Question

16．如圖甲、乙所示裝置是研究“電熱與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，兩個透明容器中密封著等量的空氣．U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，進(jìn)而反映電流產(chǎn)生熱量的多少．

（1）甲圖探究的是電熱與電阻大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．通電一段時間后，比較兩個U型管中液面高度的變化，通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流所產(chǎn)生的熱量就越多．
（2）乙圖中兩個封閉容器中的電阻大小都是5Ω，通過它們的電流不相等（選填“相等”或“不相等”），通電一段時間后，比較兩個U型管中液面高度的變化，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在電阻和通電時間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多．

Answer 1

分析 電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)．
（1）探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流不變；
（2）探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時間關(guān)系時，控制電流和電阻不變；
（3）探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小和電阻大小關(guān)系時運(yùn)用了控制變量法；
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想．

解答 解：（1）將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過它們的電流I與通電時間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻，右邊容器中的U型管液面高度差較大，故右邊的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，這表明：在相同時間內(nèi)，電流相同的情況下，電阻越大，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多；
（2）裝置中一個5Ω的電阻與兩個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，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I_右=I₁+I₂，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I₁=I₂，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，據(jù)圖可知，左邊容器中的U型管液面高度差大，故左邊電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快；這表明：在相同時間內(nèi)，電阻相同，電流越大，通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多；
故答案為：（1）電阻大��；在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流所產(chǎn)生的熱量就越多；（2）不相等在電阻和通電時間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多．

點(diǎn)評 此題主要考查的是學(xué)生對“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時考查了學(xué)生對焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．