Question

10．同學(xué)們猜想電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少可能與通過導(dǎo)體的電流大小、導(dǎo)體的電阻以及通電時(shí)間有關(guān)．
為了驗(yàn)證猜想，使用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：將一段電阻絲裝在透明、密閉的空氣盒中，用橡膠管將密閉的空氣盒和裝有紅色液體的U形玻璃管相連（實(shí)驗(yàn)前，U形管內(nèi)兩側(cè)液面是相平的），請你回答下列問題：

（1）將如圖2所示裝置接入電路中，需要通過觀察U形管兩側(cè)液面高度差來判斷電流產(chǎn)生的熱量多少；
（2）如圖2所示，左右兩個(gè)相同的透明空氣盒中密封著等量的空氣，將該電路通電一定的時(shí)間，可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（3）采用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通電相同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)A管液面比B管液面高，由此現(xiàn)象可以得到的結(jié)論是：在通電時(shí)間和電流相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的電熱越多．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量，被空氣吸收，空氣的溫度升高；是通過U形管中液面高度變化情況反應(yīng)電流產(chǎn)生熱量的多少；電流產(chǎn)生的熱量越多、空氣吸收的熱量越多、液面高度變化越大；
（2）并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以干路電流大于支路電流，據(jù)此分析乙圖中兩容器內(nèi)電流的大小關(guān)系，運(yùn)用控制變量法分析解答；
（3）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．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)是通過觀察U形管中液面高度變化情況來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，液面高度變化越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（2）在乙圖中，右則容器的外部，將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，這樣使左容器中的電阻在干路，右容器中的電阻在支路，干路電流大于支路電流，所以左則容器中電阻的電流大于右則容器中電阻的電流；在通電時(shí)間相同的情況下，可探究電流通過導(dǎo)題產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（3）由圖3可知，該電路為串聯(lián)電路，電流和通電時(shí)間相同，故結(jié)論為：在電流、通電時(shí)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．
故答案為：（1）U形管兩側(cè)液面高度差；（2）電流；（3）在通電時(shí)間和電流相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的電熱越多．

點(diǎn)評 本題主要考查了學(xué)生對焦耳定律探究實(shí)驗(yàn)、串并聯(lián)電路電流關(guān)系的了解和掌握；正確理解和合理運(yùn)用控制變量法是解答此題的關(guān)鍵．