Question

12．為探究“電流通過導體產生的熱量跟哪些因素有關”，小明設計了如圖所示的實驗電路，電阻絲R₁和R₂分別裝在兩個密閉的空氣盒內，R₃固定在盒外，R₁=5Ω，R₂=R₃=10Ω，橡膠管將密閉空氣盒和裝有紅色液體的U形玻璃管相連．
（1）根據實驗電路，可以知道明研究的是：電流通過導體產生的熱量與電阻大小的關系．
（2）在實驗中，觀察U形玻璃管中液面高度差的目的是為了判斷電流通過導體產生熱量的多少．?
（3）通電一段時間，發(fā)現其中一個U形管液面高度幾乎不變，則出現該現象的原因可能是空氣盒氣密性不好．

Answer 1

分析 （1）電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間長短有關．探究電流產生熱量跟電流大小的關系時，控制電阻和通電時間不變；探究電流產生的熱量跟電阻大小的關系時，控制電流大小和通電時間不變；探究電流產生的熱量跟通電時間的關系，控制電阻大小不變．
（2）電流產生熱量的多少不易直接測量，實驗中通過氣體的熱脹冷縮改變U形玻璃管中液面高度差．
（3）可從漏氣、橡膠管沒有扎住等方面進行分析．

解答 解：
（1）如圖，甲乙容器中分別接入不同阻值，并且串聯在電路中，通過兩個電阻的電流相等，通電時間相等，兩個容器中電阻不同，觀察U形管內液面的高度變化，探究電流產生的熱量跟電阻大小的關系．
（2）由Q=I²Rt可知，電阻絲R₁和R₂在相同時間內產生的熱量不同，因此會導致密封盒內空氣的膨脹情況不同，故會導致U形玻璃管中出現液面高度差；因此形玻璃管中液面高度差的目的是為了判斷電流通過導體產生熱量的多少；
（3）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．
故答案為：（1）電阻大�。唬�2）電流通過導體產生熱量的多少；（3）空氣盒氣密性不好．

點評 本題考查了學生對焦耳定律的認識，并可以通過巧妙的實驗來驗證一些結論，同時在該實驗中利用了控制變量法，該實驗方法在實驗探究中經常用到．