初中物理焦耳定律实验题

为了探究影响电流产生热量的因素，实验室准备了两个相同的烧瓶（内装质量相等的煤油）、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同温度计，四根不同阻值（R₁ >R₂ R₃=R₄）的电阻丝，以及相同的滑动变阻器、开关、导线、电源等。两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示的两个方案。（每空1分）

（1）甲方案可探究电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟       关系。
（2）乙方案可探究      和通电时间一定时，电流产生的热量跟      关系。
（3）电阻在一定时间内产生的热量是通过烧瓶中煤油            的多少反映出来的。

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”）

为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系，王军设计了如图（10）所示的甲、乙两装置。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杯中，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。
(l)甲装置可探究电流产生的热量与_______是否有关。
(2)在这个实验中，电流产生热量的多少是通过_______________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，请你列举一列________________________________________________________________.
(3)在装置甲、乙的两次实验中，比较相同时间里气球A与C体积变化情况可探究电流产生的热量与____________________有关。
(4)若甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，A、B、C、D四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是__________________________.
(5)教材上的该实验装置如图（11）所示（烧瓶与图l０中的相同）。比较图（10）和图（11）所示的两个实验，你认为较好的是图________装置，理由是：_________________________.

为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相等的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度。

（1）实验中，通过比较两瓶中煤油               来比较电阻丝发热量的多少；
（2）实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制          相同；
（3）给图中的装置通电一段时间后，切断电源。根据铜丝和镍铬合金丝的         大小以及观察到的          ，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系。
（4）如在A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相等的煤油和酒精，        （选填“能”或“不能”）完成以上实验，你判断的依据是                                。

(4分)小明在研究完“电流通过导体放出的热量与电阻的关系”实验后，灵机一动，将它改装成了一种测量未知液体比热容的装置．请在图中用笔画线代替导线将电路图连接完整．测量时，分别往甲乙两个烧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△t_水和△t，在不计热损失的情况下，就可以求得待测液体的比热容c=c_水△t_水／△t．

(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=c_水△t_水／△t”小明的测量方案中至少还需要的一种测量仪器，写出该仪器的名称和用途____________________________．
(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_______     端滑动．(选填“A”或“B”)

甲同学在用电炉烧水时发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热．甲同学猜想“电阻越大，发热功率越大”．而乙同学在用电炉烧水时发现，将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水快些，相同时间内产生的热量多些．乙同学猜想“电阻越小，发热功率越大”．
现有镍铬合金丝做的电阻R₁和R ₂，阻值分别为5和10，两个相同的容器中装入质量和温度都相同的煤油，另有温度计、电池组、开关、导线、变阻器等实验器材．
(1)为了验证甲同学的猜想，请利用以上器材设计实验，用笔画线代替导线连接好图甲的电路．

(2)下表是验证甲同学的猜想时实验得到的数据：

加热时间／min	0	8	16	24
装有R 1容器中煤油的温度／℃	20.0	21.6	23.2	24.7
装有R2容器中煤油的温度／℃	20.0	23.1	26.0	28.9

     从上述实验数据分析发现，发热功率与电阻的关系是_______________________．
(3)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比较________来比
较电阻R ₁、R ₂产生热量的多少．
(4)为验证乙同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图．
(5)甲同学与乙同学观察到的现象似乎有矛盾，请加以分析．
原因：______________________________________________________．

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
________________________________．

如图“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝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。请回答下列问题：
（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过               反映出来的；
（2）采用这种连接方式的目的是：                                       。

图所示是小明探究影响电流热效应的实验电路连接情况图，开关闭合一段时间后，他发现两瓶煤油中的液面都没有改变，小明断定电路中出现了断路，于是他用电压表开始检查断路位置。请回答有关他检查断路故障的问题：（说明：电源完好，电路只有一处断路故障。）

你认为他应依次检查哪些位置？
答：                                            。
请把检查某一位置是否断路时电压表接入的位置，以及可能观察到的现象和相应的结论填入下面记录表格中。

电压表接入位置	观察到的现象	结论

若不用电压表，用其他器材也能检查电路故障。你选用的其他检验器材是：________________________。请把用其他器材检查某一位置是否断路时接入的位置，以及可能观察到的现象和相应的结论填入下面记录表格中。

接入位置	可能观察到的现象	结论

 

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。温度计显示煤油的温度。
(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该        。
(2)小红问小明“水比较容易获得，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．因为煤油的比热容比水较小

(3)实验中，小明和小红发现B烧瓶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。

小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热。
（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题：___________________________________________________?
（2）如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等初温相同的煤油，金属丝电阻分别为R_A、R_B，R_A＜R_B。通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些。此现象说明：在_____________和______________相同时，_____________越大，电流产生的热量越多。