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】液面高度 電阻 電流 e 電阻開路 c 大

【解析】

（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，這種研究方法叫轉換法；電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關，探究電流產生熱量跟電阻關系時，控制通電時間和電流不變；（2）探究電流產生熱量跟通電時間關系時，控制電流和電阻不變；（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即可判斷；（4）由于a、c兩電阻電阻相等，根據甲乙圖中的電阻連接方式和歐姆定律得出a、c電阻的電流大小，然后根據Q＝I2Rt即可判斷；

（5）由于家庭電路的電壓一定，根據Q＝W＝t即可判斷．

(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。