Question

14．实验小组利用图示装置探究焦耳定律，他们将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭有适量的空气，乙装置中另有一个5Ω的电阻在盒外与d并联．

（1）该实验是通过观察U形管两侧液柱的高度差来比较电阻丝产生热量的多少的．
（2）根据甲装置中的实验现象得到的实验结论是电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多．
（3）乙装置右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是使通过电阻丝c、d的电流不相等．

Answer 1

分析 （1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法；
（2）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．
（3）根据并联电路具有分流作用进行分析．

解答 解：
（1）据试验装置可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U型管中的液面会发生变化，故虽然热量的多少不能直接观察，但可以通过U型管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法；
（2）甲容器中的电阻小于乙容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；乙容器中的U形管的液面高，说明产生的热量大，故结论为：电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；
（3）因为并联电路中的电阻比任何一个电阻都小，当乙容器外连接的5Ω电阻后，通过乙容器内电阻的电流减小，因此图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变乙容器内电阻的电流；即使通过金属丝d、c的电流不同．
故答案为：（I）U形管两侧液柱的高度差；（2）电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；（3）使通过电阻丝c、d的电流不相等．

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、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键．