题目内容
【题目】如图所示，在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中。
(1)该实验是通过观察U形管中_____的变化，来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；
(2)由乙图实验表明：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)若通电一段时间后，发现其中一个U形管中液面的高度几乎不变，出现该现象的原因可能是空气盒气密性_____；
(4)英国物理学家_____最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系。
【答案】液面高度 电流 差 焦耳
【解析】
(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
(2)[2]装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，容器中两个电阻的阻值相同，通过左边容器中电阻的电流大于通过右边容器中电阻的电流，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，说明在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多。
(3)[3]电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气。
(4)[4]1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系，得出了焦耳定律。
【题目】小明利用以下器材：电源（电压恒为6V），滑动变阻器，开关各一个，电流表、电压表各一块，三个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω），导线若干，来探究电流与电阻的关系。
(1)如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（________）
(2)电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于________端；（选填“A”或“B”）
(3)闭合开关后，移到滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表1所示。老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因是_______________________________________________；
(4)改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为________A（如图乙所示）。综合分析数据可得：电压一定时，___________________________________________；
（拓展1）小明又利用上述实验器材探究“电流与电压的关系”，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表2中。
表1
电压U/V | 4 | ||
电阻R/Ω | 20 | 15 | 10 |
电流I/A | 0.20 | 0.28 | 0.40 |
表2
电阻R/Ω | 10 | ||||
电压U/V | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
(1)分析表2中数据可得：电阻一定时，_________________；
(2)分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为________Ω；
（拓展2）完成上述实验后，小明还想测定一个U额＝2.5V的小灯泡的额定功率，他发现电流表已坏，于是他向物理老师借了一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验器材，测出了小灯泡的额定功率，请你帮他将下列实验步骤补充完整：
(2)保持滑片的位置不动，S2接1，读出电压表的示数为U；
(3)小灯泡额定功率的表达式P额＝___________。（用物理符号表示）
