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）透明容器中密封一定量的空氣的優(yōu)點(diǎn)是_______________；實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U型管液面高度的變化，可以比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫______________。

（2）圖甲中將兩段阻值不同的電阻絲_________ （填電路連接方式），是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與________的大小的關(guān)系，這種研究方法叫_____________法。

（3）將圖甲閉合開(kāi)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； 通電一段時(shí)間后，若發(fā)現(xiàn)圖甲中的U 型管的液面高度幾乎不變，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是________。

（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），圖乙中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻，它的作用是 _________ ．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______。

Answer 1

【答案】空氣受熱容易膨脹，便于實(shí)驗(yàn)觀察 轉(zhuǎn)換法 串聯(lián) 電阻 控制變量 右 空氣盒氣密性不好 分流 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

【解析】

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，甲圖中兩容器中接入電路中的阻值不同，探究的是導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電阻大小的關(guān)系的裝置；乙圖中兩容器中接入的阻值相同，但右側(cè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)了一個(gè)與之相等大小的電阻，它起到了分流的作用，是探究導(dǎo)體發(fā)出熱量與電流關(guān)系的裝置；

（1）透明容器中密封一定量的空氣的優(yōu)點(diǎn)是空氣很容易受熱膨脹，便于實(shí)驗(yàn)觀察；通過(guò)觀察U型管液面高度的變化，可以比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法的思想，將不易直接觀察的熱量轉(zhuǎn)化為U型管液面高度的變化；

（2）圖甲中，串聯(lián)在一起的兩個(gè)電阻大小不相等，因?yàn)樗麄兇��?lián)，所以流經(jīng)他們的電流相同，可以探究相同時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，體現(xiàn)了控制變量法的思想；

（3）根據(jù)焦耳定律可知，Q=I2Rt，相同時(shí)間內(nèi)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，所以U型管右側(cè)的高度變化大；若通電一段時(shí)間后，若發(fā)現(xiàn)圖甲中的U 型管的液面高度幾乎不變，可能的原因是空氣盒氣密性不好，所以電阻絲所在容器內(nèi)的大氣壓強(qiáng)始終不變。

（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），圖乙中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻，干路電流被外接的5Ω電阻分流一部分，所以電阻大小相同時(shí)，右側(cè)容器內(nèi)電阻的電流較小，產(chǎn)生的熱量較小，液面變化也就較小，所以在電阻和時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多