Question

14．如圖是探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣．

（1）實(shí)驗(yàn)中，用U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化．
（2）圖甲可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，通電一段時間后，右（填“左”或“右”）側(cè)容器中電阻產(chǎn)生的熱量多．
（3）圖乙可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，通電一段時間后，左（填“左”或“右”）側(cè)容器中電阻產(chǎn)生的熱量多．

Answer 1

分析 電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)，探究時運(yùn)用了控制變量法；
（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法；
（2）探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流不變；
（3）探究電流產(chǎn)生熱量跟通電電流關(guān)系時，控制通電時間和電阻不變．

解答 解：
（1）據(jù)試驗(yàn)裝置可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使得容器中的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致U型管中的液面會發(fā)生變化，故雖然熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U型管液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法；
（2）在甲裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過他們的電流I與通電時間t相同，探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；則右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，
（3）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(diǎn)可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個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電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；由焦耳定律Q=I²Rt可知，左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多．
故答案為：（1）U形管中液面高度；（2）電阻；右；（3）電流；左．

點(diǎn)評 此題主要考查的是學(xué)生對“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”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，同時考查了學(xué)生對焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．