Question

11．如圖所示是“探究電流產生的熱量與電流、電阻的關系”的實驗裝置．（甲、乙、丙是完全相同的密閉容器，內裝有等量紅墨水，閉合開關前，甲、乙、丙三個容器內三根玻璃管液面相平）
（1）電流產生的熱量不易直接測量，在實驗中是通過觀察玻璃管中液面的高度來比較甲、乙、丙容器內空氣溫度的變化；
（2）在通電時間相同的情況下，通過對比觀察甲和乙容器中的玻璃管液面變化情況來探究電流產生的熱量Q與電阻R的關系，得出的結論是在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產生的熱量越多；
（3）在通電時間相同的情況下，通過對比觀察乙和丙容器中的玻璃管液面變化情況來探究電流產生的熱量Q與電流I的關系，得出的結論是在電阻相同、通電時間相同的情況下，電流越大，電流產生的熱量越多．
（4）請根據(jù)以上實驗結論簡要解釋“電爐工作時，電爐絲發(fā)紅而與電爐絲相連的導線卻不怎么發(fā)熱”：電爐絲與導線是串聯(lián)的，電流和通電時間相等，電爐絲的電阻較大，產生的熱量較多，而導線的電阻極小，所以幾乎不發(fā)熱．

Answer 1

分析 （1）電流產生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過液面高度的變化來反映，用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫轉換法．
（2）分析甲和乙兩容器中的電阻絲的連接方式（串聯(lián)），甲的電阻大于乙的電阻，在通電時間相同的情況下，得出結論；
（3）分析乙和丙兩容器中的電阻絲的連接方式（并聯(lián)），通過的電流不同，在通電時間相同的情況下，得出結論；
（4）根據(jù)焦耳定律公式Q=I²Rt進行分析．

解答 解：
（1）電流產生的熱量不易直接測量，在實驗時，電流產生的熱量越多，溫度越高，液體膨脹程度越大，玻璃管內液面越高，本實驗是通過觀察玻璃管中液面的高度來比較甲、乙、丙容器內空氣溫度的變化；
（2）甲和乙兩容器中的電阻絲串聯(lián)，通過的電流相同，甲的電阻大于乙的電阻，在通電時間相同的情況下，甲容器內電阻絲產生的熱量多，由此得出結論：在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產生的熱量越多．
（3）甲和乙串聯(lián)，再與丙的電阻絲并聯(lián)，通過的乙的電流小于通過丙的電流，乙的電阻等于丙的電阻，在通電時間相同的情況下，丙容器內電阻絲產生的熱量多，由此得出結論：在電阻相同、通電時間相同的情況下，電流越大，電流產生的熱量越多；
（4）電爐絲與導線是串聯(lián)的，電流和通電時間相等，根據(jù)Q=I²Rt，電阻越大，產生的熱量越多，電爐絲的電阻遠大于導線的電阻，所以在相同的時間內，電爐絲產生的熱量較多，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導線卻幾乎不發(fā)熱．
故答案為：
（1）高度；
（2）甲；乙；在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產生的熱量越多；
（3）乙；丙；在電阻相同、通電時間相同的情況下，電流越大，電流產生的熱量越多；
（4）電爐絲與導線是串聯(lián)的，電流和通電時間相等，電爐絲的電阻較大，產生的熱量較多，而導線的電阻極小，所以幾乎不發(fā)熱．

點評 掌握電流產生熱量多少的影響因素，利用控制變量法和轉換法探究電流產生熱量多少和各影響因素之間的關系，不僅要掌握焦耳定律，而且要學會根據(jù)其解釋有關現(xiàn)象．