初中物理焦耳定律实验题

现有两个小灯泡，灯泡A标有“6V、6W”，灯泡B标有“6V、3W”，它们的电流与电压关系的图象如图所示。将它们串联起来接在电路中，其中一个灯恰好正常发光时，电路在10min内产生的热量是         J。

为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R_甲＞R_乙。

（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不是用水，主要是由于
_______________________________________________________________________。
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与__________的关系。
（3）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是　　　　　　　　　　　
_______________________________________________________________________________。

（4）将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图所示。测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达式c_煤油=                                      
（已知水的比热容为c_水）。

下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整。
课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关？

（1）装置及原理：
我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大。通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高，体积膨胀，细玻璃管中煤油上升的高度越高，表明                  。
（2）实验过程：
① 接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：      瓶中的煤油上升得高。这表明，         相同时，电阻越大，产生的热量越多。
② 在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较         。这表明，        相同时，电流越大，电流产生的热量越多。
③ 实验表明，通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越           。
（3）实验结论：
我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析，找到了电流产生热量的多少和                   、                    、                    。
（4）在上述实验中，我们用电流表测量电流，用手表测量时间，没有仪器直接测量热量的多少，而是用液体温度升高时体积膨胀的多少来比较热量的多少，这种物理研究方法称为         法。

如图甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置：

（1）实验采用的是_____________研究方法，实验的设计原理是根据电流的_________效应。（2）选用图乙中第一组电阻来进行实验，接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油____上升得高。我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下________越大放热越多。这个实验是控制_________、_________两个物理量不变，来研究___________和________两个物理量的关系。
（3）选用图乙中第二组电阻来进行实验，分别在通电时间相同时，调解滑动变阻器，加大电流，发现电流越大，电阻丝放热越___________，说明___________________。

小明要用图所示的实验器材探究电流一定时，电流热效应与电阻的关系。其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

(1)请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过          显示电流产生热量的多少的。象这种能用直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：                                            
(3)在这个实验中，除了控制电流一定外，还要控制的量有                              。
(4)在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则       瓶内温度计的示数升高的多。

小明看到研究焦耳定律的实验装置后，将它改装成了如图所示的一种测量未知液体比热容的装置。测量时，分别往甲乙两瓶中装入水和待测液体，闭合开关一段时间后，再分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度Δt_水和Δt，在不计热损失的情况下，就可以求得待测液体的比热容c=Δt_水Ｃ_水／Δt。

（1）为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等，小明设计的电路中必须满足的条件是________________。
（2）为了得出待测液体的比热容表达式“c=Δt_水Ｃ_水／Δt。”，小明的测量方案中至少还需要的一种测量仪器是 _________，目的是___________________。
（3）闭合开关后，要使水和待测液体的温度升高得更快，滑动变阻器的滑片应向_________滑动。

现用如图所示的器材来探究通电导体产生的热量与电阻的关系：

(1)将A、B两烧瓶的锰铜合金丝和镍铬合金丝串联接入电路，其目的是控制     相等．
(2)随着时间增加，两瓶中煤油温度都逐渐上升，说明通电导体产生的热量与     有关．
(3)已知镍铬合金丝比锰铜合金丝的电阻大，通电一段时间后，烧瓶   中的煤油温度上升快(填A或B)．由此，小明得出结论：通电时间一定，电阻越大，导体产生的热量越多．
(4)另一个同学指出小明的结论不严密，请你将小明的结论补充完整：_______________________________________________________________．

小明同学为了探究“电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系”，做了如下一个实验：如图两个烧瓶中盛上等量的煤油，并插上温度计以显示煤油的温度．A瓶中浸泡一段铜丝，B瓶中浸泡一段镍铬合金丝，将它们串联起来接到电源上，请回答：

（1）串联连接的目的是                ；（2）通电一段时间后，可以观察到    瓶中温度计的示数较高，表明   丝的发热功率较大．实验表明                          ．

为探究电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关系，小明设计了图所示的实验。他的方法是用电阻丝（其中R_甲＜R_乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察插入密封烧瓶里的温度计温度上升的高低，比较电阻丝放热的多少。请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答问题：探究电流产生的热量多少与电阻的关系时，应闭合开关      ，断开开关       。

在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R₁＞R₂．

（1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较        （选填“大”或“小”）．开关接在干路，是为了控制            相同．
（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量       多（选填“多”或“少”）．由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越     （选填“多”或“少”）．
（3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻大小来实现的．由上述实验可知：低温档接入电路的电阻比高温档接入电路的电阻要       （选填“大”或“小”）一些．

为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R_甲>R_乙。

（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要是由于               。
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与    的关系。
（3）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是                                           。
（4）将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图所示。测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达c_煤油=            (已知水的比热容为c_水)。

为了“比较不同物质的吸热能力”，物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路，A瓶中装的是水，B瓶中装的是煤油，两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝。

(1)正确连接完电路，开关闭合前滑片应置于最  (填“左”或“右”)端．
(2)为了确保实验的准确性，水和煤油的    和初温必须相等。闭合开关后，经过一段时间发现      (选填“A”或“B”)瓶中的温度计的示数升高快．物质的这种属性我们用物理量比热容来描述。
(3)实验结束时，小明测得水和煤油升高的温度分别为Δt₁和Δt₂，已知水的比热容为C_水，如果不计热量损失，那么煤油的比热容C_煤=                  。
(4)实验时，小明和小红发现电热丝热得很快，而连接的导线却不怎么热。小红猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电流不同。小明猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同。其他同学立刻判断小红的猜想是错误的，原因是                             。
(5)接着兴趣小组进行探究“通电导体产生热量的多少和电阻的关系”，他们又准备了如下的器材：
足量的水和煤油、天平、10Ω的电热丝两根、电流表和电压表各一只、秒表等器材。要完成实验，他们应该在原来的装置上调整的器材及要求是：①                             ；
②                             ．
(6)最后，小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I关系的图像，其中正确的是(    )

小强同学用如图所示的装置，验证电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小、通过导体的电流和通电时间的关系。图中两个密封的烧瓶内盛满质量和温度都相同的煤油，瓶中插有两端开口的细玻璃管。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝的电阻比较小，烧瓶B中的金属丝的电阻比较大。

(1)小强在密封的烧瓶内装入煤油而没有装水，主要是由于_______________________。
(2)将两瓶中的金属丝串联起来接在电源上，通过观察玻璃管中______变化的多少，来比较金属丝放出热量的多少。这种研究方法称为____________________________________。
(3)通电一定时间后发现B中细玻璃管内煤油液面较高，由此得出的实验结论是______________________________________________________________________________。

小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同．

（1）请用笔画线代替导线，把电路连接完整．
（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是通过　_________　显示电流产生热量的多少的；象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”．这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：　_________　．
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有　_________　．
（4）根据所学知识可知，在相同时间内　_________　瓶内的电阻丝放出的热量较多（选填：甲、乙）．

小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。

（1）为达到实验目的，请按要求连接实验电路图（要求滑片向右移动时电流变大）
（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是         。
A．因为煤油有颜色便于观察 
B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度    
D．因为煤油有比较小的比热容
（3）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越             ，产生的热量越多。
（4）小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中也用到这种思想和方法的是          。
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．