Question

15．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”（圖中甲、乙是完全相同的密閉容器，實(shí)驗(yàn)前，A、B兩“U”形管內(nèi)液面是相平的，目的是便于比較甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化；
（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（2）該裝置工作過(guò)程是：閉合開(kāi)關(guān)，電流通過(guò)電阻絲會(huì)產(chǎn)生熱，密封盒內(nèi)空氣溫度升高，壓強(qiáng)大于（大于、小于或等于）大氣壓，“U”形管中與密封盒相連一側(cè)支管中液面較低，另一側(cè)支管中液面較高，通過(guò)觀察“U”形管中液面的高度差來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化，從而比較電流產(chǎn)生的熱量多少，這是轉(zhuǎn)換法，通過(guò)對(duì)比觀察，你認(rèn)為乙（選填“甲”或“乙”）容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，由此可知，在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
（3）電阻絲和密封盒內(nèi)空氣溫度升高時(shí)，內(nèi)能將會(huì)變大（選填“變大”或“變小”或“不變”），其中改變電阻絲內(nèi)能方法是做功，改變空氣內(nèi)能方法是熱傳遞．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)若右邊“U”形管中液面沒(méi)有變化，可能原因是密封性不好．
（5）根據(jù)你得出的結(jié)論，簡(jiǎn)要解釋：電爐工作時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這是為什么？電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時(shí)間相等，根據(jù)Q=I²Rt，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的電阻，所以在相同的時(shí)間內(nèi)，電爐絲產(chǎn)生的熱量較多，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱．．

Answer 1

分析 （1）要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的大小關(guān)系，應(yīng)使電流和通電時(shí)間相同，將兩電阻串聯(lián)在電路中；
（2）電阻產(chǎn)生的熱量越多，容器內(nèi)空氣的膨脹程度越大，液柱上升的高度越大．電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，可通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，用能直接觀測(cè)的量來(lái)顯示不容易直接觀測(cè)的量的方法叫轉(zhuǎn)換法．
（3）電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映；
電阻產(chǎn)生的熱量越多，氣體膨脹程度越大，液柱上升的高度越大；物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，溫度越高，內(nèi)能越大；
（4）密封性不好，會(huì)導(dǎo)致液面不發(fā)生變化；
（5）根據(jù)焦耳定律公式Q=I²Rt進(jìn)行分析．

解答 解：
實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察“U”形管中液面的高度差來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化，方法為轉(zhuǎn)換法；為了便于比較甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化，實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)使A、B兩“U”形管內(nèi)液面相平；
（1）圖中兩電阻串聯(lián)，應(yīng)將10歐電阻絲的右端與開(kāi)關(guān)右端接線柱相連，如圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察“U”形管中液面的高度差來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化．
由圖知，B液柱的液面較高，可知乙容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多．
由此可知：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．
（3）電阻絲和密封盒內(nèi)空氣溫度升高時(shí)，內(nèi)能將會(huì)變大；電流通過(guò)電阻絲時(shí)電流做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則改變電阻絲內(nèi)能方法是做功，而改變空氣內(nèi)能方法是熱傳遞．
（4）密封性不好，會(huì)導(dǎo)致液面不發(fā)生變化；
（5）電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時(shí)間相等，根據(jù)Q=I²Rt，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的電阻，所以在相同的時(shí)間內(nèi)，電爐絲產(chǎn)生的熱量較多，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱．
故答案為：便于比較甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化
（1）見(jiàn)上圖；
（2）大于，較低；較高；高度差；轉(zhuǎn)換；乙；電阻；
（3）變大；做功；熱傳遞；
（4）密封性不好；
（5）電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時(shí)間相等，而電爐絲的電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，所以電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱．

點(diǎn)評(píng) 掌握電流產(chǎn)生熱量多少的影響因素，利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究電流產(chǎn)生熱量多少和各影響因素之間的關(guān)系，不僅要掌握焦耳定律，而且要學(xué)會(huì)根據(jù)其解釋有關(guān)現(xiàn)象．