Question

17．如图甲、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，两个透明容器中都有一段电阻丝，密封着等量的空气．

（1）实验装置甲是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，实验装置乙是探究电流产生的热量与电流大小的关系．
（2）实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，该实验方案是通过U形管中液面的高度差来反映电流产生热量的多少．
（3）实验中，甲装置通电一会后，刘欣同学观察发现右边U形管中的液面上升较快，这一实验现象表明，在电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电阻产生的热量越多．

Answer 1

分析 （1）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关系时，控制电阻和通电时间不变；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；
（2）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；
（3）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．

解答 解：
（1）实验装置甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，探究电流产生热量跟电阻关系；
实验装置乙，两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系；
（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映；
（3）甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，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，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多．
故答案为：（1）电阻；电流；（2）相同；高度差；（3）相同；越多．

点评 此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大．