Question

5．以下是物理课本《焦耳定律》中节选的部分内容，请你阅读后解答下列问题：

（1）在实验中，观察U形管中液面高度差的目的是为了比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）通电一段时间后，发现其中一个U形管压面高度几乎不变，其原因可能是空气盒漏气．
（3）排除故障后，观察到U形管中液面高度如图所示，这表明在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与电流有关．

Answer 1

分析 （1）电流产生热量的多少不易直接测量，实验中通过气体的热胀冷缩改变U形玻璃管中液面高度差．
（2）可从漏气、橡胶管没有扎住等方面进行分析．
（3）分析R₁、R₂相同的量和不同的量，得出结论．

解答 解：（1）由Q=I²Rt可知，电阻丝R₁和R₂在相同时间内产生的热量不同，因此会导致密封盒内空气的膨胀情况不同，故会导致U形玻璃管中出现液面高度差；因此形玻璃管中液面高度差的目的是为了判断电流通过导体产生热量的多少；
（2）由Q=I²Rt可知，电阻丝R₁和R₂在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气．
（3）由图知，两个电阻大小相等，左边电阻在干路，右边电阻在支路，通过左边电阻的电流大于右边电阻的电流，且左边液面比右边液面要高，说明产生的热量更多，可得电阻和通电时间相同，产生的热量与电流有关，且电流越大，产生的热量越多．
故答案为：（1）电流通过导体产生热量的多少；（2）空气盒漏气；（3）电阻；电流．

点评 本题考查了学生对焦耳定律的认识，并可以通过巧妙的实验来验证一些结论，同时在该实验中利用了控制变量法，该实验方法在实验探究中经常用到．