Question

【题目】某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如下图所示，两个透明容器中密封着等质量的空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

(1)请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中__________。

(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫________。

(3)接好电路，闭合开关，通电一段时间后，________(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，________越大，所产生的热量越多。

(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)。移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是_________。

(5)如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，通电时间用t表示，则Q＝______________。

Answer 1

【答案】转换法右电阻在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多Q＝I2Rt

【解析】

(1)将滑动变阻器，两相同的透明容器中的U形管，开关，逐一顺次连接即可，滑动变阻的连线要注意一上一下，如下图所示：

；

(2)电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U形管内液柱的高度差来反映，这种方法是初中物理常用的转换法；(3)因串联电路中各处的电流相等,所以,两电阻丝串联时通过它们的电流相等;由Q＝I2Rt可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大所以B管中的液面较高；(4)在乙装置中一个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,B端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右＝I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，根据U型管液面的高度可知，电流越大，热量越多；故结论为：在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多；(5)由焦耳定律可知,Q＝I2Rt.