Question

【题目】如图所示，在研究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”时，将电阻丝R1、R2、R3分别装在甲、乙、丙三个相同的透明容器中，容器中密封着等量的空气，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，容器内电阻丝的电阻R1=10Ω、R2=R3=5Ω；另有一个阻值为5Ω的电阻丝在容器外部，与R3电阻丝并联。

（1）在实验中，加热空气的好处是空气受热膨胀快而其明显，观察U形玻璃管中液面高 度差的目的是为了比较_____。

（2）若要探究导体产生的热的多少与电流大小是否有关，则应选用_____两容器及其相连的U形管比较，正确结论是：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的_____越大，产生的热量越多。

（3）若要探究导体产生的热的多少与电阻大小是否有关，则应选用_____两容器及其相连的U形管比较，正确的结论是：在电流和通电时间相同的情况下，导体的_____越大，产生的热量越多。

（4）通电一段时间后，_____容器相连的U形管中两侧的液面高度差变化最大。

Answer 1

【答案】 电流通过导体产生热量的多少 乙和丙 电流 甲和乙 电阻 甲

【解析】（1）在实验中，加热空气的好处是空气受热膨胀快而其明显，观察U形玻璃管中液面高 度差的目的是为了比较电流通过导体产生热量的多少，高度差越大，说明电流通过导体产生热量越多。（2）若要探究导体产生的热的多少与电流大小是否有关，应保持电阻和通电时间相同，电流大小不同，故应选用乙和丙两容器及其相连的U形管比较，根据焦耳定律知，正确结论是：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。（3）若要探究导体产生的热的多少与电阻大小是否有关，应保持电流和通电时间相同，电阻不同，故应选用甲和乙两容器及其相连的U形管比较，根据焦耳定律知，正确的结论是：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。（4）由电路图可知，丙中电阻并联后与甲、乙中的电阻串联，它们的通电时间相等，因串联电路中各处的电流相等，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以,I甲＝I乙>I丙，甲的电阻大于乙的电阻，通过甲的电流等于乙的电流，由Q＝I2Rt可知，甲产生的热量大于乙产生的热量，乙产生的热量大于丙产生的热量，则甲中电阻产生的热量最多，空气吸收的热量最多，U型管中两侧的液面高度差最大。