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图所示，两个透明容器中密封着等量空气，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）透明容器中密封一定量的空气的优点是_______________；实验中通过观察U型管液面高度的变化，可以比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______________。

（2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝_________ （填电路连接方式），是为了研究电流产生的热量与________的大小的关系，这种研究方法叫_____________法。

（3）将图甲闭合开关，通电一段时间后，_______ （填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大； 通电一段时间后，若发现图甲中的U 型管的液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是________。

（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），图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是 _________ ．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______。

Answer 1

【答案】空气受热容易膨胀，便于实验观察 转换法 串联 电阻 控制变量 右 空气盒气密性不好 分流 在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多

【解析】

探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素，甲图中两容器中接入电路中的阻值不同，探究的是导体产生热量与电阻大小的关系的装置；乙图中两容器中接入的阻值相同，但右侧容器内的电阻并联了一个与之相等大小的电阻，它起到了分流的作用，是探究导体发出热量与电流关系的装置；

（1）透明容器中密封一定量的空气的优点是空气很容易受热膨胀，便于实验观察；通过观察U型管液面高度的变化，可以比较电流通过导体产生热量的多少运用了转换法的思想，将不易直接观察的热量转化为U型管液面高度的变化；

（2）图甲中，串联在一起的两个电阻大小不相等，因为他们串联，所以流经他们的电流相同，可以探究相同时间内，产生的热量与电阻大小的关系，体现了控制变量法的思想；

（3）根据焦耳定律可知，Q=I2Rt，相同时间内，电阻越大产生的热量越多，所以U型管右侧的高度变化大；若通电一段时间后，若发现图甲中的U 型管的液面高度几乎不变，可能的原因是空气盒气密性不好，所以电阻丝所在容器内的大气压强始终不变。

（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），图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，干路电流被外接的5Ω电阻分流一部分，所以电阻大小相同时，右侧容器内电阻的电流较小，产生的热量较小，液面变化也就较小，所以在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多