Question

5．以下是物理課本《焦耳定律》中節(jié)選的部分內(nèi)容，請你閱讀后解答下列問題：

（1）在實驗中，觀察U形管中液面高度差的目的是為了比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；
（2）通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)其中一個U形管壓面高度幾乎不變，其原因可能是空氣盒漏氣．
（3）排除故障后，觀察到U形管中液面高度如圖所示，這表明在電阻和通電時間一定時，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）可從漏氣、橡膠管沒有扎住等方面進行分析．
（3）分析R₁、R₂相同的量和不同的量，得出結(jié)論．

解答 解：（1）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；
（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，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．
（3）由圖知，兩個電阻大小相等，左邊電阻在干路，右邊電阻在支路，通過左邊電阻的電流大于右邊電阻的電流，且左邊液面比右邊液面要高，說明產(chǎn)生的熱量更多，可得電阻和通電時間相同，產(chǎn)生的熱量與電流有關(guān)，且電流越大，產(chǎn)生的熱量越多．
故答案為：（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；（2）空氣盒漏氣；（3）電阻；電流．

點評 本題考查了學(xué)生對焦耳定律的認識，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．