Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲。

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲兩個(gè)容器的電阻絲接到電路中_______-。

（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察液面高度的變化來(lái)比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫_____。

（3）接好電路，閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，_____（填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度變化大，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流和通電時(shí)間均相同的情況下，_____越大，所產(chǎn)生的熱量越多。

（4）讓兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部將一個(gè)相同阻值的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)（如圖乙所示）．移走圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。此時(shí)通過(guò)兩容器中電阻的電流不同，在通電時(shí)間相同的情況下，觀察U形管中液面高度變化，由此得到的結(jié)論是_____

（5）如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時(shí)間用t表示，則Q＝_____。

Answer 1

【答案】 轉(zhuǎn)換法 右 電阻 在電阻和時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多 I2Rt

【解析】

（1）根據(jù)“在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，可確定是串聯(lián)電路，以根據(jù)電流流向法，從電源的正極出發(fā)依次連接電路元件，然后回到電源負(fù)極即可；

（2）電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映；

（3）由電路圖可知兩電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)它們的電流關(guān)系，據(jù)

比較兩電阻產(chǎn)生的熱量關(guān)系，密閉空氣吸收熱量后，體積不變，壓強(qiáng)變大，U形管內(nèi)兩液面的差值變大，據(jù)此進(jìn)行解答；

（4）探究電流產(chǎn)生熱量跟通電電流關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電阻不變；

（5）根據(jù)焦耳定律的公式分析。

（1）將滑動(dòng)變阻器，兩相同的透明容器中的U形管，開關(guān)，逐一順次連接即可，滑動(dòng)變阻的連線要注意一上一下，如下圖所示：

；

（2）電流產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測(cè)量，通過(guò)U形管內(nèi)液柱的高度差來(lái)反映，這種方法是初中物理常用的轉(zhuǎn)換法；

（3）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯(lián)時(shí)通過(guò)它們的電流相等；由

可知，在電路和通電時(shí)間相同時(shí)，右側(cè)電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側(cè)氣體膨脹更大所以B管中的液面較高；

（4）在乙裝置中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)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，B端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即 ，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知 ，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，，所以右邊容器中的通過(guò)電阻的電流是左側(cè)通過(guò)電流的一半，根據(jù)U型管液面的高度可知，電流越大，熱量越多；故結(jié)論為：在電阻和時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；

（5）由焦耳定律可知， 。

故答案為：(1). 見詳解。 (2). 轉(zhuǎn)換法 (3). 右 (4). 電阻 (5). 在電阻和時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多 (6). I2Rt