[考点]
探究影响电流通过导体时产生热量的因素,电阻产生热量多少的表现,
[答案]
(1)U形管液面的高度差;(2)电阻;(3)不相等;小;300;(4)变大;能。
[解析]
解:(1)根据转换法,实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故该装置用来探究电流产生的热量与电阻的关系;
(3)乙装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系,故乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等,为了使实验现象更明显,根据Q=I2Rt,在电阻和通电时间相同的条件,应使通过两容器内的电流差别较大,根据并联电路电压的规律及欧姆定律,可以将R3的阻值换成更小的;
(3)根据图乙可知,相同阻值的R3、R2并联后再与R1串联在电路中,根据并联电路电流的规律及欧姆定律可知,则通过R3、R2的电流是相同的,根据并联电路的电流规律可知,通过R2的电流是通过R1电流的0.5倍,所以通过R2的电流为:
I=0.5×2A=1A;
通电1min后R2产生的热量为:
Q=I2R2t=(1A)2×5Ω×60s=300J。
(4)并联电阻小于其中任一电阻,由于电阻R3断路,R2并联部分的电阻变大,分压增多,根据Q=
知相同时间R2产生热量变多,因此右侧U形管中液面的高度差将变大。让乙装置冷却到初始状态,若将右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中,等效电阻变小(小于5欧姆,通过R1和等效电阻的电流和通电时间相同,能探究电流产生的热量与导体电阻的关系。
故答案为:(1)U形管液面的高度差;(2)电阻;(3)不相等;小;300;(4)变大;能。
[点评]
本题考查了"探究影响电流通过导体时产生热量的因素,电阻产生热量多少的表现,",属于"必考题",熟悉题型是解题的关键。