Question

【題目】在做“電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗時，采用了如圖所示的實驗裝置，兩個透明的容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化．

（1）實驗中通過觀察U型管中的變化來比較電流通過電阻產生熱量的多少．
（2）圖甲中通過把兩電阻絲聯起來的方式來控制電流和通電時間相同．通電一段時間，發(fā)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，導體產生的熱量越多．
（3）采用圖乙實驗裝置，通電相同時間，發(fā)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，導體產生的熱量越多．
（4）該實驗用到的研究物理問題的方法有法和轉換法．

Answer 1

【答案】
（1）液面高度
（2）串；電阻
（3）電流
（4）控制變量
【解析】解：（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液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法；（2）將容器中的電阻絲串聯起來接到電源兩端，通過它們的電流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；（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）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阻關系時，控制通電時間和電流不變；探究電流產生熱量跟電流關系時，控制通電時間和電壓不變，因此需要電阻并聯．所以答案是：（1）液面高度；（2）串；電阻；（3）電流；（4）控制變量．