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    18．如图是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置．
    （1）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是通过U形管内液柱的高度差显示电流产生热量的多少的．
    （2）图1中在两个密闭容器中装有质量相等（选填“相等”或“不等”）的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与电阻大小的关系；通电一段时间后观察到左边液柱明显低于右边，则可得出的结论是：电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多．
    （3）为了探究电流产生的热量与电流大小的关系设计了如图2所示的电路，右密闭容器中电阻R2的大小是10Ω，通电相同的时间，设R1，R2，R3产生的热量分别是Q1，Q2，Q3，则Q1，Q2，Q3的大小关系是：Q1＞Q3＞Q2．

    分析 （1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度差的变化来反映．
    （2）根据Q=cm△t，当物体的质量和比热相同时，物体的温度升高越多，物体吸收热量越多．
    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）根据图2中电阻丝连接特点，由Q=I2Rt分别表示出三个电阻产生热量比较即可．

    解答 解：
    （1）电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U形管内液柱的高度差来反映，这种方法是初中物理常用的转换法．
    （2）两个密闭容器中装有质量相同的空气，空气的质量和比热相同，根据Q=cm△t，温度变化量相同，空气吸收热量相同；相同时间内，空气温度升高越快，空气吸收热量越多，电流产生热量越多；
    如图1，两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；
    通电一段时间后观察到左边液柱明显低于右边，说明电阻大的产生热量多，则可得出的结论是：在电流和通电时间相等时，电阻越大，产生热量越多；
    （3）如图2，探究电流产生的热量与电流大小的关系，应控制电阻和通电时间不变，所以R2=R1=10Ω；
    图R2与R3并联再与R1串联，所以I=I1=I2+I3，
    由分流原理，$\frac{{I}_{2}}{{I}_{3}}$=$\frac{{R}_{3}}{{R}_{2}}$=$\frac{5Ω}{10Ω}$=$\frac{1}{2}$，
    所以I2=$\frac{1}{3}$I，I3=$\frac{2}{3}$I，
    由Q=I2Rt，
    Q1=I2R1t=10I2t，
    Q2=I22R2t=（$\frac{1}{3}$I）2×10Ωt=$\frac{10}{9}$I2t，
    Q3=I32R3t=（$\frac{2}{3}$I）2×5Ωt=$\frac{20}{9}$I2t，
    所以Q1＞Q3＞Q2．
    故答案为：（1）U形管内液柱的高度差；（2）相等；电阻大小；电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多；（3）10Ω；Q1＞Q3＞Q2．

    点评 掌握电流产生热量多少的影响因素，利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系．并能根据电路特点利用焦耳定律公式分析比较电热关系．

    练习册系列答案
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