Question

如图甲、乙是探究电流通过导体时产生热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等量的空气．

（1）实验中，用_____反映密闭空气温度的变化．

（2）图甲可探究电流产生的热量与_____的关系，通电一段时间后，_____(填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多．

（3）图乙可探究电流产生的热量与_____的关系，通电一段时间后，_____(填 “左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多．

（4）该实验中用到的研究物理问题的方法是_____法(写出两种)．

(5) 某同学将两段阻值不同的电阻丝R₁、R₂分别密封在两个完全相同的烧瓶中，设计了如图丙所示的装置，装入烧瓶的煤油质量相等,利用图丙装置也可探究电流通过导体时产生热量与_______的关系，烧瓶中用煤油而不用水是因为_____．

（6）现在教材中用甲装置替代丙装置的演示，请对比甲、丙装置，评价一下甲装置的优点：_____．

Answer

U型管中液面高度的变化 电阻 右 电流 左 控制变量法、转换法 电阻 煤油的比热容小，煤油是绝缘体 甲加热空气，空气比煤油受热膨胀程度更大，现象更明显；空气更安全

【解析】

(1)由图知，当空气温度升高时，空气膨胀，U形管中的液面会出现高度差，所以实验中用U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

(2)图甲两电阻串联，电流相等，而两个电阻不等，所以可探究电流产生的热量与电阻的关系；

通电一段时间后，根据可知，电流相等时，电阻越大，产生的热量越多，所以右侧容器中电阻产生的热量多。

(3)图乙两容器中的电阻相等，而通过的电流不相等，所以可探究电流产生的热量与电流的关系；

因为右侧容器的外面并联了一个电阻，具有分流作用，即左侧电阻通过的电流大；

根据可知，电阻相等，电流越大时，产生的热量越多，所以，左侧容器中电阻产生的热量多。

(4)该实验中用到的研究物理问题的方法：

分别控制电流和电阻相等，分两次实验进行探究，是控制变量法的应用；

用U形管液面的高度差来表示产生热量的多少，是转换法的应用；

(5) 图丙中，两个电阻串联，可以保证电流相等，两电阻的阻值不同，所以利用图丙装置也可探究电流通过导体时产生热量与电阻的关系；

烧瓶中用煤油而不用水有两个原因：

一是煤油的比热容小，吸收相同的热量时，温度升高更高，所以实验时用时短，实验现象更明显；

二是普通的水是导体，而煤油是绝缘体，所以用煤油而不用水。

(6)现在教材中用甲装置替代丙装置的演示，对比甲、丙装置，甲装置的优点有：

一是容器内的空气的质量小，空气的比热容也小，所以甲装置实验时，用时短，现象更明显；

二是灯油容易燃烧，而空气不会燃烧，所以甲装置相对更安全。