Question

13．小刚同学在探究“电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图，回答下列问题：
（1）在此实验中电流产生的热量不易直接测量，都是通过观察U形管中液面高度的变化，来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．
（2）在图甲中的两个密闭容器中各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，在图乙中两密闭容器中的电阻丝阻值一样，但在其中一容器外并联了一个阻值相同的电阻丝，此装置探究的是电流产生的热量与电流的关系．
（3）通过对比观察，你认为图甲装置中b（选填“a”或“b”）容器中的电阻丝产生的热量多．由此可知：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多．

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，这种研究方法叫转换法；
（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．
（3）根据转换法，由两U形管液面的高度差判断容器中的电阻丝产生的热量多少；根据控制变量法得出结论．

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，这种研究方法叫转换法；
（2）图甲中，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，所以探究是电流产生热量跟电阻大小关系；
图乙中，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．
（3）图甲中，两电阻串联，电流相等，通电时间相同，b容器中电阻大于a容器中的电阻大小，对比图甲中两U形管液面的高度差，可知，与b容器中电阻相连的U形管液面高度差大，所以b容器中电阻丝产生的热量多，由此可知：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多．
故答案为：（1）液面高度；
（2）电阻；电流；
（3）b；电阻．

点评 本题探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关，考查转换法、控制变量法的应用及分析得出结论的能力．