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20.如圖甲和乙是研究“電熱大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置.左右兩個透明的容器中密閉了等量的空氣,兩個密閉容器中都有一段電阻絲,U型管中裝的是紅色液體.

(1)通電后,若要比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,只需比較與之相連的U型管中液面高低變化.
(2)如圖甲是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,將此裝置接到電源兩端,通電一段時間,電流在右(選填“左”或“右”)容器中產(chǎn)生的熱量較多. 甲實驗的結(jié)論是在電流和通電時間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多.
(3)要探究電熱與電流關(guān)系,須控制通電時間和電阻相同.請在乙圖中用筆畫線完成電路的連接.

分析 (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;
(2)將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,通過兩電阻絲的電流和通電時間相同,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt進行分析;
(3)根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt進行分析;
實驗裝置乙,兩個相同的電阻串聯(lián)在電路中,通電時間和電阻相同,當(dāng)給其中一個并聯(lián)一個電阻時,電阻的電流改變,探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系.

解答 解:(1)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,實驗前,應(yīng)使兩個U形管中的液面高度相同,液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映;
(2)甲裝置中,將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,通過他們的電流I與通電時間t相同,左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻,由Q=I2Rt可知,右邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多,溫度升得較快,這表明:在電流和通電時間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多;
(3)根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,探究電熱與電流關(guān)系,須控制通電時間和電阻相同;
使右側(cè)兩個5Ω電阻并聯(lián),再與左側(cè)電阻串聯(lián),開關(guān)控制整個電路,如下圖所示:

故答案為:(1)液面高低變化;(2)右;在電流和通電時間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多;(3)通電時間和電阻.

點評 此題考查了電流產(chǎn)生熱量的決定因素,實驗過程中滲透了轉(zhuǎn)換法和控制變量法的應(yīng)用,有一定的綜合性.

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