Question

2．图甲、乙是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，其中，透明容器中都有一段电阻丝、密封着等量的空气，通电之前，U形管中液面的高度相同．

（1）该方案是通过U形管中液面的高度差的变化来反映电流产生热量的多少．装置乙是探究电流产生的热量与电流大小的关系（选填“甲”或“乙”）
（2）装置甲通电一会后，刘欣同学发现U形管中的液面几乎没有变化，其原因可能是装置漏气（只写一种）．
（3）图甲中，当电流为1A时，若通电时间为1min，则右侧10Ω电阻产生的热量为600J．

Answer 1

分析 （1）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液面高度差的变化来反映；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生热量跟电流大小关系时，控制通电时间和电阻不变；
（2）当装置的漏气时，U形管中的液面变化很小，甚至不会变化；
（3）根据Q=I²Rt计算电流产生的热量．

解答 解：（1）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液面高度差的变化来反映；
探究电流产生的热量与电流大小的关系时，需控制通电时间和电阻不变，电流不同，因此需选择装置乙；
（2）装置甲通电一会后，发现右边U型管中的液面几乎没有变化，可能原因是装置漏气或电阻丝短路或（容器）密封不严；
（3）已知导体的电阻是10Ω，当通过的电流为1A时，1min产生的热量，
根据焦耳定律可得：Q=I²Rt=（1A）²×10Ω×60s=600J．
故答案为：（1）高度差的变化；乙；（2）装置漏气；（3）600J．

点评 本题考查了学生利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系的实验．