Question

18．如图是小红探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着质量和初温相同的空气．接通电源后，容器中的空气被加热而膨胀，通过观察U形管中液面高度的变化比较电流通过电阻丝产生的热量．
（1）小红利用如图的装置探究电流产生的热量与电流的关系，通电一段时间后甲（选填“甲”或“乙”）容器内的电阻丝产生的热量多．
（2）断开电路，让实验装置冷却到初始状态，把乙容器并联的两根电阻丝都放入乙容器中．小红这样做是为了探究电流产生的热量与电阻的关系，通电一段时间后电阻丝产生的热量甲多（选填“甲多”、“乙多”或“一样多”）．

Answer 1

分析 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；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流．结合对焦耳定律Q=I²Rt的理解可判断产生热量的多少．

解答 解：
（1）图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，
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的电阻电流相等，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=I_内+I_外，
所以，I_左＞I_内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系；由焦耳定律Q=I²Rt可知，通电一段时间后甲容器内的电阻丝产生的热量多．
（2）断开电路，让实验装置冷却到初始状态，把乙容器并联的两根电阻丝都放入乙容器中．因为两电阻并联后，其总电阻小于其中一个分电阻，即小于5Ω，所以小红这样做是为了探究电流产生的热量与电阻的关系，由焦耳定律Q=I²Rt可知，通电一段时间后甲电阻丝产生的热量多．
故答案为：（1）电流；甲；（2）电阻；甲多．

点评 本题考查了学生对焦耳定律的认识，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型．