Question

【題目】如圖是探究“電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”的兩套實驗裝置，甲、乙裝置都是兩個透明容器中密封著等量的空氣，丙裝置中的兩個燒瓶中裝的是等質量的煤油。

(1)實驗時，放棄了丙裝置而選擇了甲、乙裝置的好處是_____；

(2)利用甲裝置實驗時，可探究電流產生的熱量與_____的關系，要比較電阻絲產生的熱量的多少，只需比較與之相連的U形管中_____；

(3)利用乙裝置實驗時，可探究電流產生的熱量與_____的關系，其中電阻的作用主要是_____。請在方框中畫出乙裝置中三個電阻的連接電路圖；

（________）

(4)如果乙裝置中發生了斷路，保證通電時間相同，與步驟(3)相比較，則左側U形管中液面的高度差將_____（填“變大”“變小”或“不變”）；

(5)精確研究表明：電流通過導體產生的熱量跟_____成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規律叫做焦耳定律。

Answer 1

【答案】同樣受熱的情況下，氣體比液體的膨脹程度更顯著 電阻 液面高度差的變化 電流 使通過和的電流不相等 變小 電流的二次方

【解析】

(1)[1]采用甲、乙裝置加熱時，空氣受熱，空氣比煤油受熱膨脹程度更大，現象更明顯。

(2)[2]如圖甲，兩個電阻串聯在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，運用控制變量法，探究電流產生熱量跟電阻的關系。

[3]比較電阻絲產生的熱量的多少，可以比較與之相連的U形管中液面高度差的變化，U形管中液面的高度差大，產生的熱量越多。

(3)[4][5]圖乙裝置中電阻R1與電阻R2和R3并聯后再串聯，根據串聯電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，容器內兩個電阻的阻值相同，R3起到分流的作用，使通過R1和R2的電流不相等，探究電流產生熱量跟電流的關系。

[6]根據題意，結合電阻的串并聯規律分析，可得出電路圖如圖所示：

(4)[7]當乙裝置中R3發生了斷路時，電路中只有R1和R2串聯，此時電路中的總電阻變大，由歐姆定律可知電路中電流變小，在相同時間內，電阻絲R1產生熱量變小，與步驟(3)相比較，則左側U型管中液面的高度差將變小；

(5)[8]精確研究表明：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比，這個規律叫焦耳定律，可用公式Q=I2Rt表示。