Question

2．圖甲、乙是“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，其中，透明容器中都有一段電阻絲、密封著等量的空氣，通電之前，U形管中液面的高度相同．

（1）該方案是通過U形管中液面的高度差的變化來反映電流產(chǎn)生熱量的多少．裝置乙是探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系（選填“甲”或“乙”）
（2）裝置甲通電一會后，劉欣同學發(fā)現(xiàn)U形管中的液面幾乎沒有變化，其原因可能是裝置漏氣（只寫一種）．
（3）圖甲中，當電流為1A時，若通電時間為1min，則右側(cè)10Ω電阻產(chǎn)生的熱量為600J．

Answer 1

分析 （1）電流通過導體產(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；
電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關．探究電流產(chǎn)生熱量跟電流大小關系時，控制通電時間和電阻不變；
（2）當裝置的漏氣時，U形管中的液面變化很小，甚至不會變化；
（3）根據(jù)Q=I²Rt計算電流產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）電流通過導體產(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；
探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系時，需控制通電時間和電阻不變，電流不同，因此需選擇裝置乙；
（2）裝置甲通電一會后，發(fā)現(xiàn)右邊U型管中的液面幾乎沒有變化，可能原因是裝置漏氣或電阻絲短路或（容器）密封不嚴；
（3）已知導體的電阻是10Ω，當通過的電流為1A時，1min產(chǎn)生的熱量，
根據(jù)焦耳定律可得：Q=I²Rt=（1A）²×10Ω×60s=600J．
故答案為：（1）高度差的變化；乙；（2）裝置漏氣；（3）600J．

點評 本題考查了學生利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究電流產(chǎn)生熱量多少和各影響因素之間的關系的實驗．