實(shí)驗(yàn)必考一題：實(shí)驗(yàn)10 探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方通過實(shí)驗(yàn)得出電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流大小、導(dǎo)體的電阻大小、通電時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。電爐絲接入電路時(shí)，電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？換句話說，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)？根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)可以猜想電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少可能跟導(dǎo)體的電阻大小、通過導(dǎo)體的電流大小以及通電時(shí)間有關(guān)。2個(gè)相同的密封著等量空氣的透明容器、2個(gè)U型管、3根阻值為的電阻絲、1根阻值為的電阻絲、電源、導(dǎo)線等。1．如下圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化；兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲，右邊容器中電阻絲的電阻比較大，將兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)右邊U形管中的液面高于左邊U形管中的液面；2．如下圖所示，兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在右邊容器的外部，將另一個(gè)相同的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，然后再與左邊容器的電阻串聯(lián)，接通電路，在通電時(shí)間相同的情況下，我們會(huì)看到左邊U形管中的液面高于右邊U形管中的液面。1．如下圖所示，兩容器中電阻絲阻值不同，通過它們的電流相等，通電時(shí)間相同，右邊U形管中的液面高于左邊U形管中的液面，說明右邊容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量多。這表明：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多；2．如下圖所示，兩容器中電阻絲的阻值相同，根據(jù)串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律可知，通過左邊容器中電阻絲的電流大于通過右邊容器中電阻絲的電流，通電時(shí)間相同，左邊U形管中的液面高于右邊U形管中的液面，說明左側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。這表明：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多；3．由常識(shí)可知，在電流、電阻相同情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻、通過導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間有關(guān)，導(dǎo)體的電阻越大、通過導(dǎo)體的電流越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量就越多。1．控制變量法：在圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，密封容器中裝有5Ω和10Ω的電阻絲串聯(lián)，目的是控制通過它們的電流和通電時(shí)間相同；在圖2所示的實(shí)驗(yàn)中，密封容器中都裝有5Ω的電阻絲，是為了控制電阻和通電時(shí)間相同，兩次實(shí)驗(yàn)均采用了控制變量法；2．轉(zhuǎn)換法：電阻絲產(chǎn)生熱量使空氣受熱膨脹，推動(dòng)液體流動(dòng)，使液面發(fā)生改變，這里將電阻絲產(chǎn)生熱量的多少通過U形管中液面高度的變化反映出來，是運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。1．實(shí)驗(yàn)前需保證U形管內(nèi)液面相平；2．確保容器的氣密性。1.小剛在探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材如下圖所示，兩個(gè)透明容器內(nèi)密封著等質(zhì)量的空氣，U形管中液面最初相平；（1）實(shí)驗(yàn)中是通過觀察U形管中液面的______來顯示容器內(nèi)空氣溫度的變化，這里采用的方法是______；（2）實(shí)驗(yàn)中選用空氣而不用水做實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)橄鄬?duì)于水，空氣受熱更容易_______，可使U形管中液柱上升更快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯；（3）用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖中兩個(gè)容器的電阻絲接到電路中，要求滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻增大______；（4）組裝之前，將圖中往U形管內(nèi)注入適量紅墨水，U形管_______(選填“屬于”或“不屬于”)連通器；（5）另一實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)通電一段時(shí)間后，其中一個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是______；(填一種情況即可)（6）正確接好電路，閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，______(選填“左”或“右”)側(cè)U形管中液面高度變化大，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流、通電時(shí)間相同的情況下，______越大，它所產(chǎn)生的熱量越多；（7）在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該控制______和______不變；（8）將下圖裝置接入上圖的虛線框中，重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)；①探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟_______的關(guān)系，通電一段時(shí)間后，______(選填“左”或“右”)側(cè)容器內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多，得出的結(jié)論是______；②要進(jìn)一步使該結(jié)論更具有普遍性，在裝置不變的情況下，可以采取的方法是：______；（9）若通過R1的電流為2A，那么10s內(nèi)通過R1的電流產(chǎn)生的熱量是______J；（10）小剛發(fā)現(xiàn)電熱水壺在工作時(shí)，其內(nèi)部的電熱絲發(fā)熱較多，而與電熱絲連接的導(dǎo)線卻發(fā)熱較少，原因是______?！敬鸢浮竣?高度差②.轉(zhuǎn)換法③.膨脹④.⑤.屬于⑥.與此相連的透明容器有可能漏氣⑦.右⑧.電阻⑨.電阻⑩.電流?.電流?.左?.見解析?.見解析?.200?.見解析【解析】【詳解】（1）[1][2]實(shí)驗(yàn)中是通過觀察U形管中液面的高度差來顯示容器內(nèi)空氣溫度的變化，像這種用能直接觀測(cè)的量來顯示不容易直接觀測(cè)的量的方法叫轉(zhuǎn)換法。（2）[3]要在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，即要求容器內(nèi)的物質(zhì)的體積變化較大，而空氣相對(duì)于水來說，受熱更容易膨脹，可以使U形管中液柱上升更快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。（3）[4]電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)電阻絲組成串聯(lián)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，滑動(dòng)變阻器用左半部分電阻絲，如圖所示：（4）[5]組裝之前，U形管內(nèi)注入適量紅墨水，上端開口，下端相連通，所以屬于連通器。（5）[6]通電一段時(shí)間后，電阻絲產(chǎn)生熱量，則U形玻璃管中應(yīng)該出現(xiàn)液面高度差；而其中一個(gè)U形玻璃管中液面高度幾乎不變，說明與此相連的透明容器有可能漏氣。（6）[7][8]圖中，兩電阻串聯(lián)，電流和通電時(shí)間相同5Ω<10Ω接好電路，閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后右側(cè)U形管中液面高度變化大，說明右側(cè)容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流和通電時(shí)間均相同的情況下，電阻越大，所產(chǎn)生的熱量越多。（7）[9][10]根據(jù)控制變量法，在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)，就應(yīng)該控制電阻和電流不變，改變時(shí)間的長(zhǎng)短。（8）①[11][12][13]將下圖的裝置接入上圖的虛線框中，圖中右側(cè)容器的電阻與容器外的電阻并聯(lián)，再與左側(cè)容器中的電阻串聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過左側(cè)容器內(nèi)電阻的電流要大于通過右側(cè)容器內(nèi)電阻的電流，探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小的關(guān)系，通過一段時(shí)間后，左側(cè)容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量較多，可以得到在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。②[14]為了獲得普遍的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)多次測(cè)量，所以需要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來改變電流的大小。（9）[15]10s內(nèi)通過R1的電流產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J（10）[16]因?yàn)檫B接的導(dǎo)線和電熱水壺是串聯(lián)，電流相等，但是電熱水壺的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，相同時(shí)間內(nèi)，由焦耳定律Q=I2Rt可知，電熱水壺工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，而與其連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。2.如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，你仔細(xì)觀察甲、乙兩圖，回答下列問題。（1）當(dāng)要研究的物理量不易直接測(cè)量時(shí)，都要想辦法把它們的大小間接表示出來，這種研究物理問題的方法叫______法，如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少是通過觀察比較U形管______反映出來；在實(shí)驗(yàn)中，改變滑片的位置，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是：______；（2）將虛線框里甲裝置換成乙圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是為了探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與______因素的關(guān)系；一段時(shí)間后______（選填“左”“右”）邊容器中電流產(chǎn)生的熱量多；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明取出甲裝置中的兩個(gè)電阻，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電阻長(zhǎng)度和材料相同，______電阻的橫截面積較小（選填“5Ω”或“10Ω”）。【答案】①.轉(zhuǎn)換②.液面高度差③.尋找普遍規(guī)律④.電流⑤.左⑥.10Ω【解析】【詳解】（1）[1]當(dāng)要研究的物理量不易直接測(cè)量時(shí)，都要想辦法把它們的大小間接表示出來，這種研究物理問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。[2]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，容器中氣體溫度的變化可以通過U形管液面高度差的變化來反映，U形管液面高度差越大，表示電阻絲產(chǎn)生的熱量越多，容器中氣體的溫度越高。[3]在實(shí)驗(yàn)中，改變滑片的位置，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是尋找普遍規(guī)律，避免實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少導(dǎo)致結(jié)論具有偶然性。（2）[4]圖乙裝置中，右側(cè)容器內(nèi)的電阻絲與另一電阻并聯(lián)，再與左側(cè)容器內(nèi)電阻絲串聯(lián)，兩個(gè)容器內(nèi)電阻絲的阻值和通電時(shí)間相同，由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知，通過左側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流大于通過右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流；兩容器中的電阻是相同的，但通過電阻的電流是不同的，所以此實(shí)驗(yàn)是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。[5]一段時(shí)間后，與左側(cè)容器相連的U形管液面高度差較大，因此左邊容器中電流產(chǎn)生的熱量多。（3）[6]在材料、長(zhǎng)度相同時(shí)，導(dǎo)體的橫截面積越小，電阻越大，所以10Ω電阻的橫截面積較小。3.小華利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”。甲、乙兩瓶中裝有質(zhì)量與初溫都相同的液體，甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻小。（1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，小華應(yīng)該選用的液體是______（選填“煤油”或“水”）；（2）實(shí)驗(yàn)中液體吸熱的多少是通過______來反映的（選填“溫度計(jì)示數(shù)”或“加熱時(shí)間”）；（3）通電一定時(shí)間后，乙瓶中的溫度計(jì)示數(shù)升高得快，由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在通電時(shí)間和電流大小相同時(shí)，______；（寫出一種）（4）該實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)方法是______?！敬鸢浮竣?煤油②.溫度計(jì)示數(shù)③.電阻大的導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多④.控制變量法【解析】【詳解】（1）[1]煤油的比熱容比水的比熱容小，吸收相同的熱量煤油的溫度變化量大于水，故為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，小華應(yīng)該選用的液體是煤油。（2）[2]根據(jù)熱量的計(jì)算公式，在質(zhì)量、比熱容相同時(shí)，物體吸熱的多少與溫度的變化量有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中液體吸熱的多少是通過溫度計(jì)示數(shù)來反映的。（3）[3]根據(jù)焦耳定律，兩電阻串聯(lián)，在通電時(shí)間與電流相同時(shí)，如果乙瓶中電阻大，產(chǎn)生的熱量多，由此得到的結(jié)論為在通電時(shí)間和電流大小相同時(shí)，電阻大的導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多。（4）[4]影響電流產(chǎn)生熱量多少的因素主要有通電時(shí)間、電流大小、電阻大小，每次只能探究一個(gè)因素，其它因素相同，這種方法叫控制變量法。4.某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)，他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲。（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲中兩個(gè)容器內(nèi)的電阻絲連接到電路中______；（2）實(shí)驗(yàn)中通過觀察液面高度的變化來比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫______；（3）接好電路，閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，______（填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度變化大，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流和通電時(shí)間均相同的情況下，______越大，所產(chǎn)生的熱量越多；（4）讓兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部將一個(gè)相同阻值的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)（如圖乙所示），移走圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，此時(shí)通過兩容器中電阻的電流不同，在通電時(shí)間相同的情況下，觀察U形管中液面高度變化，由此得到的結(jié)論是：_________；（5）如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時(shí)間用t表示，則Q＝_________；[拓展]若將乙圖中右側(cè)兩個(gè)電阻并聯(lián)后一并放入容器內(nèi)，相同時(shí)間內(nèi)，U形管左右液面高度變化之比為______（不考慮熱量損失）?！敬鸢浮竣?②.轉(zhuǎn)換法③.右④.電阻⑤.在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，通過電阻的電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。⑥.⑦.2∶1【解析】【詳解】（1）[1]為了控制電路中通過兩個(gè)電阻的電流相同，兩個(gè)電阻串聯(lián)；從電源正極開始，將滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)電阻、開關(guān)，逐一順次連接即可，滑動(dòng)變阻的連線要注意一上一下，如圖所示：（2）[2]電流產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測(cè)量，通過U形管內(nèi)液柱的高度差來反映，U形管內(nèi)液柱的高度差越大，容器中電阻產(chǎn)生的熱量越多，升高的溫度越高，這種研究方法是初中物理常用的轉(zhuǎn)換法。（3）[3][4]因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯(lián)時(shí)通過它們的電流相等；在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，右側(cè)電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側(cè)氣體膨脹更大，所以B管中的液面較高；此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流和通電時(shí)間均相同的情況下，電阻越大，所產(chǎn)生的熱量越多。（4）[5]在乙裝置中右側(cè)兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與左側(cè)一個(gè)5Ω的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)電阻通過的電流的一半，根據(jù)U形管液面的高度可知，通過電阻的電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多，故結(jié)論為：在電阻和時(shí)間相同的情況下，通過電阻電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。（5）[6]經(jīng)過對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究分析可知，。[7]此時(shí)左側(cè)電阻和右側(cè)電阻是串聯(lián)的，則電流和通電時(shí)間都是相同的，右側(cè)兩個(gè)電阻并聯(lián)后的電阻根據(jù)焦耳定律的公式可知，電流、通電時(shí)間相同，則產(chǎn)生的熱量比值為

即U形管左右液面高度變化之比為2∶1。5.如圖是“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量”的實(shí)驗(yàn)。甲、乙兩套裝置中各有兩個(gè)相同的透明容器。其中密封著等量的空氣和一段電阻絲（阻值在圖中已標(biāo)出），U形管中裝有等量的液體，接通電源，觀察現(xiàn)象。（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管中______的變化來比較導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少；（2）用甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一段時(shí)間后，______側(cè)密閉容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量較多；（選填“左”、“右”）（3）乙裝置中是探究電流產(chǎn)生的熱量跟______的關(guān)系，若把右側(cè)并聯(lián)的兩根電阻絲都放入透明容器內(nèi)，一段時(shí)間后，______側(cè)密閉容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。（選填“左”、“右”）【答案】①.液面高度差②.右③.電流④.左【解析】【詳解】（1）[1]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但容器中氣體溫度的變化可以通過U形管中液面高度差的變化來反映，容器中氣體的溫度越高，U形管中液面高度差越大，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。（2）[2]如圖甲，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，通過兩個(gè)電阻的電流相同，通電時(shí)間相同，電阻不同，右側(cè)的電阻大于左側(cè)的電阻，一段時(shí)間后，右側(cè)U形管中液面高度差的變化較大，因此右側(cè)容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量多。（3）[3]圖乙裝置中右側(cè)兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與左側(cè)一個(gè)5Ω的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過右側(cè)兩個(gè)電阻的總電流和左側(cè)電阻通過的電流相等，即左、右兩側(cè)容器中的電阻相同，通過的電流不同，因此乙裝置中可以探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小的關(guān)系。[4]把右側(cè)并聯(lián)的兩根電阻絲都放入容器內(nèi)，右側(cè)兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，此時(shí)左側(cè)電阻和右側(cè)電阻是串聯(lián)的，則通過左、右兩側(cè)的電流和通電時(shí)間都相同，右側(cè)兩個(gè)電阻并聯(lián)后的電阻根據(jù)焦耳定律可知，電流、通電時(shí)間相同，則產(chǎn)生的熱量比值為若把右側(cè)并聯(lián)的兩根電阻絲都放入透明容器內(nèi)，一段時(shí)間后，左側(cè)密閉容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。6.某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中的液面最初是相平的，兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲。（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲兩個(gè)容器內(nèi)的電阻絲接到電路中；______（2）連接好如圖甲所示的電路，閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，_____（選填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度差大，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流和通電時(shí)間相同的情況下，_____越大，產(chǎn)生的熱量越多。利用U形管中液面高度差來判斷電流產(chǎn)生熱量的多少，利用的實(shí)驗(yàn)方法是_____；（3）讓兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部，將一個(gè)阻值相同的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)（如圖乙所示）。此裝置是為了探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與_____的關(guān)系。圖中R3的作用是_____。通電后，R1中的電流I1與R2中的電流I2的定量關(guān)系是_____，觀察U形管中液面高度的變化，由此可得出的結(jié)論是：_____?！敬鸢浮竣?②.右③.電阻④.轉(zhuǎn)換法⑤.電流大?、?分流⑦.I1=2I2⑧.見解析【解析】【詳解】（1）[1]電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電流大小、電阻大小和通電時(shí)間有關(guān)，從圖甲中可知兩電阻的阻值不同，根據(jù)控制變量法可知此實(shí)驗(yàn)研究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系，故應(yīng)將兩電阻絲串聯(lián)接入電路，與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器組成串聯(lián)電路。如圖所示：（2）[2][3][4]連接好如圖甲所示的電路，閉合開關(guān)，右側(cè)U形管中液面高度差大，右側(cè)的10Ω的電阻產(chǎn)生的熱量較多，右側(cè)電阻的阻值較大，可以得到在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。利用U形管中液面高度差來判斷電流產(chǎn)生熱量的多少，利用的實(shí)驗(yàn)方法是轉(zhuǎn)換法。（3）[5][6]讓兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在右側(cè)容器的外部，將一個(gè)阻值相同的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)（如圖乙所示）。兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后與一個(gè)5Ω的電阻串聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過兩個(gè)容器內(nèi)電阻的電流大小不同，右側(cè)盒外并聯(lián)R3的作用是改變通過密閉盒內(nèi)電阻的電流，起到分流的作用，此裝置是為了探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流大小的關(guān)系。[7]根據(jù)串并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可知：通過右側(cè)兩電阻的電流相同，且通過右側(cè)兩電阻的電流之和等于通過左側(cè)電阻的電流，即I1＝2I2[8]由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，兩個(gè)容器內(nèi)電阻和時(shí)間相同，通過左側(cè)容器內(nèi)電阻的電流較大，左側(cè)密閉容器中的電阻產(chǎn)生的熱量大于右側(cè)密閉容器中的電阻產(chǎn)生的熱量，由此可得出的結(jié)論是：在電阻和時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。7.如圖是用控制變量法“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟電流大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。甲、乙是兩個(gè)相同的透明容器，里面密封著等量的空氣。（1）本實(shí)驗(yàn)用U形管中液面高度的變化反映容器中空氣溫度的變化，下列實(shí)驗(yàn)中也應(yīng)用了此研究方法的是______；A.探究平面鏡的成像特點(diǎn)B.探究電流與電阻關(guān)系C.比較不同物質(zhì)的吸熱情況（2）乙容器內(nèi)電阻絲阻值為4Ω，外部并聯(lián)一個(gè)阻值為5Ω的電阻。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模兹萜鲀?nèi)電阻絲的阻值R1＝______Ω，才能符合要求。乙容器外部并聯(lián)電阻的最終目的是使甲、乙兩密閉容器內(nèi)通過電阻絲的______不相等；（3）某小組在用此裝置做探究時(shí)，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)U形管液面上升高度竟然相同。該現(xiàn)象與其他小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都不同，經(jīng)檢查氣密性良好。請(qǐng)你填寫產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因之一______?！敬鸢浮竣?C②.4③.電流④.R3斷路【解析】【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)用U形管中液面高度的變化反映容器中空氣溫度的變化用到了轉(zhuǎn)化法。A．探究平面鏡的成像特點(diǎn)時(shí)，用未點(diǎn)燃的蠟燭替代點(diǎn)燃蠟燭的像，來研究像與實(shí)物的大小關(guān)系，是等效替代法的運(yùn)用，故A不符合題意；B．探究電流與電阻關(guān)系，要控制定值電阻兩端的電壓一定，是控制變量法的運(yùn)用，故B不符合題意；C．比較不同物質(zhì)的吸熱情況，通過相同時(shí)間內(nèi)溫度計(jì)升高的溫度來比較吸熱情況，是轉(zhuǎn)化法的運(yùn)用，故C符合題意。故選C。（2）[2][3]探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟電流大小關(guān)系，要控制甲乙兩個(gè)容器內(nèi)的電阻相同，已知乙容器內(nèi)電阻絲的阻值為4Ω，所以甲容器內(nèi)電阻絲的阻值R1為4Ω；乙容器外部并聯(lián)電阻，使得通過甲容器電阻的電流為干路電流，通過乙容器內(nèi)的電阻電流為支路電流，即使甲、乙兩密閉容器內(nèi)通過電阻絲的電流不相等。（3）[4]發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)U形管液面上升高度竟然相同，即甲乙兩個(gè)容器內(nèi)的電阻產(chǎn)生的熱量相等，由可知，通過甲乙兩個(gè)容器內(nèi)的電阻電流相等，所以故障可能是R3斷路，使得甲乙兩個(gè)容器內(nèi)的電阻串聯(lián)，通過的電流相等。8.如圖所示，是“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。通電前，A、B兩個(gè)U形管中的液面相平，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣。（1）該裝置是探究在通電時(shí)間和______（選填“電流”、“電壓”或“電阻”）相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與______大小是否有關(guān)的裝置；（2）工作時(shí)通過R1、R2的電流分別為I1、I2，則I1______I2（選填“＝”、“>”或“<”），通電一段時(shí)間后______（選填“A”或“B”）側(cè)容器U形管中的液面高度差大；（3）相同的時(shí)間內(nèi)，電阻R1、R2產(chǎn)生的熱量之比是______?！敬鸢浮竣?電阻②.電流③.>④.A⑤.4∶1【解析】【詳解】（1）[1][2]裝置中兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與一個(gè)5Ω的電阻串聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過兩個(gè)容器中的電流大小不同，兩個(gè)容器內(nèi)的電阻相同，可以探究在通電時(shí)間和電阻相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)的裝置；（2）[3]由串并聯(lián)電路電流的關(guān)系可知，右邊兩個(gè)電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，所以I1>I2[4]兩個(gè)容器內(nèi)電阻相同，相同時(shí)間內(nèi)，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快；因此通電一段時(shí)間后，A側(cè)U形管中液面的高度差更大。（3）[5]右邊兩個(gè)電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，則支路中電流相等，所以通過左邊容器中電阻的電流是通過右側(cè)容器中電阻的電流的2倍，即I1＝2I2相同的時(shí)間內(nèi)，電阻R1、R2產(chǎn)生的熱量之比是9.如圖是“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量”的實(shí)驗(yàn)，甲、乙兩套裝置中各有兩個(gè)相同的透明容器。其中密封著等量的空氣和一段電阻絲（阻值在圖中已標(biāo)出），U形管中裝有等量的液體，接通電源，觀察現(xiàn)象。（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察_____的變化來比較導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少；（2）用甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一段時(shí)間后_____（選填“左瓶”、“右瓶”或“兩瓶一樣”）電阻絲產(chǎn)生的熱量多；（3）在乙裝置中，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶?jī)?nèi)，接通電源比較兩瓶?jī)?nèi)電阻絲發(fā)熱多少。此時(shí)該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟_____的關(guān)系，一段時(shí)間后_____（選填“左瓶”“右瓶”或“兩瓶一樣”）電阻絲產(chǎn)生的熱量多?！敬鸢浮竣?U形管液面高度差②.右瓶③.電阻④.左瓶【解析】【詳解】（1）[1]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。（2）[2]如圖甲，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時(shí)間相同，電阻不同，右側(cè)的電阻大于左側(cè)的電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知一段時(shí)間后右瓶電阻絲產(chǎn)生的熱量多。（3）[3][4]圖乙裝置中，右瓶?jī)?nèi)兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后，再與左瓶?jī)?nèi)一個(gè)5Ω的電阻串聯(lián)接入電路中，兩瓶中的電阻絲通過的電流是相等的。根據(jù)并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知，右瓶中兩根5Ω的電阻絲并聯(lián)后的總電阻為2.5Ω，小于5Ω，則兩瓶中的電阻絲的總電阻不同，通電時(shí)間相同，故探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；因?yàn)樽笃恐械目傠娮璐笥谟移恐械目傠娮瑁鶕?jù)焦耳定律Q=I2Rt可知一段時(shí)間后左瓶電阻絲產(chǎn)生的熱量多。10.如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)裝置，你仔細(xì)觀察甲、乙兩圖，回答下列問題。（1）當(dāng)要研究的物理量不易直接測(cè)量時(shí)，都要想辦法把它們的大小間接表示出來，這種研究物理問題的方法叫轉(zhuǎn)換法，如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少是通過觀察比較U形管中_____反映出來的；在實(shí)驗(yàn)中，改變滑片的位置，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是：_____；（2）將虛線框里甲裝置換成乙圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是為了探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與_____因素的關(guān)系；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明取出甲裝置中的兩個(gè)電阻，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電阻長(zhǎng)度和材料相同，_____電阻的橫截面積較小（選填“5Ω”或“10Ω”）。【答案】①.液面高度差②.尋找普遍規(guī)律③.電流④.10Ω【解析】【詳解】（1）[1][2]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；在實(shí)驗(yàn)中，改變滑片的位置，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是尋找普遍規(guī)律。（2）[3]圖乙裝置中，右側(cè)容器內(nèi)的電阻絲與另一電阻并聯(lián)，再與左側(cè)容器內(nèi)電阻絲串聯(lián)，兩個(gè)容器內(nèi)電阻絲的阻值和通電時(shí)間相同，由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知，通過左側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流大于通過右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流；兩容器中的電阻是相同的，但電阻通過的電流是不同的，所以此實(shí)驗(yàn)是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。（3）[4]在材料、長(zhǎng)度相同時(shí)，導(dǎo)體的橫截面積越小，電阻越大，所以10Ω電阻的橫截面積較小。11.如圖是小明探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。甲、乙是完全相同的密閉容器，里面密封著等量的空氣，U形管中裝有顏色的液體，閉合開關(guān)前，A、B兩U形管內(nèi)液面相平。（1）實(shí)驗(yàn)中，乙容器外部的電阻的作用是為了使左右容器內(nèi)導(dǎo)體的______不相等；（2）由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測(cè)量，因此在實(shí)驗(yàn)中是通過觀察______來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化；（3）通過對(duì)比觀察，______（選填“甲”或“乙”）容器中導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生的熱量較多。由此可知，在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越______導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；（4）如果小明在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，在乙容器外可并聯(lián)的電阻有1Ω，5Ω，10Ω，選擇______Ω實(shí)驗(yàn)效果更加明顯?！敬鸢浮竣?電流②.U形管兩側(cè)液面高度差③.甲④.大⑤.1【解析】【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中，乙容器外部電阻的作用是為了甲電阻在干路上而乙容器中的電阻處在電路的支路上，通過甲容器中電阻的電流大于乙容器中電阻的電流，故是為了使左右容器內(nèi)導(dǎo)體的電流不同。（2）[2]密閉容器中的電阻絲放出熱量，使容器內(nèi)溫度升高，會(huì)引起容器內(nèi)氣體受熱膨脹，從而導(dǎo)致U形管中兩側(cè)液面產(chǎn)生一定的高度差，放熱越多，高度差越大，故可以通過觀察U形管兩側(cè)液面高度差來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化，進(jìn)而比較產(chǎn)生熱量的多少。（3）[3][4]由圖可知，甲容器所連的U形管兩端液面高度差較大，表明甲容器中電阻產(chǎn)生的熱量較多，而兩容器中電阻值相同，通電時(shí)間相同，甲容器電阻中的電流比較大，故結(jié)論為，在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。（4）[5]設(shè)通過乙容器中電阻的電流為I0，若在乙容器外并聯(lián)一個(gè)阻值為R的電阻，則干路的電流為當(dāng)=1Ω時(shí)，干路電流為同理，當(dāng)=5Ω時(shí)，干路電流為當(dāng)=10Ω時(shí)，干路電流為可見，在乙容器外可并聯(lián)的電阻為1Ω時(shí)，通過甲容器中電阻的電流與乙容器中電阻的電流相差最大，產(chǎn)生的熱量相差最多，兩容器所連的U形管兩側(cè)液面高度差相差也最大，效果最明顯。12.探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的影響因素。（1）兩個(gè)透明容器中密封著質(zhì)量相等的空氣；（2）圖甲可探究電流產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系，圖乙可探究電流產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系；（3）接好甲電路，閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，與右側(cè)容器相連的U形管中液面高度變化大，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流和通電時(shí)間相同的情況下，______越大，所產(chǎn)生的熱量越多；（4）乙圖的實(shí)驗(yàn)中，在相同的通電時(shí)間內(nèi)______（左/右）側(cè)U形管中液面上升的高度差大?！敬鸢浮竣?電阻②.電流③.電阻④.左【解析】【詳解】（2）[1]由圖甲可知，兩個(gè)容器內(nèi)的電阻絲串聯(lián)，通過兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，電阻大小不同，研究的是當(dāng)通過的電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系。[2