Question

【题目】采用如图的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。如图甲所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，将两个容器中的电阻丝R1和R2串联接到电源两端，将容器外部的电阻丝R3和R2并联：

(1)图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与____的关系，通电一段时间___（选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。电阻丝R3的作用是使通过电阻丝R1和R2的电流___；（选填“相等”“不等”）

(2)如图乙所示，某小组在实验中观察到左侧U型管中液面很快出现高度差，右侧U型管中液面高度差为零，原因是电阻丝_____断路；

(3)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟____的关系，一段时间后电阻丝产生的热量____（选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”）多。

Answer 1

【答案】电流 左瓶 不等 R2 电阻 左瓶

【解析】

(1)[1]如图甲的装置中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联；根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外，比较可知I左＞I内；两瓶中的电阻值相等（均为5Ω），通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系。

[2]通电一段时间后，由于瓶中电阻相同、通电时间相同、I左＞I内，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多。

[3]通过上面分析和图甲可知，电阻丝R3的作用是使通过电阻丝R1和R2的电流不相等。

(2) [4]乙图中，电阻丝R2与R3并联后再与电阻丝R1串联，在作图乙的实验时，观察到左侧U型管中液面很快出现高度差，右侧U型管中液面高度差为零，说明电阻丝R1能够产生热量，电阻丝R2没有产生热量，原因是电阻丝R2断路。

(3)[5]让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热；根据并联电路的电阻规律可得，右瓶中两根5Ω电阻丝并联的总电阻为2.5Ω，小于5Ω，即R左＞R右；两瓶内电阻丝的总电阻不相等，通电时间相等，电流相等，故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系。

[6]通电一段时间后，由于电流相同（即I右=I左）、通电时间相同、R左＞R右，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多。