Question

9．如圖是探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．兩個(gè)相同的透明容器中密封著等量的空氣，A、B兩U形管中所有液面初始狀態(tài)是等高相平，通電一段時(shí)間后液面的高度如圖所示．
（1）本實(shí)驗(yàn)利用U形管中液面高度差的大小反映放出熱量的多少，這是利用了科學(xué)方法中的轉(zhuǎn)換法．
（2）本實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在相同時(shí)間內(nèi)，電阻相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生熱量越多．
（3）不改變導(dǎo)線連接方式，如果將圖中上方5Ω的電阻也放在右邊的容器內(nèi)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后，A管內(nèi)液面高差大．（選填“A”或“B”）

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，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想．
（2）探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電阻不變；
（3）探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系時(shí)，控制電流和通電時(shí)間不變．

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，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這是利用了科學(xué)方法中的轉(zhuǎn)換法．
（2）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，B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電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，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；因此通電一段時(shí)間后，玻璃管A、B內(nèi)液面，A更高．
這表明：在相同時(shí)間內(nèi)，電阻相同，電流越大，通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多．
（3）不改變導(dǎo)線連接方式，如果將圖中上方5Ω的電阻也放在右邊的容器內(nèi)，這樣右邊容器內(nèi)的電阻減小，左右容器的電阻串聯(lián)，電流相同，故在通電時(shí)間和電流一定時(shí)，左邊容器的電阻越大，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多，A液面的高度差大．
故答案為：（1）高度差；（2）在相同時(shí)間內(nèi)，電阻相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生熱量越多；（3）A．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．