Question

12．為探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)”，小明設(shè)計了如圖所示的實驗電路，電阻絲R₁和R₂分別裝在兩個密閉的空氣盒內(nèi)，R₃固定在盒外，R₁=5Ω，R₂=R₃=10Ω，橡膠管將密閉空氣盒和裝有紅色液體的U形玻璃管相連．
（1）根據(jù)實驗電路，可以知道明研究的是：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系．
（2）在實驗中，觀察U形玻璃管中液面高度差的目的是為了判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少．?
（3）通電一段時間，發(fā)現(xiàn)其中一個U形管液面高度幾乎不變，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是空氣盒氣密性不好．

Answer 1

分析 （1）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間長短有關(guān)．探究電流產(chǎn)生熱量跟電流大小的關(guān)系時，控制電阻和通電時間不變；探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻大小的關(guān)系時，控制電流大小和通電時間不變；探究電流產(chǎn)生的熱量跟通電時間的關(guān)系，控制電阻大小不變．
（2）電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測量，實驗中通過氣體的熱脹冷縮改變U形玻璃管中液面高度差．
（3）可從漏氣、橡膠管沒有扎住等方面進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）如圖，甲乙容器中分別接入不同阻值，并且串聯(lián)在電路中，通過兩個電阻的電流相等，通電時間相等，兩個容器中電阻不同，觀察U形管內(nèi)液面的高度變化，探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻大小的關(guān)系．
（2）由Q=I²Rt可知，電阻絲R₁和R₂在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不同，因此會導(dǎo)致密封盒內(nèi)空氣的膨脹情況不同，故會導(dǎo)致U形玻璃管中出現(xiàn)液面高度差；因此形玻璃管中液面高度差的目的是為了判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；
（3）由Q=I²Rt可知，電阻絲R₁和R₂在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不同，則U形玻璃管中應(yīng)該出現(xiàn)液面高度差；而其中一個U形玻璃管中液面高度幾乎不變，說明與此相連的空氣盒有可能漏氣．
故答案為：（1）電阻大��；（2）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；（3）空氣盒氣密性不好．

點評 本題考查了學(xué)生對焦耳定律的認(rèn)識，并可以通過巧妙的實驗來驗證一些結(jié)論，同時在該實驗中利用了控制變量法，該實驗方法在實驗探究中經(jīng)常用到．