初中物理焦耳定律试题

某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

如图，电源电压保持不变， $R_1=10\Omega$，开关 $S$闭合， $S_0$拔至 $b$时电压表的示数是拔至 $a$时的三分之一，则 $R_2=$　　 $\Omega$；若电源电压为 $3V$，当开关 $S_0$拔至 $b$时， $R_1$在 $10\mathit{min}$内产生的热量是　　 $J$。

甲、乙两只电炉标有“ $220V500W$”和“ $220V1000W$”字样，把它们串联在 $220V$的电路中。在相同时间内产生热量较多的是　　，将它们并联在电路中，产生热量较多的是　　（选填“甲”或“乙” $)$。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为　　。

根据下列两个实验，回答相关问题：

（1）电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。小明同学为了“探究影响电流做功的因素”，设计了如图1所示的实验，通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。该实验是通过观察　　比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为　　能；将滑动变阻器的滑片 $P$向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的高度也变大了，这说明　　。

（2）实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图2所示的实验装置，其中 $a$、 $b$、 $c$、 $d$四个相同的容器密闭着等量空气并与 $U$形管紧密相连，实验前 $U$形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。

在实验过程中，通过观察 $U$形管中　　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少：图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　　的关系，图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与　　的关系，综合分析图甲乙两装置的实验现象，可以得出的结论是　　。

某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气， $U$形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中。

（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫　　。

（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后，　　（填“左”或“右” $)$侧 $U$形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，　　越大，所产生的热量越多。

（4）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）。移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察 $U$形管中液面高度变化，由此得到的结论是　　

（5）如果热量用 $Q$表示，电流用 $I$表示，电阻用 $R$表示，时间用 $t$表示，则 $Q=$　　。

运用知识解决问题：

（1）电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻　　，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线　　，所以电炉丝热得发红而导线不太热。

（2）如图所示家庭电路，吊灯 $L_1$和 $L_2$有开关 $S$控制，墙上有一个固定的三孔插座。请把电路连接完整。

（3）将定值电阻 $R_1$和 $R_2$串联后接在电压为 $6V$的电源两端， $R_1:R_2=1:2$， $R_1$的电功率为 $2W$，则 $R_1$两端的电压 $U_1=$　　 $V$， $R_2=$　　 $\Omega$。

小明用毛皮摩擦过的橡胶棒与悬挂着的泡沫小球靠近时，它们相互排斥，则该泡沫小球带　　电；小明发现空调与台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，这主要是因为　　（填“长度”或“横截面积” $)$对导线电阻的影响；小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为 $40\Omega$，工作时的电流为 $5A$，则通电 $10s$电阻丝产生的热量为　　 $J$。

已知定值电阻 $R_1:R_2=2:3$，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比 $I_1:I_2=$　　：若把它们串联在同一电路中，通电1分钟， $R_1$、 $R_2$产生的热量之比 $Q_1:Q_2=$　　。

小可对生活中的几种物理现象进行了分析，其中判断正确的是 $($　　 $)$

A．投入水中的石块下沉，说明下沉的石块不受浮力

B．离平面镜越近，看到的像越大，说明像的大小与物体离平面镜的远近有关

C．通电后，电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么热，说明焦耳定律不适用于导线             

D．放在条形磁体周围自由转动的小磁针静止时不再指南北方向，说明条形磁体周围存在磁场

某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝 $R_{甲}$和 $R_{乙}$。

猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；

猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。

为验证猜想一，设计以下方案：

①将电阻丝 $R_{甲}$和 $R_{乙}$串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数 $I_1$，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；

②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数 $I_2$，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。

请回答下列问题：

（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有　            　。（写出一条即可）。

（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是　　。

（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：　　。

在验证焦耳定律 $(Q=I^2\mathit{Rt})$中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电路连接情况（已知 $R_{甲}<R_{乙})$。闭合开关，三种电路的电流表指针均发生了偏转，经过一段时间后观察并记录2根玻璃管内液面上升的高度△ $h$，小组实验报告汇总如下表，请把表格空白处填写完整。

实验电路	玻璃管内液面高度	小组结论	你的合理解释与评价
$A$	液面都不上升	导体产生的热量跟电阻无关	（1）
$B$	液面都上升，且△ $h_{甲}<$△ $h_{乙}$	电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就（2）	电流和时间都相同，验证了焦耳定律中 $Q$与 $R$的定性关系
$C$	液面都上升，且△ $h_{甲}$（3）　　△ $h_{乙}$	电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多	（4）

某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝 $R_{甲}$ 和 $R_{乙}$ 。

猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；

猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。

为验证猜想一，设计以下方案：

①将电阻丝 $R_{甲}$ 和 $R_{乙}$ 串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数 $I_1$ ，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；

②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数 $I_2$ ，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。

请回答下列问题：

（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有 　　。（写出一条即可）。

（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 　　。

（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： 　　。

在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，小明将长度和横截面积均相同，但材料不同的电阻丝 $A$和电阻丝 $B$按照如图所示的方式连接起来。闭合开关，一段时间后，如果电流通过电阻丝 $A$比电阻丝 $B$产生的热量少，这表明电阻丝　        （选填“ $A$”或“ $B$”）的电阻较大，由此可见导体电阻大小与导体的　     　有关。（不考虑温度对电阻的影响）

如图所示实验装置，可以用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与　          　的关系，若通过 $R_1$的电流是 $1A$， $10s$内电流通过电阻 $R_2$产生的热量是　          　 $J$。

如图所示的电路电源电压为 $6V$，电阻 $R$的阻值是 $10\Omega$．闭合开关 $S$，当电动机被卡住时，电流表的示数为 $0.5A$；当电动机正常转动时，电流表的示数为 $0.2A$．正常工作 $10s$，电动机消耗的电能是　    　 $J$，线圈产生的热量是　      　 $J$。