Question

【題目】在做“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，透明的容器中密閉了等量的空氣。

（1）實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察__________________________來(lái)判斷導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少的。

（2）圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，若通電時(shí)間相同，發(fā)現(xiàn)B玻璃管內(nèi)液面上升較高，這表明：在 _________和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的___________越大，產(chǎn)生的熱量越多。

（3）圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通電3min，發(fā)現(xiàn)A玻璃管液面上升較高，這表明：在_________和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的_________越大，產(chǎn)生的熱量越多；若電源電壓為6V，則左側(cè)容器中的導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是 ___________ J。

（4）該實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問(wèn)題的方法是控制變量法和__________法。

Answer 1

【答案】液面高度 電流 電阻 電阻 電流 144J 轉(zhuǎn)換法

【解析】

(1)[1]電流通過(guò)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(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；

(2)[2][3]將容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩端，通過(guò)它們的電流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：在相同時(shí)間內(nèi)，電流相同的情況下，電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多；

(3)[4][5]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，右端兩個(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，由Q=I2Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快，這表明：在相同時(shí)間內(nèi)，電阻相同，電流越大，通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多；

[6]由圖可知，右邊并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路電阻關(guān)系得到右邊總電阻：

，

乙圖中，左邊與右邊串聯(lián)，則乙圖的總電阻為：

，

則乙圖干路電流為：

，

左邊與右邊串聯(lián)，右邊兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，有：

，

則右邊一條支路上通過(guò)電阻的電流為：

根據(jù)由Q=I2Rt可得，左側(cè)容器中的導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是：

；

(4)[7]電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)，探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電流不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電壓不變，因此需要電阻并聯(lián)，由(1)[1]知此實(shí)驗(yàn)還用到了轉(zhuǎn)換法。