正確；
（2）將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，左右兩端的電阻和電流都不同，沒(méi)有控制好變量，所以不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；
（3）該實(shí)驗(yàn)裝置是利用U型管中空氣的熱脹冷縮來(lái)反映熱的多少，雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過(guò)U型管液面高度差的變化來(lái)反映，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)的”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．