Question

12．在焦耳定律的探究實驗中，小華準備了如下的實驗裝置．
（1）將圖（1）的裝置連入電路中進行實驗，通電一段時間后，右邊（填：左、右）的電阻產生的熱量多，由此可以得出結論在通電時間和電流相同時，電阻越大，電流產生的熱量越多．
（2）從圖中可以看出，小華圖（2）的實驗裝置是用來研究電熱與電流的關系．
（3）請在線框中畫出圖（2）完整的實驗電路圖．
（4）圖2中的裝置通電一定時間后，可以看到，左邊管中液面高于右管中的液面（填：高于，等于，低于）；由此可以得出結論在通電時間和電阻相同時，電流越大，電流產生的熱量越多．

Answer 1

分析 （1）兩電阻絲串聯，流過它們的電流及通電時間相同，實驗現象是右邊電熱絲電阻大，右邊管中液面高于左管中的液面，這表明電阻越大，電流產生的熱量越多；
（2）圖（2）中兩容器中電熱絲阻值相同，串聯在電路中通電時間也相同，電流大小不同，故探究的是導體產生熱量多少與電流大小的關系；
（3）根據圖（2）分析其電路結構，添加上電源和開關后便可畫出其電路圖；
（4）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過觀察U形管中液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法．

解答 解：
（1）由圖（1）可知，在該實驗裝置中兩電阻絲串聯，由串聯電路的特點知：流過它們的電流與它們的通電時間都相等，實驗現象是：右邊管中液面高于左邊管中液面，已知R_右＞R_左，這表明：在通電時間和電流相同時，電阻越大，電流產生的熱量越多；
（2）圖（2）中兩容器中電熱絲阻值相同，通電時間也相同，但電流大小不同（一個是干路電流、另一個是支路電流），故探究的是導體產生熱量多少與電流大小的關系；
（3）據題目要求添加上電源和開關后畫出電路圖來即可，電路圖如下圖：

（4）圖（2）中，右邊兩個5Ω的電阻并聯后再與左邊5Ω的電阻串聯，根據串并聯電路的電流特點知，通過左邊電熱絲中的電流大于右邊一根電熱絲中的電流，在電阻相同、通電時間相同的情況下，故電流通過左邊電熱絲產生的熱量多，容器中空氣的溫度就越高，壓強就越大，故使得左邊管中液面高于右邊管中液面；由此可以得出結論：在通電時間和電阻相同時，電流越大，電流產生的熱量越多．
故答案為：（1）右；在通電時間和電流相同時，電阻越大，電流產生的熱量越多；（2）電流；
（3）電路圖如上圖；（4）高于；在通電時間和電阻相同時，電流越大，電流產生的熱量越多．

點評 本題考查了學生對焦耳定律的理解和掌握，注重了探究實驗的考查，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，是中考物理常見題型．