Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流產(chǎn)生的熱與哪些因素有關(guān).他們用的實驗器材如圖甲所示，兩個透明容器中密封著等空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲兩個容器的電阻絲接入電路中。

（________）

（2）實驗中通過觀察液面高度的變化來比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少，這種方法叫__________。

（3）接好電路，閉合開關(guān)，通電一段時間后， ________（選填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度變化大，此實驗現(xiàn)表明，在電流和通電時間均相同的情況下，________ 越大，所產(chǎn)生的熱量越多。

（4）讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)（如圖乙所示），此時通過兩容器中電阻的電流不同，在通電時間相同的情況下，觀察U形管中液面高度的變化，由此得到的結(jié)論是__________________。

（5）通電一段時間，左側(cè)容器和右側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量之比為__________。被電阻絲加熱的兩容器中的空氣還可以換成等量的_________（“水”或“煤油”）。（相應(yīng)的U形管也需更換）

Answer 1

【答案】 轉(zhuǎn)換法 右 電阻 當電阻和通電時間相同時，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱越多 4：1 煤油

【解析】

(1)[1]變阻器可改變電路中的電流，將變阻器串聯(lián)連入電路中，如下所示：

；

(2)[2]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可給等量的氣體加熱，根據(jù)熱脹冷縮，產(chǎn)生的熱量越多，氣體膨脹程度越大，U形管中液面的高度變化越大，采用了轉(zhuǎn)換法；

(3)[3][4]甲圖中，兩電阻串聯(lián)，電流和通電時間相同，5Ω＜10Ω，接好電路，閉合開關(guān)，由知，通電一段時間后右側(cè)容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，右側(cè)U形管中液面高度變化大，此實驗現(xiàn)象表明，在電流和通電時間均相同的情況下，電阻越大，所產(chǎn)生的熱量越多；

(4)[5]右容器內(nèi)一個電阻絲與容器外的一個電阻絲并聯(lián)后再與左容器內(nèi)一個電阻絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過右容器內(nèi)電阻絲的電流小于左容器內(nèi)電阻絲的電流，而兩電阻絲阻值大小和通電時間相同，由知，通電一段時間后，左側(cè)容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，故左容器U形管中液面高度變化大，由此得到的結(jié)論是：通電時間、電阻相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；

(5)[6]裝置乙中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，由可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量是右側(cè)容器電阻絲產(chǎn)生的熱量的4倍；

[7]被電阻絲加熱的兩容器中的空氣還可以換成等量的煤油，因水的比熱容大，煤油比水具有較小的比熱容，故用煤油比用水更容易看出溫度的變化。