Question

【題目】小虎在探究“電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示，兩個透明容器中封閉著等量的空氣且和裝有液體的U型管相連。兩個密閉容器中都有一段電阻絲，右側容器的外部有一個電阻和容器內的電阻并聯，三個電阻的阻值均為5Ω。

(1)圖甲是探究在通電時間和______相同的情況下，導體產生的熱量與______大小是否有關的裝置；

(2)根據圖乙中電流表的示數，計算圖甲右側容器中的電阻在10s內產生的熱量是______ J；

(3)在實驗過程中，通過觀察U形管中液面高度的變化來比較______。若甲圖右側容器外的電阻遠遠大于容器中的電阻，兩個U形管中液面高度的變化相差______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】電阻 電流 0.5 電流通過電阻絲產生的熱量的多少或容器中空氣溫度的變化 變小

【解析】

(1)[1][2]右側容器的外部有一個電阻和容器內的電阻并聯，使得兩個電阻的總組值小于左側電阻的阻值，根據串聯電路分壓的特點，左右兩部分分得的電壓不同，導致通過閉容器中電阻絲的電流不同，所以圖甲是探究在通電時間和電阻相同的情況下，導體產生的熱量與電流大小是否有關的裝置。

(2)[3] 電流表接入電路中的量程，指針的讀數是0.2A，即干路電流0.2A。因為右邊是兩個完全相同的電阻并聯，所以通過閉容器中電阻絲的電流是0.1A。根據可得

(3)[4][5]根據電流的熱效應可知，密閉容器內的電阻絲將消耗的電能轉化為內能，消耗的電能越多，轉換為氣體的內能就越多，氣體的溫度就越高，使得氣體體積膨脹， U形管中液面高度發生變化。所以可以比較電流通過電阻絲產生的熱量的多少或容器中空氣溫度的變化。根據并聯電路電流與電阻成反比，若乙圖中容器外的電阻遠遠大于容器中的電阻，會使通過右側容器中電阻的電流遠遠大于通過容器外電阻的電流，這樣會使通過左、右兩容器中電阻的電流差變小，根據可知，兩個U形管中液面高度的變化相差會變小。