题目内容
6.小明同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置(三个完全相同容器中密封了初温和质量都相等的空气).请仔细观察实验结果进行分析.| h1 | h2 | h3 | |
| U型管液面高度差/cm | 4 | 8 | 2 |
(2)探究电热和电阻的关系应采用甲乙两容器,比较h1和h2的关系可以初步得到结论:在电流和通电时间相同时,电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比;
(3)探究电热和电流的关系应采用乙丙两容器,比较h2和h3的关系可以初步得到结论:在导体的电阻和通电时间相同时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比.
分析 (1)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过U形管中液面高度差来反映.这种方法是转换法.
(2)根据焦耳定律,电流通过导体时产生热量的多少与电阻和电流及通电时间有关,要探究热量跟电阻的关系,应使电流和通电时间相同,电阻不同;
(3)要探究热量与电流的关系,则应使电阻和通电时间相同,电流不同;根据实验现象和焦耳定律内容得出结论.
解答 解:(1)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过U形管中液面高度差来反映,这是转换法;U形管中液面高度差越大,电流产生的热量越多.
(2)研究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系,采取串联的连接方式来控制通过两段电阻丝的电流和通电时间相等,电阻丝的阻值应当不同,观测并比较电阻丝放出热量的变化,从而得出结论,故应选择甲和乙两容器;
(3)当研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系时,应控制通电时间、电阻相同,改变通过电阻丝的电流大小,观测并比较电阻丝放出热量的变化,从而得出结论,故选择乙丙容器.
比较h2和h3的关系,结合焦耳定律内容可以得到结论:在导体的电阻和通电时间相同时,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比.
故答案为:(1)转换法;(2)甲乙;(3)乙丙;二次方成正比.
点评 根据焦耳定律,Q=I2Rt,电流通过导体产生的热量多少与电流、电阻和通电时间有关,所以在探究过程中要注意控制变量法的应用.
练习册系列答案
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