Question

某实验小组为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如下图甲和乙所示的实验电路。

(1)实验中通过观察U型管两边液柱上升的________来判断电流通过导体产生的热量的多少。

(2)通过实验得到结论：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越________（选填：“大”或“小”），产生的热量多。

(3)该实验用到的实验方法是：________和转换法。采用图乙连接方式，其目的是为了_____________。

(4)若想比较另两个电热丝A和B阻值的大小，利用图甲的电路，用A、B分别取代5Ω和10Ω，发现A电阻对应的液注升高较快，则U_A________U_B，R_A________R_B。（均选填：“>”、“<”或“=”）

Answer

高度 大 控制变量法 控制两根电阻丝的电阻和通电时间相等，而使电流不等 > >

【解析】

本题考查焦耳定律的相关实验，根据控制变量法和转化法求解。

(1)[1]电流通过导体产生的热量，加热盒中的空气受热而膨胀，使U型管中的液体液面上升，左右两边产生的热量不同时，U型管中的液体液面出现高度差，从而反映电流通过导体产生的热量的不同。

(2)[2]由图甲可知，通过两电阻电流相同，右侧电阻大，液面上升的高，可知在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量多。

(3)[3]探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验中有两个变量，所以应用控制变量法。

[4]采用图乙连接方式，右侧两个10Ω的电阻并联，再与左侧10Ω的电阻串联，使两加热盒中电阻的阻值相同但电流不同，通过电阻丝的时间相同。

(4)[5][6]发现A电阻对应的液注升高较快，说明相同时间A电阻放出的热量多，由公式可知，电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多，即RA>RB，由串联分压规律可知UA>UB。