Question

20．如圖甲和乙是研究“電熱大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置．左右兩個(gè)透明的容器中密閉了等量的空氣，兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲，U型管中裝的是紅色液體．

（1）通電后，若要比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，只需比較與之相連的U型管中液面高低變化．
（2）如圖甲是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，將此裝置接到電源兩端，通電一段時(shí)間，電流在右（選填“左”或“右”）容器中產(chǎn)生的熱量較多． 甲實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．
（3）要探究電熱與電流關(guān)系，須控制通電時(shí)間和電阻相同．請(qǐng)?jiān)谝覉D中用筆畫線完成電路的連接．

Answer 1

分析 （1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)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；
（2）將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt進(jìn)行分析；
實(shí)驗(yàn)裝置乙，兩個(gè)相同的電阻串聯(lián)在電路中，通電時(shí)間和電阻相同，當(dāng)給其中一個(gè)并聯(lián)一個(gè)電阻時(shí)，電阻的電流改變，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系．

解答 解：（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)使兩個(gè)U形管中的液面高度相同，液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映；
（2）甲裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過他們的電流I與通電時(shí)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(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（3）根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，探究電熱與電流關(guān)系，須控制通電時(shí)間和電阻相同；
使右側(cè)兩個(gè)5Ω電阻并聯(lián)，再與左側(cè)電阻串聯(lián)，開關(guān)控制整個(gè)電路，如下圖所示：

故答案為：（1）液面高低變化；（2）右；在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；（3）通電時(shí)間和電阻．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了電流產(chǎn)生熱量的決定因素，實(shí)驗(yàn)過程中滲透了轉(zhuǎn)換法和控制變量法的應(yīng)用，有一定的綜合性．