Question

如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的两套实验装置，甲、乙装置都是两个透明容器中密封着等量的空气，丙装置中的两个烧瓶中装的是等质量的煤油。

(1)实验时，放弃了丙装置而选择了甲、乙装置的好处是_____；

(2)利用甲装置实验时，可探究电流产生的热量与_____的关系，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中_____；

(3)利用乙装置实验时，可探究电流产生的热量与_____的关系，其中电阻的作用主要是_____。请在方框中画出乙装置中三个电阻的连接电路图；

（________）

(4)如果乙装置中发生了断路，保证通电时间相同，与步骤(3)相比较，则左侧U形管中液面的高度差将_____（填“变大”“变小”或“不变”）；

(5)精确研究表明：电流通过导体产生的热量跟_____成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。

Answer

同样受热的情况下，气体比液体的膨胀程度更显著 电阻 液面高度差的变化 电流 使通过和的电流不相等 变小 电流的二次方

【解析】

(1)[1]采用甲、乙装置加热时，空气受热，空气比煤油受热膨胀程度更大，现象更明显。

(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，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系。

[3]比较电阻丝产生的热量的多少，可以比较与之相连的U形管中液面高度差的变化，U形管中液面的高度差大，产生的热量越多。

(3)[4][5]图乙装置中电阻R1与电阻R2和R3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，容器内两个电阻的阻值相同，R3起到分流的作用，使通过R1和R2的电流不相等，探究电流产生热量跟电流的关系。

[6]根据题意，结合电阻的串并联规律分析，可得出电路图如图所示：

(4)[7]当乙装置中R3发生了断路时，电路中只有R1和R2串联，此时电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知电路中电流变小，在相同时间内，电阻丝R1产生热量变小，与步骤(3)相比较，则左侧U型管中液面的高度差将变小；

(5)[8]精确研究表明：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，这个规律叫焦耳定律，可用公式Q=I2Rt表示。