初中物理焦耳定律实验题

如图是小丽探究“导体产生的热量与电阻大小关系”的实验装置图（R_甲＞R_乙）。

（1）两个导体串联，目的是保持电路的通电时间和          不变；
（2）小丽用导体加热煤油是因为煤油具有较小的         ，吸热升温明显；
（3）实验中，小丽发现       （填“甲”或“乙”）瓶中的温度计示数升高得快，说明在其他相关条件都相同时，导体的电阻越           产生的热量越多；
（4）在此实验的基础上进一步探究导体产生的热量还跟哪些因素有关系，可得到物理学的一个重要定律：             定律。

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”。三个烧瓶中所盛煤油的质量相等，三瓶煤油中都各自浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻为R₁，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻为R₂，烧瓶C中的金属丝是锰铜合金丝，电阻为R₃，温度计显示煤油的温度。

(1)实验中通过观察           来比较电流产生的热量的多少。
(2)为了便于比较三种电阻丝通过电流后产生的热量的多少，A、B、C三瓶中应装入质量相等和                相同的煤油。
(3)这三个电阻R₁、R₂和R₃阻值应该       。（选填“相等”或“不相等”）
(4)若R₃>R₂>R₁，闭合开关后，小明和小红发现C烧瓶中温度计的示数升高的最快，B烧瓶中温度计的示数升高的较快，A烧瓶中温度计的示数升高的最慢。这表明：在      和通电时间相同的情况下，                                      。

图是某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量的因素”时设计的一个实验方案：将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂＜R₃）分别给三个烧瓶中的空气加热。请回答下列问题：

（1）图所示的电路要研究的是电流产生热量的多少跟______大小的关系。
（2）实验中，通电一段时间后，体积变得最大的是气球______（选填“a”、“b”、“c”或“一样大”）。由此可以得到的结论是：在通电时间和______一定时，______。

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。

⑴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_________________；实验中电流产生的热量的多少是通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
⑵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。
⑶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_____________，观察比较 __    ___。
⑷若将此装置改装后用来测量煤油的比热容，则除了将其中一只烧瓶中的煤油改成相同质量的水之外，还需做的改动是：_______________．实验时，测得水和煤油的初温均为t₀，通电一段时间后，测出水和煤油的温度分别为t_水、t_煤油，请写出计算煤油比热容的表达式：c_煤油=________________（已知水的比热容为c_水）。

如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量_______（选填“相等”或“不等”）的______（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R_甲大于R_乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与______的关系；实验中通过观察________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择_________来进行实验。

小明选取了如图所示的实验器材，探究电流产生的热量与哪些因素有关．

（1）选取两个相同的玻璃瓶，装入相同质量煤油并插上温度计的目的是______________．
（2）为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，他连接了如图甲所示的电路．若要能完成探究，除了图中已有的器材外，必须添加的器材是______________（选填“天平”或“秒表”）．
（3）为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，他连接了如图乙所示的电路，他这样做目的是为了控制_________、_________相等．

为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，大伟小组采用了如图15所示的实验装置，其中R₁<R₂。

（1）实验中R₁、R₂采用      （填“串联”或“并联”）的连接方法使通过它们的电流相等。
（2）在通电时间相同时，两玻璃管内煤油上升较高的是       （填“甲”或“乙”）瓶。由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越      。（填“多”或“少”）

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：　　。

如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。

（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 　    　不相等。

（2）由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 　    　。

（3）通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化， 　    　（选填"甲"或"乙"）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 　    　（选填"大"或"小"），导体中产生的热量越多。

在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中 $R_1>R_2$

实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系

（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；

（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制　　；电阻丝放出热量的多少，通过　　来进行判断；

（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝 $R_1$加热的煤油温度升高了△ $t_1$，用电阻丝 $R_2$加热的煤油温度升高了△ $t_2$，那么△ $t_1$　　△ $t_2$（选填“大于”，“等于”或“小于“ $)$。

实验二：探究电流产生的热量与电流的关系

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝 $R_1$（或 $R_2)$加热的煤油，温度升高量△ $t_1$’（或△ $t_2$’ $)$　　2△ $t_1$（或2△ $t_2)$（选填“大于”，“等于”或“小于” $)$，该实验说明电流产生的热量与电流　　正比例关系。

（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是　　。

电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其中 $R_1>R_2$。

（1）实验中通过　              　（选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块　　来反映动能的大小。

（2）实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。请解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：　               　。

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 $U_1=$　　 $V$， $R_2=$　　 $\Omega$。

学习“焦耳定律”后小明想到两个问题：如果用两种液体来 做实验会怎样？如果将两个电阻并联又会怎样？于是他用一个电压恒定的电 源，两个电加热器等相关器材进行探究，其中两个电加热器的电阻分别为 R₁、R₂（R₁<R₂，不计热量损失）。

（1）请你帮小明完成这两个问题的探究．
①他在两个烧杯中分别放入质量和初温均相等的纯水和煤油，如图是他 组成电路的一部分．通电一段时间后，电阻＿＿＿＿＿（选填“R₁”或“R₂”） 应放出的热量多．但小明却发现甲杯中温度升高得快．你认为产生这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
②待两个电加热器冷却后，小明用刚才的实验器材组成了并联电路，他在两个烧杯中都更换成＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿相等的煤油，同时工作一段时间后，发现 R₁所在烧杯中的煤油温度升高得快，这说明当＿＿＿＿＿相同时，电阻越＿＿＿＿，产生的热量越多． （2）小明想到，生活中的一些大功率用电器．如电炉、空调等，在使用插座时，有时会烧坏插座，有经验的电工只需将原来的钢质插头更换成铜质插头，这样就可以解决问题．这是因为铜质插头的电阻比钢质插头的电 阻＿＿＿＿＿，在相同时间内产生的热量＿＿＿＿＿．

为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两段阻值不同的电阻丝（R₁<R₂）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同．

（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通过         体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例：            ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与            的关系；
（3）在装置甲、乙两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与        的关系；
（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球     （填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多；
（5）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与甲、乙中的相同）．比较甲乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是    ，理由是：              ．

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”）．开关接在干路中，是为了控制      相同．
(2)闭合开关后，发现A中温度计的示数上升较慢，则A中电阻丝放出的热量比B中放出的热量      （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挡的调节是通过改变接入电路的电阻丝
的长度来实现的，由上述实验可知：低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要     （选填“长”或“短”）一些．