初中物理焦耳定律实验题

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。下列实验中没有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．研究电功大小与哪些因素有关的实验中，取用两个不同灯泡
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

小强和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，瓶中各放一个电阻丝，甲瓶中的电阻比乙瓶中的电阻要大，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，煤油在玻璃管里升高。电流产生的热量越多，煤油柱升高的高度越大。

（1）接通电路后，小强发现甲、乙两瓶通电时间越长，
瓶中煤油上升越高，电流产生的热量越    （选填“多”或“少”）。
（2）接通电路一段时间后，比较瓶中煤油上升高度。实验结果是：   （选填“甲”或“乙”）瓶中的煤油上升得高，这表明电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
（3）断开开关，让两玻璃管中的液柱回到原来的高度，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，瓶中的煤油上升得较     （选填“高”或“低”），这表明电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量就越     （选填“多”或“少”）。

在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题。如图所示，两电阻丝串联在电路中，将其放入同样大小的烧瓶中，可以对瓶中液体加热。现有如下课题：

探究导体电阻大小与材料是否有关
B．探究不同物质的吸热能力
C．探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系
D．探究导体电阻大小与长度是否有关
⑴如果A、B两瓶中电阻丝电阻大小相等，烧瓶中装着相同质量的水和煤油，则可以探究课题     。（填课题对应的字母）此探究中；水和煤油吸热的多少是通过___________________来反映的（选填“升高的温度”或“加热时间”）。
⑵在探究课题C时，小明将两根阻值不同的电阻丝（R_A>R_B)接入电路,在两烧瓶中装初温和质量都相同的煤油，通电一段时间后观察到A瓶中煤油温度较高。由此可知结论：在电流和通电时间相同时，电阻________________，产生的热量越多。
⑶在与⑵的探究基础上：若选择      ________    相同，材料不同的两根电阻丝接入电路就可以探究课题A；若选择      ________    相同，____________不同的两根电阻丝接入电路就可以探究课题D。

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。

小明在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，把两段金属丝A、B（已知A、B两金属丝的电阻的大小关系为）串联后，分别放在如图4所示的两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计、。闭合开关通电一定时间。此方案可探究电流通过导体时产生的热量与_________大小的关系。实验可得出的结论是___________________________。请你应用所学知识推断实验过程中_________（选填“甲”或“乙”）瓶内煤油的温度升高得更快。

在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题．如图所示，两电阻丝串联在电路中，将其放入同样大小的烧瓶中，可以对瓶中液体加热．现有如下课题：

A．探究不同物质的吸热能力   
B．探究导体电阻大小与材料是否有关
C．探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系 
D．探究导体电阻大小与长度是否有关
(1)如果两瓶中电阻丝电阻大小相等，烧瓶中装着相同质量的水和煤油，则可以探究课题  ▲ ．(填课题对应的字母)
（2)如果烧瓶中都装着相同质量的煤油，但电阻丝电阻大小不同，则可以探究课题▲ ．
(填课题对应的字母)
(3)在与(2)条件相同的基础上应选择  ▲ 相同，村料不同的电阻就可以探究课题B．

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家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝（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）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的量的方法叫“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、乙的来两次实验中，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（烧瓶与图中的相同）。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：                          

小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”．装置中除了R_甲＞R_乙外，其余条件均相同． 
（1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的  ▲ 及通电时间相等．实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越  ▲ ．
（2）小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的  ▲ ．此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足甲、乙中液体的质量和初温相同外，电阻丝阻值应  ▲ （选填“相等”或“不相等”）．

 

小红和小明分别用下图所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系。他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R₁R₂）密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。（设他们所用的各种同类器材性能相同）

（1）在这个实验中电流产生热量的多少是通过____________体现出来的。
（2）他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的是_____________。
（3）小红和小明的实验方案有一个是错误的，请针对错误的实验进行简要的评估。（说明谁的方案是错误的，以及错误的原因）
答：________________________________________________

在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，甲、乙两烧瓶中电阻丝的阻值分别为R和2R，将它们浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过　　　　　　　　　　　显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的是__________。

图所示的电路中，R₁和R₂是两段电阻丝，且电阻值R₁＞R₂。在两段电阻丝上各夹一根火柴，移动滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻值比较小，然后闭合开关S，经过时间t，电阻丝R₁上的火柴先被点燃。这说明在通电时间和________相同时，电流通过导体产生热量的多少与________的大小有关。

在讨论“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”这个问题时，小明和小华提
出了猜想：“电流通过导体产生热量与通过导体电流的大小、导体的电阻及通电时间有关”，大家决定通过实验对这个问题进行研究．

(1)怎样比较通电导体产生热量的多少呢?他们决定将一段电阻丝浸没在液体中，用电阻丝通电产生热量给液体加热，如图(a)所示，可以通过比较质量相等的同种液体升高的温度来比较电阻丝发热量的多少，这是科学研究的一种常用方法．下列研究实例中也采用这种研究方法的是      (填序号)。

①用磁感线来描述磁场的方向；
②学习电压，我们可以通过对比水压来认识它；
③电路中是否有电流，我们可以通过观察电路中电流表的指针是否偏转来认识。
(2)他们在实验中所用被加热液体选择的是煤油而不是选择水，这是因为                        的缘故(写出一条理由即可)。
(3)小明设计了如图(b)所示的电路，其中R₁≠R₂，此电路是为了研究通电导体产生热量与                  的关系。他选择一段铜丝作为电阻R₁，一段镍铬丝作为电阻R₂(R₂>R₁)，如图(c)所示。通电一段时间后发现浸有R₁的液体温度几乎不变，而浸有R₂电阻丝的液体升温明显，通过分析，他发现问题出在铜丝上，这是因为：______________________________________________，改进的办法是________________________________．

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)这三个烧瓶中电阻R₁、R₂和R₃阻值应该    ，所盛煤油的质量应该        。（均选填“相等”或“不相等”）
(2)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，导体的电阻越大，产生的热量越   （选填“多”或“少”）。

某同学用图所示的装置进行实验研究。已知A、B两金属丝的电阻分别为R_A、R_B，且R_A<R_B，分别放在两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计a、b。闭合开关通电一段时间，观察温度计示数的变化。应用所学知识可推断在通电时间相同时，两支玻璃管内煤油上升较高的是     （选填“甲”或“乙”）瓶。由此可知，在通电时间相同，       一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越        。

．在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，把两段金属丝A、B（已知A、B两金属丝的电阻分别为R_A、R_B，且R_A＞R_B）分别放在如图所示的两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计a、b。闭合开关通电一定时间，可以通过温度计的示数变化情况，了解金属丝产生热量的多少。甲方案可探究_______和时间相同时，电流通过金属丝产生的热量与________大小的关系。乙方案中温度计示数较高的应该是_______（选填“a”或“b”）。