Question

【題目】如圖所示，在研究“電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”時，將電阻絲R1、R2、R3分別裝在甲、乙、丙三個相同的透明容器中，容器中密封著等量的空氣，橡膠管將密閉容器和裝有紅色液體的U形玻璃管相連，容器內電阻絲的電阻R1=10Ω、R2=R3=5Ω；另有一個阻值為5Ω的電阻絲在容器外部，與R3電阻絲并聯。

（1）在實驗中，加熱空氣的好處是空氣受熱膨脹快而其明顯，觀察U形玻璃管中液面高 度差的目的是為了比較_____。

（2）若要探究導體產生的熱的多少與電流大小是否有關，則應選用_____兩容器及其相連的U形管比較，正確結論是：在電阻和通電時間相同的情況下，通過導體的_____越大，產生的熱量越多。

（3）若要探究導體產生的熱的多少與電阻大小是否有關，則應選用_____兩容器及其相連的U形管比較，正確的結論是：在電流和通電時間相同的情況下，導體的_____越大，產生的熱量越多。

（4）通電一段時間后，_____容器相連的U形管中兩側的液面高度差變化最大。

Answer 1

【答案】 電流通過導體產生熱量的多少 乙和丙 電流 甲和乙 電阻 甲

【解析】（1）在實驗中，加熱空氣的好處是空氣受熱膨脹快而其明顯，觀察U形玻璃管中液面高 度差的目的是為了比較電流通過導體產生熱量的多少，高度差越大，說明電流通過導體產生熱量越多。（2）若要探究導體產生的熱的多少與電流大小是否有關，應保持電阻和通電時間相同，電流大小不同，故應選用乙和丙兩容器及其相連的U形管比較，根據焦耳定律知，正確結論是：在電阻和通電時間相同的情況下，通過導體的電流越大，產生的熱量越多。（3）若要探究導體產生的熱的多少與電阻大小是否有關，應保持電流和通電時間相同，電阻不同，故應選用甲和乙兩容器及其相連的U形管比較，根據焦耳定律知，正確的結論是：在電流和通電時間相同的情況下，導體的電阻越大，產生的熱量越多。（4）由電路圖可知，丙中電阻并聯后與甲、乙中的電阻串聯，它們的通電時間相等，因串聯電路中各處的電流相等，并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以,I甲＝I乙>I丙，甲的電阻大于乙的電阻，通過甲的電流等于乙的電流，由Q＝I2Rt可知，甲產生的熱量大于乙產生的熱量，乙產生的熱量大于丙產生的熱量，則甲中電阻產生的熱量最多，空氣吸收的熱量最多，U型管中兩側的液面高度差最大。