小乐认为电流通过导体时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。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为 5Ω ）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的 U 形管，两 U 形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两 U 形管内的各液面相平。则该实验（　　）

A ．通电后能观察到管 ② 中的液面比管 ① 中的液面升得更快

B ．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系

C ．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系

D ．运用了控制变量法和转换法

答案

D

【详解】 AB ．右侧容器中的 5Ω 电阻与容器外等值的电阻并联后与左侧 5Ω 的电阻丝串联，根据并联电路电压的规律和欧姆定律可得，通过 B 容器中的 5Ω 电阻与容器外等值的电阻的电流相等，根据并联电路的电流规律可知，通过 B 容器中电阻丝的电流为通过 A 容器中电阻丝的电流的一半，两容器中电阻丝的通电时间相同，根据控制变量法可知，该实验装置探究的是电流通过导体产生的热量多少与电流大小的关系。根据焦耳定律 Q = I ² Rt 可知，通电后左侧电阻产生的热量大于右侧电阻产生的热量，所以能观察到管 ① 中的液面比管 ② 中的液面升得更快，故 AB 不符合题意；

C ．控制通过左侧电阻的电流不变，改变通电时间，比较 U 形管 ① 液面的高度差，可探究导体产生的热量与通电时间的关系，故 C 错误；

D ．容器中电热丝产生的热量多少是通过与容器相连的 U 形管液面的高度差来反应的，用到了转换法；电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，研究与其中的某个因素的关系时，需控制其它因素不变，用到了控制变量法，故 D 正确。

故选 D 。