在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小雨用如图甲、乙所示的实验装置分别接入同一电路中进行实验，其中A、B、C、D四个透明的容器中密封了等量的空气，橡胶管

Question

在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小雨用如图甲、乙所示的实验装置分别接入同一电路中进行实验，其中A、B、C、D四个透明的容器中密封了等量的空气，橡胶管将密封空气盒和装有红色液体U形玻璃管相连．

（1）实验中通过观察___来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．
（2）甲装置将两电阻丝串联的目的是___，实验表明，在___相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多，乙装置可以用来研究电流通过导体时产生的热量与___的关系．
（3）通电一段时间后，小雨发现乙装置与D容器相连的U形管中液面仍然是相平的，她用电压表分别测量C、D容器上两接线柱的电压，发现第一次电压表指针有较大的偏转，第二次较小，则装置出现该现象的原因可能是___．
（4）清除故障后，在实验的过程中，可以发现A、B、C、D四个透明的容器中，___容器中空气温度上升较快．

Answer 1

（1）本实验是通过观察U形管中液面高度差来判断电流产生的热量的多少，液面高度差越大，电流产生的热量越多；
（2）在甲图中，两电阻串联的目的是为了探究电流产生热量跟电阻的关系；B电阻大于A电阻，B电阻产生的热量多，故可以得出结论：在电流相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多；
在乙图中，右侧容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，这样使左容器中的电阻在干路，右容器中的电阻在支路，干路电流大于支路电流，所以左则容器中电阻的电流大于右则容器中电阻的电流；在通电时间相同的情况下，可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；
（3）实验过程中，与D容器相连的U型管中液面仍然是相平的，说明电阻没有产生热量；用电压表测量C容器上量接线柱时，偏转较大，测量D容器上两接线柱时针偏转较小，由串联电路的分压原理可知，D容器中的电阻几乎没有电压，所以是D容器的两接线柱短路；
（4）由P=UI，I=(U)/(I)可知，电阻的发热功率为：P=I²R；
甲、乙所示的实验装置分别接入同一电路中，所以电源电压U相同，设R=5Ω；
图甲中总电阻为R₁=R+2R=3R，电路中的电流为I₁=(U)/(R1)=(U)/(3R)；
A中电阻的发热功率为：P_A=

I

2 1

R=((U)/(3R))2×R=(U2)/(9R)；
B中电阻的发热功率为：P_B=

I

2 1

×2R=((U)/(3R))2×2R=(2U)/(9R)；
图乙中，D容器中两个5Ω的电阻并联后的总电阻为：R_D=(1)/(2)R，
总电阻为R₂=R+(1)/(2)R=(3)/(2)R=1.5R，
电路中的电流为I₂=(U)/(R2)=(U)/(1.5R)，
C中电阻的发热功率为：P_C=

I

2 2

×R=((U)/(1.5R))2×R=(4U2)/(9R)；
D中电阻的发热功率为：P_D=

I

2 2

×1.5R=((U)/(1.5R))2×(1)/(2)R=(2U2)/(9R)；
所以，四个容器中C电阻的发热功率最大，容器中空气温度升高的最快．
故答案为：（1）U形管内左右两管液面的高度差；（2）使电流相等；电流；电流；（3）D容器上两接线柱短路；（