Question

【题目】如图甲、乙是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置，四个相同的透明密闭容器中都有一段电阻丝，内有质量相等的空气，U形管内装有相同液体．

（1）通过观察U形管中________反映密闭容器中空气温度的变化．图甲装置可研究电流产生的热量与________的关系．

（2）图乙其中一容器外部并上一个阻值相同的电阻，通电时间相同，发现c玻璃管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的________越大，产生的热量越多．

（3）若图乙中c、d两玻璃管内液面上升高度相同，则故障可能是________．

（4）若甲、乙两次实验的电源电压及通电时间相同，则a、c两电阻产生热量较多的是________

（5）小明家的电暖气有高温和低温两个档位，为了节省电能又不至于太冷，常使用低温档，比使用高温档时接入电路中的总电阻要________．

Answer 1

【答案】液面高度 电阻 电流 e 电阻开路 c 大

【解析】

（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；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阻关系时，控制通电时间和电流不变；（2）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）若图乙中c、d两玻璃管内液面上升高度相同，则说明c、d两玻璃管内电流产生热量相同，由于c、d两玻璃管里面的电阻相等，根据Q＝I2Rt即可判断；（4）由于a、c两电阻电阻相等，根据甲乙图中的电阻连接方式和欧姆定律得出a、c电阻的电流大小，然后根据Q＝I2Rt即可判断；

（5）由于家庭电路的电压一定，根据Q＝W＝t即可判断．

(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映；如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；(2)乙装置中,两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等,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，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由题可知，c玻璃管内液面上升较高，说明左边容器中电阻产生的热量多，温度升得较快；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)若图乙中c、d两玻璃管内液面上升高度相同,则说明c、d两玻璃管内电流产生热量相同,由于c、d两玻璃管里面的电阻相等,根据Q＝I2Rt可知，通过电阻的电流相等，由于是c玻璃管的一个5Ω的电阻与d玻璃管两个5Ω的电阻并联后再串联，则说明d玻璃管两个并联的电阻外面的电阻没有电流通过，即e电阻开路；(4)甲装置中电阻a与15Ω的电阻b串联,则总电阻R甲＝Ra+Rb＝5Ω+15Ω＝20Ω，乙装置5Ω的电阻c与5Ω的电阻d、e并联后再串联,则总电阻R乙＝Rc+Rd＝5Ω+×5Ω＝7.5Ω，由于甲、乙两次实验的电源电压相同,则根据欧姆定律可知：I甲<I乙，由于a、c两电阻的阻值相等、通电时间相同,据Q＝I2Rt可知：Qa<Qc；(5)由于家庭电路的电压一定,根据Q＝W＝t可知，为了节省电能，常使用低温档，低温挡接入电路中的总电阻要大。