Question

实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。

（1）在实验过程中，通过观察U形管中________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。

（2）图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系，分析图乙所示的装置的实验现象， 可以得出的结论是： _______.

（3）利用图甲装置探究“比较不同物质吸热能力”

（a）在两个完全相同的容器中分别装入___、初温都相同的水和煤油

（b）为了完成实验，应将b瓶中的电阻丝变为_____Ω ，可以认为在相同时间内水和煤油吸收的热量___   

（c）根据实验测得的数据绘制图丙图像，由图像可知煤油的比热容是 ______

Answer

液面高度 电阻 在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 质量 5 相等

【解析】

(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气盒内温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法为转换法；

(2)[2]如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻的关系；

[3]图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即；两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知：

所以，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中U形管液面高度差大，电流产生的热量多；分析图乙两装置的实验现象，可以得出的结论是：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。

(3)[4]根据控制变量法，要比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油；

[5][6]为了使相同时间内水和煤油吸收的热量相等，根据，设计的电路必须满足的条件是加热的两个电阻的阻值相等，所以应将b瓶中的电阻丝变为；

[7]由丙图可知，当水和煤油都加热5分钟时，水的温度变化量是：

煤油的温度变化量是：

而且水和煤油吸收的热量相同；则有：

由得：

解得：