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(chǎn)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）請你用筆畫線代替導線，把圖甲兩個容器的電阻絲接到電路中_______-。

（2）實驗中通過觀察液面高度的變化來比較電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫_____。

（3）接好電路，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，此實驗現(xiàn)象表明，在電流和通電時間均相同的情況下，_____越大，所產(chǎn)生的熱量越多。

（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(nèi)的電阻并聯(lián)（如圖乙所示）．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_____

（5）如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時間用t表示，則Q＝_____。

Answer 1

【答案】 轉換法 右 電阻 在電阻和時間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多 I2Rt

【解析】

（1）根據(jù)“在電流和通電時間相同時，導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系”，可確定是串聯(lián)電路，以根據(jù)電流流向法，從電源的正極出發(fā)依次連接電路元件，然后回到電源負極即可；

（2）電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過液面高度差的變化來反映；

（3）由電路圖可知兩電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知通過它們的電流關系，據(jù)

比較兩電阻產(chǎn)生的熱量關系，密閉空氣吸收熱量后，體積不變，壓強變大，U形管內(nèi)兩液面的差值變大，據(jù)此進行解答；

（4）探究電流產(chǎn)生熱量跟通電電流關系時，控制通電時間和電阻不變；

（5）根據(jù)焦耳定律的公式分析。

（1）將滑動變阻器，兩相同的透明容器中的U形管，開關，逐一順次連接即可，滑動變阻的連線要注意一上一下，如下圖所示：

；

（2）電流產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測量，通過U形管內(nèi)液柱的高度差來反映，這種方法是初中物理常用的轉換法；

（3）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯(lián)時通過它們的電流相等；由

可知，在電路和通電時間相同時，右側電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側氣體膨脹更大所以B管中的液面較高；

（4）在乙裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，B端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即 ，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知 ，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側通過電流的一半，根據(jù)U型管液面的高度可知，電流越大，熱量越多；故結論為：在電阻和時間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；

（5）由焦耳定律可知， 。

故答案為：(1). 見詳解。 (2). 轉換法 (3). 右 (4). 電阻 (5). 在電阻和時間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多 (6). I2Rt