Question

17．如圖甲、乙是“探究電流產生的熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，其中，兩個透明容器中都有一段電阻絲，密封著等量的空氣．

（1）實驗裝置甲是探究電流產生的熱量與電阻大小的關系，實驗裝置乙是探究電流產生的熱量與電流大小的關系．
（2）實驗前，應使兩個U形管中的液面高度相同，該實驗方案是通過U形管中液面的高度差來反映電流產生熱量的多少．
（3）實驗中，甲裝置通電一會后，劉欣同學觀察發(fā)現(xiàn)右邊U形管中的液面上升較快，這一實驗現(xiàn)象表明，在電流相同，通電時間相同時，電阻越大，電阻產生的熱量越多．

Answer 1

分析 （1）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．探究電流產生熱量跟電流關系時，控制電阻和通電時間不變；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通電時間關系時，控制電流和電阻不變；
（2）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液面高度差的變化來反映；
（3）將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt分析答題．

解答 解：
（1）實驗裝置甲，兩個電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，探究電流產生熱量跟電阻關系；
實驗裝置乙，兩個相同的電阻串聯(lián)在電路中，通電時間和電阻相同，當給其中一個并聯(lián)一個電阻時，電阻的電流改變，探究電流產生熱量跟電流關系；
（2）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，實驗前，應使兩個U形管中的液面高度相同，液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映；
（3）甲裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過他們的電流I與通電時間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻，由Q=I²Rt可知，右邊容器中的電阻產生的熱量多，溫度升得較快，這表明：在相同時間內，電流相同的情況下，電阻越大，電流通過導體時產生的熱量越多．
故答案為：（1）電阻；電流；（2）相同；高度差；（3）相同；越多．

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，同時考查了學生對焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．