Question

15．如圖甲、乙所示，是探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗裝置，兩個透明容器中都有一段電阻絲，密封著等量的空氣，通電之前，U形管中液面都相平，裝置的兩導(dǎo)線分別接到電源兩端，通電一段時間后U形管中的液柱高度發(fā)生變化，如圖所示．
 
（1）甲裝置主要探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的大小關(guān)系，將此裝置接到電源兩端，通電一段時間，電流在容器右（填“左”或者“右”）中產(chǎn)生的熱量較多．
（2）如果通過乙裝置左邊容器中5Ω的電流為0.4A，則其右邊容器中的空氣1分鐘內(nèi)最多可從電阻絲吸收10J熱量（忽略環(huán)境影響）．

Answer 1

分析 （1）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)，探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流不變；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻關(guān)系和焦耳定律Q_放=I²Rt解答．

解答 解：
（1）如圖甲，兩個電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，運用控制變量法，探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系；由甲圖所示的實驗現(xiàn)象可以得到的結(jié)論是：在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多，所以電流在右邊容器中產(chǎn)生的熱量較多；
（2）圖乙裝置中一個5Ω的電阻與兩個電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，
根據(jù)串聯(lián)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=0.4A，
一個5Ω的電阻和一個10Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I_右=I₁+I₂，
由I=$\frac{U}{R}$可知，兩電阻阻值之比為1：2，則支路中電流相等，I₁=2I₂，
所以右邊容器中的通過容器中電阻的電流I₂=$\frac{1}{3}$I_右=$\frac{1}{3}$×0.4A≈0.13A，
右邊容器中空氣吸收的熱量等于電阻放出的熱量，Q_吸=Q_放=（I₂）²Rt=（0.13A）²×10Ω×60s≈10J．
故答案為：（1）電阻；右；（2）10．

點評 掌握電流產(chǎn)生熱量多少的影響因素，利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究電流產(chǎn)生熱量多少和各影響因素之間的關(guān)系．