题目内容
【题目】小明在做探究“电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关”的实验:
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如图甲所示,A、B两个透明容器中密封着等量的空气,两个密闭容器中都有一段长度和材料均相同的金属丝,右边容器中的电阻比较大,则两根金属丝中横截面积较大的是_______(填“A”或“B”)空气盒中的金属丝,实验中,小明将两个电阻串联,通过观察______________来判断金属丝产生热量的多少。若想探究“电流通过导体产生热的多少跟电流大小的关系”,在图乙给出的装置的基础上还应该_______________.
【答案】A U型管中液面的变化 在右侧盒外并联一个5Ω的电阻
【解析】
(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;
(2)将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两电阻丝的电流和通电时间相同,根据焦耳定律Q=I2Rt分析答题,观察U型管中液面的变化判断热量的变化;
(3)探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量跟通电时间关系时,控制电流和电阻不变。
材料与长度均相同的金属丝,导体电阻与横截面积成反比,已知右边容器中的电阻比较大,即A电阻比较小,则两根金属丝中横截面积较大的是A;
实验中,小明将两个电阻串联,通过他们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,通过观察U型管中液面的变化来判断金属丝产生热量的多少;
若想探究“电流通过导体产生热的多少跟电流大小的关系”,在图乙给出的装置的基础上还应该,在右侧盒外并联一个5Ω的电阻,通过右侧盒内电阻的电流变小,因此乙图中右侧盒外连接5Ω的电阻的作用是改变右侧盒内电阻的电流;把电阻接在盒子外侧,不改变右侧内部的电阻大小,便于探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
【题目】在探究“影响电流的因素”时,老师为同学们准备了如下器材:学生电源、电流表、电压表、不同阻值的定值电阻、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)在探究“通过导体的电流I与导体两端的电压U关系”时,不同实验小组选取不同阻值的电阻进行实验,甲小组利用这些器材设计了如图所示的电路。正确操作完成实验得到如下表所示的实验数据,请根据表中数据归纳出I与U的关系:I =_______。
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电压U/V | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
电流I/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 |
(2)接下来甲小组和乙小组合作学习,他们将数据整合后绘制出了两个电阻的I-U图像,如图所示。甲、乙图像均为过原点的倾斜直线,但倾斜程度不同。请根据所学知识分析原因_______。
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