初中物理焦耳定律实验题

如图甲和乙是研究“电热大小与哪些因素有关”的实验装置．通电后，若要比较电阻丝产生热量的多于少，只需比较与之相连的U型管中     ．甲是探究电热与     关系的实验装置．乙是探究电热与     关系的实验装置．

小明猜想电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。为了探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”，所用的器材有：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；绝热的塑料盒一个，盒内密封着空气，盒内的电阻丝的阻值是10Ω，插在盒中的温度计量程是0～100℃；导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整。

（2）记录实验数据的表格如下表。

实验次数	通电时间 t/s	电阻 R/Ω	电流 I/A	盒内空气的 初温t0/℃	盒内空气的 末温t/℃	盒内空气升高的温度△t/℃	热量Q
1	20	10	0.2	20	32	12	小
2	0.3	20	47	27	中
3	0.4	20	69	49	大

①分析表中的数据，得到的探究结论是：                                       。
②从表格中提取的能得出该结论的信息是：                                     。
（3）实验结束后，小明为了缩短实验时间，对原实验方案稍加改动：实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，也不打开通气孔，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开始计时，20s后记录末温……
指出改动后方案的两点不足（可以结合原方案的实验数据）；
①                                                            。
②                                                            。

在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采取了如图所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。

（1）实验中通过观察       变化来比较电流通过电阻产生热量的多少。
（2）观察图甲中的A、B管，在通电时间相等时，发现B管液面上升得高，则表明电流通过导体产生的热量多少与       有关。
（3）采用图乙实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时，       越大，电流产生的热量越多。
（4）该实验中用到了控制变量法和          法。

小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。

（1）通电一段时间后，小明发现    烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越    ，产生的热量越多。
（2）本试验使用了控制变量的科学方法：通过两金属丝串联的方式，控制       和       相同；还使用了转换的科学方法：把导体产生热量的多少转换为          。为了保证这种转换的科学性，实验中采取的措施是                       。
（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成     相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的      相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理。

为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（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，两次实验电源电压不变。

（1）实验中通过     的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与     的关系。
（3）在装置甲、乙的两次实验中，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）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）相通的电阻丝产生的热量最多。

在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面的变化反映了密闭空气温度的变化。此实验是为了探究电流产生的热量与__________的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在__________容器中产生的热量较多。在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，还可以探究电流产生的热量与_________的关系。该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和__________。

如图所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等，初温相同的煤油，完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R₁和阻值为5Ω的电阻丝R₂。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。

小新的主要实验过程如下：
①将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5Ω。
②闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数为0.3A，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数40℃，断开开关。
③用图所示的装置乙替换电路中的装置甲，将电阻箱的阻值调为10Ω，闭合开关，同时按下停表开始计时，观察电流表示数仍为0.3A，当温度计示数为40℃时，停止计时，读出通电时间5min，记录数据，断开开关。
于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小新实验过程中存在的问题：                              
（2）请你针尖对小新实验过程汇总存在的问题，写出改进措施：        

小华做了以下电学实验。
（1）他用“伏安法”测电阻：
①请用笔画线代替导线，将图所示的实物电路连接完整。
②在连接电路时，开关应____，滑动变阻器滑片P应位于____端（选填“A”或“B”）。
③闭合开关，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图所示，其示数为____A，则R的阻值是   Ω。实验中需要多次测量求平均值的目的是________。
（2）他想设计一个电路探究电流产生的热量与电流和电阻的关系。提供的器材是：图所示的三个插有温度计的相同玻璃瓶（瓶内装有质量、温度相同的煤油，三根电阻丝的电阻大小关系为：R_甲=R_乙>R_丙），还有一个滑动变阻器，一个单刀单掷开关，一个单刀双掷开关（符号），电源以及若干导线。
①本实验中通过观察   比较电流产生的热量多少。
②请你选择合适的器材，设计一个不能拆装且合理的实验电路，在虚线框内画出实验电路图，并标出选择的电阻。

小红用图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。

她猜想：A．可能与电流大小有关；
B．可能与电阻大小有关；
C．可能与通电时间有关；
她分别将两段阻值不同的电阻丝密封在两个装有空气的密闭容器中
(1)图中实验是验证猜想________。(选填字母)
(2)在这个实验中电流产生热量的多少是通过________体现出来的。
(3)如果研究电流产生的热量与电流关系时应控制________和________不变；请设计这个实验的电路图。

在探究“影响电流热效应的因素”实验中：

(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫________，若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用________(选填“煤油”或“水”)，理由是________。
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据(见表)。

实验次数	电流／A	通电时间／s	电阻／Ω	温度升高量／℃
1	0.3	30	10	1.5
2	0.6	30	10	6.0

由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流________，其产生的热量________。
(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中________(选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶________(选填“串联”或“并联”)。

用如图所示的实验器材探究“在电流一定时，电流的热效应与电阻的关系”。装有煤油的瓶子内电阻丝的长度和粗细都相同，其中甲瓶内是铜丝，乙瓶内是镍铬合金丝。

（1）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观察           来显示电流产生热量的多少，这种方法叫“转换法”。
（2）在这个实验中，除了控制电流、通电时间一定外，还要控制甲、乙两瓶内煤油的     相同。
（3）闭合开关，把滑片移至某一位置进行实验，发现     （选填“甲”或“乙”）瓶内温度计的示数升高快。
（4）通过这个实验得出结论是：                                           

实验小组的同学为了探究影响电流产生热量的因素，准备了两个相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，三个规格完全相同的滑动变阻器，四根阻值不同（R₁ >R₂ ；R₃=R₄）的电阻丝，以及电源、开关、导线等。
两个实验小组的同学根据现有的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示两个方案。

（1）甲方案可探究当        和通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻的关系。闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是       温度计。（选填“A”或“B”）。
（2）乙方案可探究当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟       的关系。闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是       温度计。（选填“C” 或“D”）。

（2013·宿迁）在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫     ．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用     （选填“煤油”或“水”），理由是                                                   ．
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）．

由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流     ，其产生的热量     ．
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中    （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶     （选填“串联”或“并联”）．

（2014·厦门）为了探究电流产生的热量跟哪些因素有关，小鹭同学先后采用如图所示的甲、乙两个装置进行实验．她将两段电阻丝R₁、R₂分别封闭在两个相同的烧瓶中（R₁＜R₂），用玻璃管将烧瓶分别与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。

（1）要探究通电时间和通电电流大小相同时，电流产生的热量与电阻的关系，应选择装置     进行实验．（选填“甲”或“乙”）
（2）比较相同时间里气球A与气球C体积变化情况，可探究电流产生的热量与     的关系．
（3）小鹭用气球替代温度计进行实验，你对此的评价是                                      ．

（2014·娄底）圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图．

（1）实验总通过观察两个U形管中   的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．
（2）你认为甲图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．
（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的   越大，电阻产生的热量越多．
（4）该实验采取的探究方法是                    ．