Question

【題目】小明同學(xué)在探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)”時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)觀察甲、乙兩圖并回答下列問(wèn)題：

（1）該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察兩個(gè)U形管中________的變化，來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，應(yīng)用了物理學(xué)中______物理方法

（2）在甲圖實(shí)驗(yàn)中，若通電時(shí)間相同，發(fā)現(xiàn)B玻璃管內(nèi)液面上升較高，這表明：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的_________越大，產(chǎn)生的熱量越多。

（3）乙圖的裝置是用來(lái)研究電阻絲產(chǎn)生的熱量與__________的關(guān)系，由圖中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得到的結(jié)論是：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)電阻的_______越大，產(chǎn)生的熱量越多。小明同學(xué)后面將乙實(shí)驗(yàn)裝置中右側(cè)在容器外的5Ω電阻絲裝入容器，待兩側(cè)容器內(nèi)空氣溫度相同后重新通電一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)_____側(cè)容器內(nèi)空氣吸收熱量多（選填A(yù) B ）

Answer 1

【答案】液面高度差 轉(zhuǎn)換的 電阻 電流 電流 A

【解析】

(1)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過(guò)U形管中液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；

(2)將容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩端,通過(guò)它們的電流I與通電時(shí)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(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，這表明：在相同時(shí)間內(nèi)，電流相同的情況下，電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多；

(3)乙裝置中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)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(diǎn)可知,右端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等,即I右=I左,兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)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(guò)電阻的電流是左側(cè)通過(guò)電流的一半,由Q=I2Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快；這表明：在相同時(shí)間內(nèi)，電阻相同，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；實(shí)驗(yàn)裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶?jī)?nèi),右瓶中兩根電阻絲對(duì)瓶?jī)?nèi)空氣進(jìn)行加熱;根據(jù)并聯(lián)電路總電阻的計(jì)算公式可得,右瓶中兩根5Ω電阻絲的總電阻為2.5Ω,小于5Ω,即R左>R右；通電一段時(shí)間后,由于電流相同(即I右=I左)、通電時(shí)間相同、R左>R右,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，A側(cè)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。