Question

16．物理興趣小組的同學(xué)利用如圖所示的器材探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系．兩個(gè)透明容器中 密封著等量的空氣；圖甲中兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源的兩端；圖乙中在其中一個(gè)容器的外部，將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，因此通過兩容器中電阻的電流不同；橡膠管將密閉空氣盒和裝有紅色液體的U形玻璃管相連．請(qǐng)你解答下列問題：
（1）在實(shí)驗(yàn)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(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少．
（2）在電路連接正確的情況下．通電一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)U形玻璃管中液面高度幾乎不變，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是空氣盒密封性不好．
（3）圖乙研究的是電熱與電流的關(guān)系，由此圖可以得出的結(jié)論是在電阻、通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體中電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量越多．
（4）圖甲研究的是電熱與電阻的關(guān)系，由此圖可以得出的結(jié)論是在電流、通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量越多．

Answer 1

分析 （1）電阻產(chǎn)生的熱量被空氣吸收，空氣吸熱體積膨脹，可運(yùn)用轉(zhuǎn)化法分析；
（2）主要考慮裝置的氣密性；
（3）、（4）由焦耳定律Q=I²Rt可知，Q與I、R及t有關(guān)，故應(yīng)采用控制變量法進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）電阻產(chǎn)生的熱量被空氣吸收，空氣吸熱體積膨脹，從而使U形管左右出現(xiàn)高度差，故可從玻璃管中液面高度差的大小判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；
（2）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置中電阻絲是對(duì)空氣加熱，故應(yīng)是裝置的氣密性差，如空氣盒漏氣、乳膠管破裂等；
（3）如圖乙，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時(shí)間相同，但通過左側(cè)電阻的電流大，且觀察到左側(cè)U形玻璃管中液面高度差大，可說明左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；
（4）如圖甲，兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，右側(cè)電阻阻值大，且觀察到右側(cè)U形玻璃管中液面高度差大，可說明右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多．
故答案為：（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；
（2）空氣盒密封性不好；
（3）乙；在電阻、通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體中電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量越多．
（4）甲；在電流、通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量越多．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律、串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及控制變量法和轉(zhuǎn)化法的了解和掌握，突出運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，綜合性強(qiáng)．