Question

【題目】如圖所示，為探究電流通過導體時產生熱量的多少與什么因素有關的實驗裝置，R1、R2、R3為三段完全相同的電熱絲，R1、R2分別放在如圖所示的完全相同的透明密閉容器中，R3按照圖中連接方式接入電路，兩U形管中裝有適量的且帶有顏色的液體，透明密閉容器上端的氣孔與U形管相連，通過U形管中的液體將一定量的空氣封閉在透明密閉容器中，閉合開關前，兩U形管兩側的液面均相平，閉合開關S，觀察兩U形管中兩側的液面差的大小關系，就可以較兩容器中電熱絲產生熱量的多少。

（1）該實驗中用到的研究物理問題的方法是_____和轉換法。

（2）（多選）關于這個實驗，下列說法正確的是_____。

A．通過R1、R2的電流一定相同

B．該裝置此時電路的連接可以探究電流通過導體產生熱量的多少與電阻是否有關

C．若電路連接完好，各元件無故障，通電一段時間后，兩U形管中液面的高度差均不斷增大，則左側U型管中液面的高度差大于右側U型管中液面的高度差

D．若容器外面的電熱絲R3出現了斷路，則在通電一段時間后將觀察到兩U型管中液面的高度差均不斷增大，且它們的差值始終相同

Answer 1

【答案】控制變量法 CD

【解析】

（1）該實驗中用到的研究物理問題的方法是控制變量法和轉換法。

（2）A．由于兩個電阻并聯后與左邊的電阻串聯，根據并聯電路電流的規律，通過R1的電流大于R2的電流，A錯誤；

B．容器內兩電阻大小相同，通電時間相同，通過的電流不同，所以探究的是電流產生熱量跟電流的關系，故B錯誤。

C．由圖可知，實驗是探究電流通過電阻時產生的熱量與電流大小的關系，根據Q＝I2Rt判斷可知，在電阻、通電時間一定時，左邊的電流等于右邊兩個的電流的和，即左邊電流較大，左邊U形管產生熱量越多，故左邊U形管內液面的高度較高，故C正確；

D．當乙裝置中R3發生了斷路時，電路中只有R1和R2串聯，則在通電一段時間后根據焦耳定律Q＝I2Rt知產生的熱量增多，兩 U 型管中液面的高度差均不斷增大，因為電阻和電流都相同，產生的熱量相同，它們的差值始終相同，故D正確。