Question

【題目】某學習小組在老師的指導下，探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關。他們用的實驗器材如下圖所示，兩個透明容器中密封著等質量的空氣，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線，把圖甲兩個容器的電阻絲接到電路中__________。

(2)實驗中通過觀察液面高度的變化來比較電流通過導體產生熱量的多少，這種方法叫________。

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

(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的電阻并聯(如圖乙所示)。移走圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個實驗。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形管中液面高度變化，由此得到的結論是_________。

(5)如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，通電時間用t表示，則Q＝______________。

Answer 1

【答案】轉換法右電阻在電阻和通電時間相同的情況下，電流越大，產生的熱量越多Q＝I2Rt

【解析】

(1)將滑動變阻器，兩相同的透明容器中的U形管，開關，逐一順次連接即可，滑動變阻的連線要注意一上一下，如下圖所示：

；

(2)電流產生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測量，通過U形管內液柱的高度差來反映，這種方法是初中物理常用的轉換法；(3)因串聯電路中各處的電流相等,所以,兩電阻絲串聯時通過它們的電流相等;由Q＝I2Rt可知，在電路和通電時間相同時，右側電阻較大，產生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側氣體膨脹更大所以B管中的液面較高；(4)在乙裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯后再串聯,根據串聯電路的電流特點可知,B端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等,即I右＝I左,兩個5Ω的電阻并聯,根據并聯電路的電流特點知I右＝I1+I2,兩電阻阻值相等,則支路中電流相等,I1＝I2，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側通過電流的一半，根據U型管液面的高度可知，電流越大，熱量越多；故結論為：在電阻和時間相同的情況下，電流越大，產生的熱量越多；(5)由焦耳定律可知,Q＝I2Rt.