小明同学在做“电流电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验时.采用了如图所示实验装置．甲.乙.丙三个透明容器中密封着等量空气.U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端.其中在丙容器的外部.将一个电阻和这个容器内的电阻并联．(1)若通电时间相同.甲.乙.丙三个密封容器中的电阻丝产生热量之� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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小明同学在做“电流电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示实验装置．甲、乙、丙三个透明容器中密封着等量空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，其中在丙容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联．
（1）若通电时间相同，甲、乙、丙三个密封容器中的电阻丝产生热量之比为4：8：1．
（2）该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法．
（3）通电一段时间，小明发现甲、丙两图中两个U形管液面上升高度几乎相同，则出现该现象的原因可能是丙中外部电阻出现断路．

分析（1）由电路图可知，丙中电阻并联后与甲、乙中的电阻串联，它们的通电时间相等，根据Q=I²Rt比较它们产生热量的关系；
（2）对于不容易观察到的现象采取转换法的思想，探究多因素问题时采用控制变量法的思想；
（3）可从产生热量相等方面进行分析．

解答解：（1）由电路图可知，丙中电阻并联后与甲、乙中的电阻串联，它们的通电时间相等，因串联电路中各处的电流相等，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，I_甲=I_乙=2I_丙，
由Q=I²Rt可知，甲、乙、丙三个密封容器中的电阻丝产生热量之比为Q_甲：Q_乙：Q_丙=I_甲²R_甲t：I_乙²R_乙t：I_丙²R_丙t，将R甲=5Ω、R乙=10Ω、R丙=5Ω，I_甲=I_乙=2I_丙，代入上式解得：Q_甲：Q_乙：Q_丙=4：8：1；
（2）该实验中采用了控制变量法和转换法．
（3）通电一段时间，小明发现甲、丙两图中两个U形管液面上升高度几乎相同，说明产生热量相等，则出现该现象的原因可能是丙中外部电阻出现断路．
故答案为：（1）液面高度；
（2）控制变量法；
（3）丙中外部电阻出现断路．

点评本题考查了焦耳定律的应用，关键是根据图片得出通过三者电流之间的关系和知道空气吸收的热量越多、U型管中两侧的液面高度差越大．

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