Question

在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置，透明的容器中密闭了等量的空气。

（1）实验中是通过观察__________________________来判断导体产生热量的多少的。

（2）图甲所示的实验装置，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在 _________和通电时间相同的情况下，导体的___________越大，产生的热量越多。

（3）图乙所示的实验装置，通电3min，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在_________和通电时间相同的情况下，导体的_________越大，产生的热量越多；若电源电压为6V，则左侧容器中的导体产生的热量是 ___________ J。

（4） 该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和__________法。

Answer

液面高度 电流 电阻 电阻 电流 144J 转换法

【解析】

(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；

(2)[2][3]将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多；

(3)[4][5]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=I1+I2，

两电阻阻值相等，则支路中电流相等：I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多；

[6]由图可知，右边并联，根据并联电路电阻关系得到右边总电阻：

，

乙图中，左边与右边串联，则乙图的总电阻为：

，

则乙图干路电流为：

，

左边与右边串联，右边两个5Ω的电阻并联，有：

，

则右边一条支路上通过电阻的电流为：

根据由Q=I2Rt可得，左侧容器中的导体产生的热量是：

；

(4)[7]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，控制通电时间和电压不变，因此需要电阻并联，由(1)[1]知此实验还用到了转换法。