Question

6．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气．

（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U型管中液面的高度差．
（2）甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，通电一段时间后，右（填“左”或“右”）侧容器中U型管中液面的高度差大．
（3）乙装置中的电阻R₃的作用主要是使通过R₁和R₂的电流不相等．
（4）如果乙装置中R₃发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U型管中液面的高度差将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系．可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在BD两个接线柱之间即可．

Answer 1

分析 （2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究时运用了控制变量法；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；
（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电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流，因此需要电阻并联；
（4）当乙装置中R₃发生了断路时，电路中只有R₁和R₂串联，此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据焦耳定律Q=I²Rt在相同时间内，电阻丝产生热量的变化，得出结论；
（5）要探究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，需要将两电阻丝并联，据此分析甲装置的改动方案．

解答 解：
（2）在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，探究导体产生的热量与电阻的关系；甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，右侧电阻丝产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，右侧容器中U型管中液面的高度差大；
（3）图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系；
（4）当乙装置中R₃发生了断路时，电路中只有R₁和R₂串联，此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据焦耳定律Q=I²Rt在相同时间内，电阻丝R₁产生热量变小，与步骤（3）相比较，则左侧U型管中液面的高度差将变小；
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，应将两电阻丝并联，所以将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在BD两个接线柱之间即可．
故答案为：（2）电阻；右；（3）使通过R₁和R₂的电流不相等；（4）变小；（5）BD．

点评 本题考查了学生对焦耳定律的认识，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．