期末实验专题复习--探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关 ----2025-2026学年北师大版物理九年级全一册
2026-01-23
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内容正文:
期末实验专题复习
探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关
1.如图甲、乙所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着质量相等、温度也相同的空气。
(1)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时,选择 (选填“甲”或“乙”)图装置进行实验,两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较;
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间后根据图甲可以得出结论: ;
(3)家用电暖器,发热管热的发红,而串联的电源线却不热,主要是因为发热管的 比电源线的大;
(4)完成上述实验后,小明同学受到启发,对装置进行改造,准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验,装置如图丙所示,A、B两个电阻丝的电阻应该是 (选填“相同”或“不同”)的;
(5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
2.利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻。
(1)实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察 反映出来的。这里采用的物理研究方法是 法;
(2)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,A、B两瓶中要装入 相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时应选用 (选填“煤油”或“水”)装在烧瓶中,是因为煤油的 比水的小;
(3)通电一定时间后,可以看到B瓶中煤油温度升得高,这表明在相同时间内,电流相同的情况下,导体的电阻越 ,电流通过导体时产生的热量越多。
3.如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中通过观察U形管中的 来反映电阻产生热量的多少;
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联,是为了探究电流产生的热量与 的关系。通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器中电阻丝产生的热量更多;
(3)图乙表明在电阻相等、通电时间相同的情况下, 越大,产生的热量越多。
4.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,两个透明的容器中密闭了等量的空气,U形管中液面高度变化反映了密闭空气温度的变化。
(1)甲图中两电阻丝的连接方式是 联。
(2)甲图是研究电流通过导体时产生的热量与 因素有关。
(3)当研究的物理量(热量)不易直接测量时,我们通过U形管中左右液面高度差大小间接表示出来,这种研究物理问题的方法叫 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(4)乙图的实验中,在相同的通电时间内左侧U形管中液面上升的高度差 (选填“大”或“小”)。
5.在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图所示的实验器材,其中。
实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系
(1)电路中电阻丝的连接方式是为了控制 ;电阻丝放出热量的多少,通过 来进行判断;
(2)闭合开关,经过一定时间,用电阻丝加热的煤油温度升高了,用电阻丝加热的煤油温度升高了,那么 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。
实验二:探究电流产生的热量与电流的关系
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同实验发现:用电阻丝,(或)加热的煤油,温度升高量(或) (或)(选填“大于”、“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流 (选填“是”或“不是”)正比例关系;
(4)如果用图乙装置比较不同物质吸热情况时,除了换用不同种类的等质量液体以外还要 。
6.如图,是探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关的装置:甲、乙烧瓶内盛有等质量且初始温度相同的同种液体,甲烧瓶内的电热丝的电阻为,乙烧瓶内的电热丝的电阻为,两个温度计相同。
(1)为了使温度计示数变化更明显,则烧瓶内的液体应选用 (选填“水”或“煤油”);
(2)将滑动变阻器的滑片移至某个位置,闭合开关,观察并记录一段时间内甲瓶中温度计的示数变化。断开开关,再将滑动变阻器的滑片移至另一个位置,闭合开关,观察并记录相同时间内甲瓶中温度计的示数变化。这个实验过程所探究的问题是:电流通过导体产生的热量与 是否有关。
7.根据如图所示实验回答问题。
(1)如图甲所示,两容器中的电阻丝串联接到电源两端,是为了探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, 侧U形管中液面高度的变化较大;
(2)如图乙给试管内水加热至一定程度,发现试管口木塞会被推出。给水加热的过程是通过 的方式使水的内能增加;木塞被推出的过程与汽油机 冲程的能量转化是一致的,木塞被推出后水蒸气的内能 (选填“增大”“减小”“不变”)。
8.如图是一种 “探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系” 的实验装置:
(1)实验时,R1和R2两电阻丝需浸在 相同、初温相同的煤油中,每一烧杯里各插入一支温度计;
(2)图中R1和R2两电阻丝 联的, 采用这种连接方式的目的是使通过R1和R2两电阻丝的 和 相同;
(3)通电一段时间后,观察到R1所在瓶中煤油温度升得高些,则可知:R1 R2(填 “大于”“等于” 或 “小于”)。
(4)小明对实验装置进行了深入思考,他认为两烧瓶中装入不同物质也可完成实验,所以他在R1,R2所在瓶中分别装入质量相同、初温相同的煤油和水,通电一段时间温度分别上升了80℃和20℃,若不计热量损失,则R1与R2阻值的比为 (c水=4.2×103、c煤油=2.1×103)
9.为了探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关,某小组同学分别将阻值不同的电阻丝放入完全相同的两个杯子中,然后在两个相同的U形管中装入水后,将U形管接入杯中后密封(密封的空气质量相同且此时U形管内水面相平)。若通电一段时间后,电阻丝产生的热量使密闭空气膨胀,U形管中水面高度将发生变化,此变化反映了密闭空气温度的变化。实验时他们将两电阻串联接到电源两端,然后又将两电阻分别接到相同电源两端,通电相同的时间后实验现象如图(a)、(b)所示。
(1)分析比较图(a)甲、乙两U形管中水面高度的变化情况,可归纳得出的结论是:当通过电阻的电流、通电时间相同时,电阻的阻值大, ;
(2)分析比较图(b)甲、乙两U形管中水面高度的变化情况,可归纳得出的结论是: 。
10.如图是小彤设计的“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,通过观察U形管两侧液面的高度差,来比较 的多少。
(2)三个密封盒内空气的质量应该 。(选填“相等”或“不相等”)。
(3)若观察甲、乙两实验装置,可以得出结论:在电流和通电时间相同时,电阻越 ,产生的热量越多。
(4)若观察乙、丙两实验装置,这是在探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系,其中电阻的作用是控制通过电阻和的电流 (选填“相同”或“不同”)。
(5)观察甲、丙两实验装置,可知 (选填“电流”或“电阻”)对电热的影响更大。
11.在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时:
(1)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小明首先设计了如图甲所示的实验电路,装置中将甲、乙()两电阻丝串联,其主要目的是 ;通电一段时间后,发现装有电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多一些,这说明:在其它条件相同时, 越大,电流产生的热量越多。小明还想用如图甲所示的电路探究“电流产生的热量与电流大小的关系”,必须增加的测量工具是 ;
(2)实验结束后,小明发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计示数变化的过程非常耗时,为了减少实验的时间,他提出了如下改进的设想:
设想一:将煤油换成水来做实验;
设想二:通过加热空气来做实验。
①根据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为断定的依据是 ;
②利用设想二,他们设计了如下的实验:在两个透明的容器中密闭了等量的空气,通过两U形管中液面的高度差来反映密闭空气吸热的多少,那么设计乙图装置的目的是探究电流产生的热量与 的关系。
12.在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图的三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系。应选用 组合,并将它们 联接到电源两端进行实验,目的是使 和通电时间相同;
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下, ,产生的热量越多;
(3)另一实验小组将乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现两装置U形管中液面高度变化相同,原因是 ;
(4)北方的居民楼内现流行使用电热炕,利用的是电流的 效应,使用时榻榻米上热了而榻榻米与电源连接的导线却不热,因为导线的 小。其三角插头上最上边标着E的导线在插入插座时首先与 相连,防止人使用时触电。
13.小刚已知电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。实验装置如图所示,三个相同的烧瓶内装有质量、初温相同的煤油。温度计和电阻丝通过胶塞固定在烧瓶中(R甲<R乙<R丙)。
(1)三个电阻丝采用串联的方式,其目的是为了控制 、 相同;
(2)烧瓶内液体选用煤油而不选水,主要是煤油的比热容比水 (选填“大”或“小”);
(3)实验设计表格如表:
次数
通电时间t
①
②
温度计升高的示数t/℃
电流产生的热量Q
1
相同
相同
小
2
中
3
大
请将表格空白处填完整① ;② ;
(4)通电一段时间后,发现三个烧瓶中温度计示数分别为t甲、t乙和t丙,且t甲<t乙<t丙。则可得出的探究结论是: 。
14.小远同学利用如图所示装置完成“电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关”的探究实验。
(1)通电后观察甲、乙两个实验装置,可以得出结论;在电流和通电时间相同时, 越大,产生热量越多;
(2)若要探究电流对电热的影响,应选择观察 两个实验装置;
(3)通电相同时间,与 (填“甲”或“乙”或“丙”)密闭容器相连的U形管两端液面高度差最小。
15.如图是某小组探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中,通过观察U形管中 来判断电热丝产生热量的多少,这种研究物理问题的方法叫 法;
(2)由图甲实验可知,通电一段时间后,观察到右侧U形管中液面较高,说明在通电时间相同、电流相等的情况下, 越大,电流产生的热量越多;
(3)由图乙实验可知,通电一段时间后,观察到左侧U形管中液面较高,说明在通电时间相同、电阻大小相等的情况下,电流越大,电流产生的热量越 (选填“多”或“少”)。
试卷第1页,共3页
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《期末实验专题复习--探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关 ----2025-2026学年北师大版物理九年级全一册》参考答案
1. 乙 U形管液面高度的变化 在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 电阻 相同 质量 水
【详解】(1)[1]探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时,要控制通过相同阻值电阻中的电流不同,所以选图乙装置进行实验。
[2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少。
(2)[3]图甲中两不同的电阻串联,电流和通电时间相同,可以得出结论是在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
(3)[4]电源线的电阻远小于发热管的电阻,发热管和电源线串联,通过的电流相等,由可知,电流通过电源线产生的热量很少,电流通过发热管产生的热量比较多。
(4)[5]根据实验目的可知,为保证不同物质能吸收相同的热量,甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等。
(5)[6]根据控制变量法可知,要选择初温相同、质量相等的水和煤油进行实验。
[7]根据实验现象可知,煤油的温度更高,因此升高相同的温度,水的加热时间长,说明水的吸热能力更强。
2. 温度计升高的示数 转换 质量 煤油 比热容 大
【详解】(1)[1][2]电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数的变化反映出来,电阻丝产生热量的多少转化为温度计示数的变化,这种方法做转换法。
(2)[3]为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,A、B两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。
[4][5]为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选水,是因为煤油的比热容小于水的比热容,相同条件下,煤油吸热升温比水快。
(3)[6]闭合开关,两电阻串联接入电路,两电阻丝串联的目的是控制通过电阻丝的电流与通电时间相同,由于B瓶中煤油温度升得高,根据焦耳定律可知在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多。
3.(1)液面高度变化
(2) 电阻 右
(3)电流
【详解】(1)由于电流产生的热量不易直接测量,通过加热气体膨胀显示,因此在实验中是通过观察U形管中液面高度变化来显示容器内空气温度的变化,利用了转换法。
(2)[1]在甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,探究导体产生的热量与电阻的关系。
[2]右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻产生热量多。
(3)乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等,因为左右容器内两导体的阻值相等,必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系;通过左侧容器内电阻的电流大,在电阻和通电时间相同的情况下,根据Q=I2Rt知,电流越大,产生的热量越多。
4.(1)串
(2)电阻
(3)转换法
(4)大
【详解】(1)由甲图可知,电流只有一条路径,两电阻丝的连接方式是串联。
(2)甲图中两电阻丝串联,电流相同,电阻不同,根据,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越少,所以甲图是研究电流通过导体时产生的热量与电阻因素有关。
(3)当研究的物理量(热量)不易直接测量时,我们通过U形管中左右液面高度差大小间接表示出来,这种将不易测量的物理量转换为容易测量的物理量的研究方法叫转换法。
(4)乙图中,右侧电阻丝与容器外的电阻丝并联后再与左侧电阻丝串联,根据串联电路电流处处相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,可知通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过右侧容器中电阻丝的电流,且左侧电阻丝的电阻等于右侧电阻丝的电阻,根据,在通电时间相同的情况下,左侧电阻丝产生的热量多,所以在相同的通电时间内左侧U形管中液面上升的高度差大。
5. 电流相等 温度计示数变化 大于 大于 不是 换相同的电阻丝加热
【详解】(1)[1]两个电阻丝串联,电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流相等。
[2]根据转换法,电阻丝放出热量的多少,是通过温度计的示数变化来进行判断的。
(2)[3]闭合开关,因电流和通电时间相同,且,则R1产生的热量较多,所以。
(3)[4][5]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,电阻丝产生的热量是原来的4倍;由可知,用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高量(或)大于(或),该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系。
(4)[6]比较不同物质吸热情况时,需要用不同种类的等质量液体和相同的加热器,即换相同的电阻丝加热。
6.(1)煤油
(2)电流大小
【详解】(1)水的比热容较大,相同质量的水和煤油加热相同时间(即吸收相同热量),煤油温度变化更多,为了使温度计示数变化更明显,烧瓶内的液体应选用煤油。
(2)在实验过程中,改变滑动变阻器滑片的位置会改变滑动变阻器的阻值,从而改变电路中的电流大小,观察甲瓶中温度计的示数变化;由题意可知其他因素没有改变,所以实验是探究电流通过导体产生热量与电流大小的关系。
7.(1) 电阻 左
(2) 热传递 做功 减小
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,两容器中的电阻丝串联接到电源两端,电流和通电时间相同,两容器中的电阻丝阻值不同,根据控制变量法,是为了探究电流产生的热量与电阻的关系;左侧容器中的电阻丝阻值较大,根据可知,通电一段时间后,左侧容器中的电阻丝产生热量较多,则左侧U形管中液面高度的变化较大。
(2)[1]给水加热的过程中,水吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式使水的内能增加。
[2][3]做功可以改变内能。木塞被推出的过程中,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减小,转化为木塞的机械能,与汽油机做功冲程的能量转化是一致的。
8.(1)质量
(2) 串 电流 通电时间
(3)大于
(4)2∶1
【详解】(1)探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系,要控制其它变量相同。所以和两电阻丝需浸在质量相同、初温相同的煤油中。
(2)[1][2][3]图中两电阻首尾相连,则和是串联的,由串联电路电流规律可知,这样可使通过它们的电流相同,并且通电时间相同。
(3)通电一段时间后,所在瓶煤油温度升高得多,说明产生的热量多。串联电流相同,根据,大的大,所以大于。
(4)煤油和水的质量相同 ,初温相同,通电时间相同,电流相同,则由焦耳定律即比热容有,
则R1与R2阻值的比为
9.(1)电流通过电阻产生的热量多
(2)当电压、通电时间相同时,电阻的阻值越小,产生的热量越多
【详解】(1)由图知道,甲乙是串联在电路;甲中水面的高度差小于乙中的水面的高度差,说明乙中的电阻产生的热量多,乙的电阻大于甲的电阻,故结论为:当通过电阻的电流、通电时间相同时,电阻的阻值大,产生的热量越多。
(2)由图知道,两电阻并联,电压相等,甲中水面的高度差大于乙中的水面的高度差,说明甲中的电阻产生的热量多,甲的电阻小于乙的电阻,通过甲的电流大于通过乙的电流,故结论为:当电压、通电时间相同时,电阻的阻值越小,产生的热量越多。
10.(1)电流通过导体产生热量的多少
(2)相等
(3)大
(4)不同
(5)电流
【详解】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管两侧液面的高度差来反映,这种研究方法叫转换法。所以通过观察U形管两侧液面的高度差,来比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)在探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关的实验中,要控制变量,三个密封盒内空气的质量应该相等,这样才能保证在其他条件变化时,空气吸收热量后的变化只由导体产生的热量决定。
(3)甲、乙两实验装置中,电阻,,两电阻串联,电流和通电时间相同,而的阻值较大,乙中U形管液面的高度差大,则产生的热量较多,故结论为:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
(4)观察乙、丙两实验装置,和并联后与串联,根据串联和并联电路电流的规律,通过电阻的电流大于通过电阻的电流,而通电时间相同,、阻值相同,根据控制变量法,这是在探究电流通过导体产生热量多少与电流的关系。
(5)观察甲、丙两实验装置可知,甲图容器内的电阻阻值是丙图容器中电阻阻值的一半;,根据并联电路各支路电压相等及欧姆定律可知,通过和的电流相等,根据串联和并联电路电流的规律,通过的电流是通过电流的2倍,而甲中U形管液面的高度差要大于丙中U形管的液面的高度差,则电阻丝产生的热量更多,这表明电流对电热的影响更大。
11. 控制电流和通电时间相同 电阻 秒表 水的比热容大,相同条件下吸热升温更慢 电流大小
【详解】(1)[1]闭合开关,两电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,所以装置中将R甲、R乙两电阻丝串联,其主要目的是控制通过电阻的电流和通电时间相同。
[2]实验中,两煤油瓶中煤油的质量相同,甲电阻小于乙电阻。通电一段时间后,发现装有R甲电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多一些,说明甲电阻丝放出的热量较多,表明:在其它条件相同时,电阻越大,电流产生的热量越多。
[3]如图甲所示的电路探究“电流产生的热量与电流大小的关系”,根据控制变量法可知,需控制电阻和通电时间相同,改变电路中电流的大小,所以必须增加的测量工具是秒表。
(2)①[4]为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,主要是由于煤油的比热容小于水的比热容,质量相同的水和煤油吸收相同的热量,煤油温度变化更明显,耗时更短,由此断定设想一是错误的。
②[5]丙图中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路,容器中的电阻的阻值相同,串联电路各处电流相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过右侧中电阻的电流小于通过左侧容器中电阻的电流,所以设计丙图的目的是探究电流产生的热量与电流的关系。
12. 甲乙 串 电流 电流越大 R4断路 热 电阻 地线(大地)
【详解】(1)[1][2][3]要探究导体产生的热量的多少与电阻大小是否有关,应控制电流和通电时间一定,而电阻不同,由图可知应选用甲和乙两容器,因串联电路电流处处都相等,故将它们串联接到电源两端。
(2)[4]在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管中液面高度变化大,说明乙装置内气体受热多,膨胀较多。由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多。
(3)[5]另一实验小组乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现两装置U形管中液面高度变化相同,说明产生的热量是一样的,通过电阻的电流是一样的,原因是R4断路,无法分电流。
(4)[6][7][8]北方的居民楼内现流行使用电热炕,利用的是电流的热效应,榻榻米与电源连接的导线是串联在电路中,通过的电流相等,榻榻米与电源连接的导线却不热,因为导线的电阻小。其三角插头上最上边标着E的导线在插入插座时首先与地线(大地)相连,一旦漏电可及时将电力导入大地,防止人使用时触电。
13. 通电时间 电流 小 电流I 电阻R 电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多
【详解】(1)[1][2]三个电阻丝采用串联的方式:控制通过电阻丝的电流和通电时间相等。
(2)[3]根据公式
可知,在液体的质量和吸收的热量相同的情况下,液体的比热容越小,温度升高的越快,所以选用比热容较小的煤油来做实验。
(3)[4][5]探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时,需要控制电流和通电时间相同,电阻大小不同,所以①是电流I,②是电阻R。
(4)[6]已知三个烧瓶中煤油的初温相同,通电一段时间后,发现三个烧瓶中温度计示数关系为t甲<t乙<t丙,根据公式可知,丙中煤油吸收的热量最多,则该电阻丝产生的热量最多,因通过三根电阻丝的电流相同,通电时间也相同,且电阻丝的阻值关系为R甲<R乙<R丙,则可得出的探究结论是:电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
14.(1)电阻
(2)甲、丙
(3)丙
【详解】(1)[1]甲、乙容器里的电阻串联,由串联电路电流特点可知通过甲、乙两容器中的电阻的电流相等,乙图U形管的液面高度差大于甲图,则乙容器内电阻产生的热量多,所以通电后观察甲、乙两个实验装置,可以得出结论:在电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多。
(2)由于丙容器中的电阻与容器外的电阻并联后再与甲、乙容器里的电阻串联,由并联电路的电流特点可知通过甲、乙的电流大于通过丙的电流,甲和丙的电阻阻值相等,所以探究电流对电热的影响,应选择观察甲、丙两个实验装置。
(3)根据焦耳定律Q=I2Rt可知通电相同时间时,电流越小,电阻越小,电流通过导体产生的热量越少,所以与丙密闭容器相连的U形管两端液面高度差最小。
15.(1) 液面的高度差 转换
(2)电阻
(3)多
【详解】(1)[1][2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过液面高度差的变化来反映,通过观察U形管中液面高度差来判断电热丝产生热量的多少,这种研究方法叫转换法。
(2)由甲图可知,两段阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相同、通电时间相同,可探究电流产生的热量与电阻的关系。通电一段时间后,右侧电阻较大,右侧U形管中液面较高,可以得到在通电时间相同、电流相等的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多。
(3)在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,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,容器内的电阻值都是5Ω,阻值相等,通电时间相等,电流不同,可探究电流产生的热量与电流的关系。通电一段时间后,通过左侧电阻的电流较大,左侧U形管中液面较高,由此可知在通电时间相同、电阻大小相等的情况下,电流越大,电流产生的热量越多。
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