Question

【題目】如圖甲、乙是探究“電流產生的熱量與哪些因素有關”的裝置，四個相同的透明密閉容器中都有一段電阻絲，內有質量相等的空氣，U形管內裝有相同液體．
（1）通過觀察U形管中反映密閉容器中空氣溫度的變化．圖甲裝置可研究電流產生的熱量與的關系．
（2）圖乙其中一容器外部并上一個阻值相同的電阻，通電時間相同，發現c玻璃管內液面上升較高，這表明：在電阻和通電時間相同的情況下，通過導體的越大，產生的熱量越多．
（3）若圖乙中c、d兩玻璃管內液面上升高度相同，則故障可能是 ．
（4）若甲、乙兩次實驗的電源電壓及通電時間相同，則a、c兩電阻產生熱量較多的是
（5）小明家的電暖氣有高溫和低溫兩個檔位，為了節省電能又不至于太冷，常使用低溫檔，比使用高溫檔時接入電路中的總電阻要 ．

Answer 1

【答案】
（1）液面高度差；電阻
（2）電流
（3）e電阻開路
（4）c
（5）大
【解析】解：（1）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但空氣溫度的變化可以通過U形管液面高度差的變化來反映； 如圖甲，兩個電阻串聯在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，運用控制變量法，探究電流產生熱量跟電阻的關系；（2）乙裝置中，兩個5Ω的電阻并聯后再與一個5Ω的電阻串聯，根據串聯電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端電阻的電流相等，即I右=I左；兩個5Ω的電阻并聯，根據并聯電路的電流特點知I右=I1+I2 ， 兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I1=I2 ， 所以右邊容器中通過電阻的電流是左側通過電流的一半，由題可知，c玻璃管內液面上升較高，說明左邊容器中電阻產生的熱量多，溫度升得較快；
這表明：在相同時間內，電阻相同，電流越大，通過導體時產生的熱量越多；（3）若圖乙中c、d兩玻璃管內液面上升高度相同，則說明c、d兩玻璃管內電流產生熱量相同，由于c、d兩玻璃管里面的電阻相等，根據Q=I2Rt可知，通過電阻的電流相等，由于是c玻璃管的一個5Ω的電阻與d玻璃管兩個5Ω的電阻并聯后再串聯，則說明d玻璃管兩個并聯的電阻外面的電阻沒有電流通過，即e電阻開路；（4）甲裝置中電阻a與15Ω的電阻b串聯，則總電阻R甲=Ra+Rb=5Ω+15Ω=20Ω，
乙裝置5Ω的電阻c與5Ω的電阻d、e并聯后再串聯，則總電阻R乙=Rc+ Rd=5Ω+ ×5Ω=7.5Ω，
由于甲、乙兩次實驗的電源電壓相同，則根據歐姆定律可知：I甲＜I乙 ，
由于a、c兩電阻的阻值相等、通電時間相同，據Q=I2Rt可知：Qa＜Qc；（5）由于家庭電路的電壓一定，根據Q=W= t可知，為了節省電能，常使用低溫檔，低溫擋接入電路中的總電阻要大．
所以答案是：（1）液面高度；電阻；（2）電流；（3）e電阻開路；（4）c；（5）大．
【考點精析】本題主要考查了焦耳定律內容的相關知識點，需要掌握焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比才能正確解答此題．