Question

4．小明同學在做“電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗時，采用了如圖所示實驗裝置．甲、乙、丙三個透明容器中分別放有a、b、c三根電阻絲，且密封著等量的空氣．三個容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，其中在丙容器的外部，將一個電阻和這個容器內的電阻并聯(lián)．

（1）在實驗中電流通過電阻產生熱量的多少是通過觀察U形管液面高度差來比較的．
（2）圖甲、乙可探究電流產生的熱量與電阻的關系，圖甲、丙可探究電流產生的熱量與電流的關系．
（3）圖丙中右側盒外連接的5Ω電阻，它的作用是使通過金屬絲a、c的電流不同．

Answer 1

分析 （1）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉化法；
（2）探究電流產生熱量跟電阻關系時，控制通電時間和電流不變；探究電流產生熱量跟電流關系時，控制通電時間和電阻不變．
（3）根據并聯(lián)電路具有分流作用進行分析．

解答 解：
（1）據試驗裝置可知，電流通過導體產生熱量使得容器中的空氣受熱膨脹，從而導致U型管中的液面會發(fā)生變化，故雖然熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U型管液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉化法；
（2）圖中甲、乙兩容器中的電阻絲串聯(lián)，通過他們的電流I與通電時間t相同，甲容器中的電阻小于乙容器中的電阻，即是探究電流產生的熱量與電阻大小的關系；
圖中甲、丙裝置中，丙容器中的電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故甲和丙兩容器中電阻絲的電阻和通電時間相同，但通過電阻的電流不同，所以研究電流產生的熱量與電流的關系．
（3）因為并聯(lián)電路中的電阻比任何一個電阻都小，當丙容器外連接的5Ω電阻后，通過丙容器內電阻的電流減小，因此圖丙中右側盒外連接的5Ω電阻的作用是改變丙容器內電阻的電流；即使通過金屬絲a、c的電流不同．
故答案為：（1）U形管液面高度差；（2）電阻；電流；（3）使通過金屬絲a、c的電流不同．

點評 此題主要考查的是學生對“電流通過導體產生的熱量與電阻、電流的關系”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉換法的運用是解決該題的關鍵．