Question

【題目】在做“探究電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗時，小于采用了如圖甲所示的實驗裝置。兩個相同且透明的容器中密閉了等量的空氣，U形管中液面變化反映了密閉空氣溫度的變化。

（1）實驗中通過觀察兩個U形管中____的變化來比較電流通過電阻絲產生的熱量的多少。

（2）如圖甲中，若通電時間相同，發現B玻璃管內液面上升較高，這表明：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。

（3）小剛采用了如圖乙所示的實驗裝置，這時連通A玻璃管的容器中電熱絲的電流是連通B玻璃管容器中電熱絲電流的____倍，通電相同時間，發現A玻璃管液面上升較高，這表明：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。

（4）若通電一段時間后，發現其中一個U形管中液面的高度幾乎不變，出現該現象的原因可能是___.

（5）該實驗用到的研究物理問題的方法有_____________。

Answer 1

【答案】液面高度 電阻 兩倍 電流 空氣盒氣密性不好 控制變量法和轉換法

【解析】

（1）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U型管液面高度差的變化來反映；

（2）將容器中的電阻絲串聯起來接到電源兩端，通過他們的電流I和通電時間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；

（3）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，右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，由Q=I2Rt可知，左邊U型管液面高度較高，說明左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，電阻相同，電流越大，通過導體時產生的熱量越多；

(4)由Q=I2Rt可知,電阻絲R1和R2在相同時間內產生的熱量不同，則U形玻璃管中應該出現液面高度差；而其中一個U形玻璃管中液面高度幾乎不變，說明與此相連的空氣盒有可能漏氣。

（5）該實驗用到的研究物理問題的方法有控制變量法和轉換法。