Question

9．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置．两个相同的透明容器中密封着等量的空气，A、B两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示．
（1）本实验利用U形管中液面高度差的大小反映放出热量的多少，这是利用了科学方法中的转换法．
（2）本实验得到的实验结论是：在相同时间内，电阻相同的情况下，电流越大，产生热量越多．
（3）不改变导线连接方式，如果将图中上方5Ω的电阻也放在右边的容器内，重复上述实验，一段时间后，A管内液面高差大．（选填“A”或“B”）

Answer 1

分析 （1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想．
（2）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）探究电流产生热量跟电阻的关系时，控制电流和通电时间不变．

解答 解：（1）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，这是利用了科学方法中的转换法．
（2）装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，B端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I_右=I_左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I_右=I₁+I₂，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I₁=I₂，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=I²Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，玻璃管A、B内液面，A更高．
这表明：在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多．
（3）不改变导线连接方式，如果将图中上方5Ω的电阻也放在右边的容器内，这样右边容器内的电阻减小，左右容器的电阻串联，电流相同，故在通电时间和电流一定时，左边容器的电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多，A液面的高度差大．
故答案为：（1）高度差；（2）在相同时间内，电阻相同的情况下，电流越大，产生热量越多；（3）A．

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．