Question

19．在焦耳定律的探究实验中，小华准备了如下的实验装置．
（1）将图（1）的装置连入电路中进行实验，通电一段时间后，左边（填：左、右）的电阻产生的热量多，由此可以得出结论在通电时间和电流相同时，电阻越大，电流产生的热量越多
（2）从图中可以看出，小华图（2）的实验装置是用来研究电热与电流的关系；
（3）请在图（3）的线框中画出图（2）完整的实验电路图，

（4）图（2）中的装置通电一定时间后，可以看到，左边管中液面高于右管中的液面（填：高于，等于，低于）；由此可以得出结论在通电时间和电阻相同时，电流越大，电流产生的热量越多．

Answer 1

分析 （1）两电阻丝串联，流过它们的电流及通电时间相同，实验现象是右边电热丝电阻大，右边管中液面高于左管中的液面，这表明电阻越大，电流产生的热量越多；
（2）图（2）中两容器中电热丝阻值相同，串联在电路中通电时间也相同，电流大小不同，故探究的是导体产生热量多少与电流大小的关系；
（3）根据图（2）分析其电路结构，添加上电源和开关后便可画出其电路图；
（4）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过观察U形管中液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法．

解答 解：
（1）由图（1）可知，在该实验装置中两电阻丝串联，由串联电路的特点知：流过它们的电流与它们的通电时间都相等，实验现象是：右边管中液面高于左边管中液面，已知R_右＞R_左，这表明：在通电时间和电流相同时，电阻越大，电流产生的热量越多；
（2）图（2）中两容器中电热丝阻值相同，通电时间也相同，但电流大小不同（一个是干路电流、另一个是支路电流），故探究的是导体产生热量多少与电流大小的关系；
（3）据题目要求添加上电源和开关后画出电路图来即可，电路图如下图：

（4）图（2）中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联，根据串并联电路的电流特点知，通过左边电热丝中的电流大于右边一根电热丝中的电流，在电阻相同、通电时间相同的情况下，故电流通过左边电热丝产生的热量多，容器中空气的温度就越高，压强就越大，故使得左边管中液面高于右边管中液面；由此可以得出结论：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电流产生的热量越多．
故答案为：（1）右；在通电时间和电流相同时，电阻越大，电流产生的热量越多；（2）电流；（3）电路图如上图；
（4）高于；在通电时间和电阻相同时，电流越大，电流产生的热量越多．

点评 本题考查了学生对焦耳定律的理解和掌握，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型．