Question

11．如圖所示是“探究電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．（甲、乙、丙是完全相同的密閉容器，內(nèi)裝有等量紅墨水，閉合開關(guān)前，甲、乙、丙三個(gè)容器內(nèi)三根玻璃管液面相平）
（1）電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，在實(shí)驗(yàn)中是通過觀察玻璃管中液面的高度來比較甲、乙、丙容器內(nèi)空氣溫度的變化；
（2）在通電時(shí)間相同的情況下，通過對比觀察甲和乙容器中的玻璃管液面變化情況來探究電流產(chǎn)生的熱量Q與電阻R的關(guān)系，得出的結(jié)論是在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（3）在通電時(shí)間相同的情況下，通過對比觀察乙和丙容器中的玻璃管液面變化情況來探究電流產(chǎn)生的熱量Q與電流I的關(guān)系，得出的結(jié)論是在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
（4）請根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論簡要解釋“電爐工作時(shí)，電爐絲發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱”：電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時(shí)間相等，電爐絲的電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，而導(dǎo)線的電阻極小，所以幾乎不發(fā)熱．

Answer 1

分析 （1）電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過液面高度的變化來反映，用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫轉(zhuǎn)換法．
（2）分析甲和乙兩容器中的電阻絲的連接方式（串聯(lián)），甲的電阻大于乙的電阻，在通電時(shí)間相同的情況下，得出結(jié)論；
（3）分析乙和丙兩容器中的電阻絲的連接方式（并聯(lián)），通過的電流不同，在通電時(shí)間相同的情況下，得出結(jié)論；
（4）根據(jù)焦耳定律公式Q=I²Rt進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量越多，溫度越高，液體膨脹程度越大，玻璃管內(nèi)液面越高，本實(shí)驗(yàn)是通過觀察玻璃管中液面的高度來比較甲、乙、丙容器內(nèi)空氣溫度的變化；
（2）甲和乙兩容器中的電阻絲串聯(lián)，通過的電流相同，甲的電阻大于乙的電阻，在通電時(shí)間相同的情況下，甲容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，由此得出結(jié)論：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
（3）甲和乙串聯(lián)，再與丙的電阻絲并聯(lián)，通過的乙的電流小于通過丙的電流，乙的電阻等于丙的電阻，在通電時(shí)間相同的情況下，丙容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，由此得出結(jié)論：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（4）電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時(shí)間相等，根據(jù)Q=I²Rt，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的電阻，所以在相同的時(shí)間內(nèi)，電爐絲產(chǎn)生的熱量較多，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱．
故答案為：
（1）高度；
（2）甲；乙；在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（3）乙；丙；在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（4）電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時(shí)間相等，電爐絲的電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，而導(dǎo)線的電阻極小，所以幾乎不發(fā)熱．

點(diǎn)評 掌握電流產(chǎn)生熱量多少的影響因素，利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究電流產(chǎn)生熱量多少和各影響因素之間的關(guān)系，不僅要掌握焦耳定律，而且要學(xué)會(huì)根據(jù)其解釋有關(guān)現(xiàn)象．