为探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 .小梦设计了如图所示的实验电路.电阻丝R1和R2分别装在两个密闭的空气盒内.R3备用.R1=5Ω.R2=R3=10Ω.橡胶管将密闭空气盒和装有红色液体的U形玻璃管相连．(1)根据实验电路.可以知道小梦研究的是:电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系．(2)在实验中.观察U形玻璃管中液面高� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

13．

为探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”，小梦设计了如图所示的实验电路，电阻丝R₁和R₂分别装在两个密闭的空气盒内，R₃备用，R₁=5Ω，R₂=R₃=10Ω，橡胶管将密闭空气盒和装有红色液体的U形玻璃管相连．
（1）根据实验电路，可以知道小梦研究的是：电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系．
（2）在实验中，观察U形玻璃管中液面高度差的目的是为了判断：电流通过导体产生热量的多少．
（3）通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是空气盒的气密性不好．
（4）如果小梦继续探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，应使用R₃与其中一个电阻R₁（选填“R₁”或“R₂”）并联（选填“串”或“并”），且安装在盒内（选填“盒内”或“盒外”）
（5）该实验中用到的物理研究方法有转换法和控制变量法．

分析（1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间长短有关．探究电流产生热量跟电流大小的关系时，控制电阻和通电时间不变；
探究电流产生的热量跟电阻大小的关系时，控制电流大小和通电时间不变；探究电流产生的热量跟通电时间的关系，控制电阻大小不变；
（2）电流产生热量的多少不易直接测量，实验中通过气体的热胀冷缩改变U形玻璃管中液面高度差；
（3）可从漏气、橡胶管没有扎住等方面进行分析；
（4）探究电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间一定；
（5）对基本的物理研究方法熟悉其本质特征，然后进行判断即可；
“控制变量法”：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，
就需要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系；
“转换法”指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；
将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法．

解答解：（1）两个密闭的空气盒内分别接入不同阻值电阻丝，并且串联在电路中，
通过两个电阻的电流相等，通电时间相等，两个密闭的空气盒内的电阻不同，
观察U形管内液面的高度变化，探究电流产生的热量跟电阻大小的关系．
（2）由Q=I²Rt可知，电阻丝R₁和R₂在相同时间内产生的热量不同，
因此会导致密封盒内空气的膨胀情况不同，故会导致U形玻璃管中出现液面高度差；
在实验中，观察U形玻璃管中液面高度差的目的是为了判断：电流通过导体产生热量的多少．
（3）由Q=I²Rt可知，电阻丝R₁和R₂在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；
而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气．
（4）探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，控制电阻、通电时间一定，
应对比R₂、R₃产生的电热，所以为了改变电流，应把R₃与其中一个电阻R₁并联，且安装在盒内．
（5）导体产生的热量与导体的电阻、电流、通电时间有关，当研究导体产生的热量与其中一个量的关系时，
应控制其他的量相同，这种研究问题的方法叫控制变量法．
由于电流产生热量的多少不易直接测量，因此在实验中，通过观察U形玻璃管中液面高度差来判断电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法，
故该实验中用到的物理研究方法有转换法和控制变量法．
故答案为：（1）电阻大小；
（2）电流通过导体产生热量的多少；
（3）空气盒的气密性不好；
（4）R₁；并；盒内；
（5）转换法；控制变量法．

点评本题考查了学生对焦耳定律探究实验、串并联电路电流关系的了解和掌握，并可以通过巧妙的实验来验证一些结论，同时在该实验中利用了控制变量法，该实验方法在实验探究中经常用到．

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