Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如下圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，U形管中液面最初相平，兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲。

(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲兩個(gè)容器的電阻絲接到電路中__________。

(2)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察液面高度的變化來(lái)比較電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫________。

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

(4)讓兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部將一個(gè)相同阻值的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)(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(gè)實(shí)驗(yàn)。此時(shí)通過(guò)兩容器中電阻的電流不同，在通電時(shí)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(jié)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(shí)間用t表示，則Q＝______________。

Answer 1

【答案】轉(zhuǎn)換法右電阻在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多Q＝I2Rt

【解析】

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

；

(2)電流產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測(cè)量，通過(guò)U形管內(nèi)液柱的高度差來(lái)反映，這種方法是初中物理常用的轉(zhuǎn)換法；(3)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,兩電阻絲串聯(lián)時(shí)通過(guò)它們的電流相等;由Q＝I2Rt可知，在電路和通電時(shí)間相同時(shí)，右側(cè)電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側(cè)氣體膨脹更大所以B管中的液面較高；(4)在乙裝置中一個(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,B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，根據(jù)U型管液面的高度可知，電流越大，熱量越多；故結(jié)論為：在電阻和時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；(5)由焦耳定律可知,Q＝I2Rt.