Question

【题目】在研究电流通过电热丝产生的热量与哪些因素有关的实验中，研究性学习小组设计了如图所示的实验装置，将导线 A、B 分别接在电源两端，密封在塑料盒中的电热丝对盒中的空气加热。若电热丝阻值保持不变，密封塑料盒吸热及其体积的变化均可忽略不计，则可通过 U 形管中液柱高度的变化，判断盒中空气被加热的情况，从而可知电流通过电热丝产生热量的多少。

实验中，他们取四套这样的装置，其中只是电热丝的阻值有所不同（均已标在图中），其它方面均完全相同，将它们组装成如图甲、乙所示的情景，其中各 U 形管两侧的液柱高度均相同，在乙图右侧塑料盒外又并联了一个阻值为 5Ω的电热丝，将导线 A、B 分别接在电源两端进行实验。下列说法中正确的是

A. 甲实验中两个电热丝串联只是为了控制通过两个电热丝的电流这一个变量相等

B. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系

C. 甲实验通电一段时间后，左右两侧塑料盒内空气吸收的热量之比为 1：2

D. 乙实验通电一段时间后，左右两侧塑料盒内空气吸收的热量之比为 4：1

Answer 1

【答案】CD

【解析】

根据控制变量法分析甲乙实验中研究电流产生的热量与哪个因素有关；
根据焦耳定律得到甲乙实验中左右两侧塑料盒内空气吸收的热量之比。

A．甲实验两电阻丝阻值不同，两电阻串联后，控制通过电阻丝的电流和通电时间相同，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A错误；

B．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；

C．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻是左侧电阻的2倍，产生的热量也是左侧的2倍，故左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1：2，故C正确；

D．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，左侧的电流是右侧电流的2倍，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍，即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4：1，故D正确。

故选CD。