Question

【題目】采用如圖的電路裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”。接通電源，瓶內(nèi)的空氣被加熱后膨脹，使U形管的液面發(fā)生變化，通過觀察U形管的液面變化情況比較出瓶內(nèi)電阻絲的發(fā)熱多少。如圖甲所示，兩個透明容器中封閉著等量的空氣，將兩個容器中的電阻絲R1和R2串聯(lián)接到電源兩端，將容器外部的電阻絲R3和R2并聯(lián)：

(1)圖甲的裝置是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與____的關(guān)系，通電一段時間___（選填“左瓶”或“右瓶”）內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。電阻絲R3的作用是使通過電阻絲R1和R2的電流___；（選填“相等”“不等”）

(2)如圖乙所示，某小組在實驗中觀察到左側(cè)U型管中液面很快出現(xiàn)高度差，右側(cè)U型管中液面高度差為零，原因是電阻絲_____斷路；

(3)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài)，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內(nèi)，接通電源比較兩瓶內(nèi)電阻絲發(fā)熱多少。此時該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟____的關(guān)系，一段時間后電阻絲產(chǎn)生的熱量____（選填“左瓶”、“右瓶”或“兩瓶一樣”）多。

Answer 1

【答案】電流 左瓶 不等 R2 電阻 左瓶

【解析】

(1)[1]如圖甲的裝置中，右邊兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再與左邊5Ω的電阻串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I右=I左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知I右=I內(nèi)+I外，比較可知I左＞I內(nèi)；兩瓶中的電阻值相等（均為5Ω），通電時間相等，電流不同，故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系。

[2]通電一段時間后，由于瓶中電阻相同、通電時間相同、I左＞I內(nèi)，所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。

[3]通過上面分析和圖甲可知，電阻絲R3的作用是使通過電阻絲R1和R2的電流不相等。

(2) [4]乙圖中，電阻絲R2與R3并聯(lián)后再與電阻絲R1串聯(lián)，在作圖乙的實驗時，觀察到左側(cè)U型管中液面很快出現(xiàn)高度差，右側(cè)U型管中液面高度差為零，說明電阻絲R1能夠產(chǎn)生熱量，電阻絲R2沒有產(chǎn)生熱量，原因是電阻絲R2斷路。

(3)[5]讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài)，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內(nèi)，右瓶中兩根電阻絲對瓶內(nèi)空氣進(jìn)行加熱；根據(jù)并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可得，右瓶中兩根5Ω電阻絲并聯(lián)的總電阻為2.5Ω，小于5Ω，即R左＞R右；兩瓶內(nèi)電阻絲的總電阻不相等，通電時間相等，電流相等，故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。

[6]通電一段時間后，由于電流相同（即I右=I左）、通電時間相同、R左＞R右，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。