题目内容

20.如图所示为小李老师改装的“探究焦耳定律”的实验装置.两个烧瓶中密封着等量的温度相同的空气,利用电热丝加热瓶中空气后,U形管中液面高度的变化间接反映密闭空气温度的变化.下列说法正确的是(  )
A.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
B.通过一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
C.该实验装置是为了探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系
D.将左容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,就可以探究导体产生的热量与电阻的关系

分析 电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关.
(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,体现的是转换思想;
(2)根据焦耳定律Q=I2Rt判定电阻产生热量的多少,从而判定出U形管中液面的高度差的变化关系;
(3)探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间不变;
(4)探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时,要控制电流?通电时间不变.

解答 解:A、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但烧瓶中的空气会热胀冷缩,会使的U型管液面高度差发生变化,据此来判定放热多少,这种研究方法叫转换法,故A错误;
B、由于左侧电阻中的电流大于右侧电阻的电流,在电阻相同的情况下,左侧盒中的电热多,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小,故B错误;
C、分析该题可知,烧瓶中的电阻是相同的,但电阻通过的电流是不同的,所以此实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系,故C正确;
D、将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后,电阻不同,且通过盒中电阻丝的电流也是不同的,所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故D错误;
故选C.

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.

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