实验探究题 · 第4节 焦耳定律

实验探究题中等
在探究 “电流通过导体产生的热量与哪些因素有关” 的实验装置中,甲、乙、丙三个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。实验小组的同学猜想: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,他们利用如图所示的器材进行了探究实验。
题目配图
(1) 实验中通过观察______________来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
答案:U 形管内的液面高度差
(2) 选用________组合,并将它们________联接到电源两端进行实验,可以探究电热与电阻的关系,通电一段时间后,_______(选填 “左” 或 “右”)侧容器产生的热量更多;
答案:甲、乙;串;左
(3) 选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,可以探究电热与________的关系,其中 15Ω 电阻的作用是______,乙、丙两容器中的电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为 Q1:Q2=________;
答案:电流;分流;16∶9
(4) 选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,发现乙装置 U 形管中液面无高度差,丙装置 U 形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置*_______。
答案:漏气
答案:(1) U 形管内的液面高度差;(2) 甲、乙;串;左;(3) 电流;分流;16∶9;(4) 漏气
查看解析
(1) 电流产生热量无法直接观察,转换法,利用 U 形管液面高度差反映容器内空气受热膨胀程度,间接比较产生热量多少。 (2) 探究电热和电阻关系,控制电流、通电时间相同,改变电阻,选甲、乙串联。串联电流相等,根据 Q=I2Rt,电阻越大放热越多,左侧电阻大,产生热量更多。 (3) 乙、丙组合,电阻、通电时间相同,电流不同,探究电热与电流的关系;15Ω 电阻起到分流作用,使丙容器内部电阻的电流小于乙容器电阻的电流。根据分流规律,乙、丙电阻丝电流之比 4∶3,由 Q=I2Rt,R、t 相同,热量之比等于电流平方之比,Q1:Q2=16∶9。 (4) 乙装置 U 形管无高度差,丙有高度差,说明乙容器内部空气压强不变,故障为乙装置漏气。

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