Question

7．小华、小玲分别设计了如图所示的两个装置，用来探究“导体产生的热量与什么因素有关”．两个透明的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封空气温度的变化．
（1）小华将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，如图甲，他是探究导体产生的热量与电阻的关系．
（2）小玲设计的两容器中的电阻丝电阻一样大，并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝，如图乙．她探究导体产生的热量与电流的关系．
（3）实验中，电流产生热量的多少是通过U形管两端液面高度差体现出来的．他们在探究过程中使用了转化法．

Answer 1

分析 电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究时运用了控制变量法；
（1）探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
（2）探究电流产生热量跟通电电流关系时，控制通电时间和电阻不变；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法．

解答 解：
（1）在甲装置中，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，探究导体产生的热量与电阻的关系；
（2）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，右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，探究导体产生的热量与电流的关系；
（3）据试验装置可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U型管中的液面会发生变化，故虽然热量的多少不能直接观察，但可以通过U型管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法．
故答案为：（1）电阻；（2）电流；（3）U形管两端液面高度差；转化．

点评 此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大．