Question

16．采用如圖的裝置探究“電流產生的熱量跟什么因素有關”，接通電源，瓶內的空氣被加熱后膨脹，使U型管中的液面發生變化，通過觀察U型管的液面變化情況比較出瓶內電阻絲的發熱多少．
（1）如圖所示的是探究電流產生的熱量跟電流的關系，通電一段時間左瓶（選填“左瓶”或“右瓶”）內的電阻絲產生的熱量多．
（2）讓實驗裝置冷卻到初始狀態，把右瓶并聯的兩根電阻絲都放入瓶內，接通電源比較兩瓶內電阻絲發熱多少．此時該裝置是探究電流產生的熱量跟電阻的關系，一段時間后電阻絲產生的熱量左瓶（選填“左瓶”、“右瓶”或“兩瓶一樣”）多．

Answer 1

分析 （1）電流產生的熱量跟電流的大小、電阻的大小、通電時間有關；
探究電流產生熱量跟電流關系時，需控制通電時間和電阻相同，改變電流的大小；
探究電流產生熱量跟電阻關系時，需控制通電時間和電流相同，改變電阻的大小；
（2）分析圖中的實驗裝置，看電流、電阻和通電時間中，哪些相同、哪些不同，從而判斷實驗探究電流產生的熱量與什么因素有關；
（3）根據焦耳定律的公式Q=I²Rt判斷產生熱量的多少．

解答 解：（1）如圖的裝置中，右邊兩個5Ω的電阻并聯后與左邊5Ω的電阻再串聯；
根據串聯電路的電流特點可知，右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I_右=I_左，
兩個5Ω的電阻并聯，根據并聯電路的電流特點可知I_右=I_內+I_外，比較可知I_左＞I_內；
兩瓶中電阻相等（均為5Ω），通電時間相等，電流不同，故探究的是電流產生的熱量跟電流的關系；
通電一段時間后，由于電阻相同、通電時間相同、I_左＞I_內，根據焦耳定律Q=I²Rt可知，左瓶內的電阻絲產生的熱量多．
（2）讓實驗裝置冷卻到初始狀態，把右瓶并聯的兩根電阻絲都放入瓶內，右瓶中兩根電阻絲對瓶內空氣進行加熱；根據并聯電路總電阻的計算公式可得，右瓶中兩根5Ω電阻絲的總電阻為2.5Ω，小于5Ω，即R_左＞R_右；
兩瓶內電阻絲的總電阻不相等，通電時間相等，電流相等，故探究的是電流產生的熱量跟電阻的關系；
通電一段時間后，由于電流相同（即I_右=I_左）、通電時間相同、R_左＞R_右，根據焦耳定律Q=I²Rt可知，左瓶內的電阻絲產生的熱量多．
故答案為：（1）電流；左瓶；（2）電阻；左瓶．

點評 本題考查了學生對焦耳定律的理解，注重了探究實驗的考查，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，是中考物理常見題型．