题目内容

【题目】生活中常见这样的现象:如图甲所示,电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热.于是有的同学提出下列问题:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?在研究此问题时,某物理兴趣小组的同学采用了如图所示的乙、丙两种实验装置:两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化.
(1)利用乙装置进行实验是为了研究电流产生的热量与关系.观察丙图中的实验现象可得出的结论是
(2)若将丙图中右侧上方的5Ω的电阻丝也放入右边的容器内,那么通电一段时间后,玻璃管A、B内液面(填“A更高”或“B更高”或“相平”).
(3)当家庭电路中的导线连接处接触不良时,容易引发火灾.则图的实验结论可以用来解释这种现象.

【答案】
(1)电阻;在通电时间和电阻一定时,通过导体的电流越大,电流产生的热量越多
(2)A更高
(3)乙
【解析】解:(1)在乙装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,这表明:在相同时间内,电流相同的情况下,电阻越大,电流通过导体时产生的热量越多;(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,B端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I=I , 两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I=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,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;因此通电一段时间后,玻璃管A、B内液面,A更高. 这表明: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)当家庭电路中的导线连接处接触不良时,容易引发火灾.其原因是由于电流过大相等的时间内产生的热量较多,因此可以有乙中现象解释.
所以答案是:(1)电阻;在通电时间和电阻一定时,通过导体的电流越大,电流产生的热量越多.(2)A更高.(3)乙.
【考点精析】解答此题的关键在于理解焦耳定律内容的相关知识,掌握焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.

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