初中物理焦耳定律试题

为了探究影响电热的因素，实验室准备透明容器，里面密封了空气，U形管中装有液体，与两个密封容器相连，两个密闭容中都有一段电阻丝（阻值不同）接在电路中，分别设计了图甲、乙所示的两个方案．

（1）这两个方案的共同点是通电一段时间后，通过观察      来判断产生电热的多少；
（2）甲方案探究的问题是在      相同的情况下，产生的热量与      的关系；
（3）乙方案探究的问题是在      相同的情况下，产生的热量与      的关系；
（4）通过以上探究说明通电电阻产生的热量与      有关．

用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。

（1）实验中通过观察        来比较电流产生的热量的多少。
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入          、       相同的同种液体。
（3）实验结论是                                  。
（4）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与       的关系。

如图，电源电压保持不变， $R_1=10\Omega$，开关 $S$闭合， $S_0$拔至 $b$时电压表的示数是拔至 $a$时的三分之一，则 $R_2=$　　 $\Omega$；若电源电压为 $3V$，当开关 $S_0$拔至 $b$时， $R_1$在 $10\mathit{min}$内产生的热量是　　 $J$。

某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时，设计了如图所示的电路，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）实验中煤油吸热的多少是通过      来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”） 。
（3）将该电路设计成串联的目的是使通过甲、乙电阻丝的      相同，通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，若甲瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是：在      和通电时间相同时，         越大，导体产生的热量越多。
（4）家用电烤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，小明依据上述规律，得出电烤箱低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要短一些的结论，此结论是否正确？答：      （选填“正确”或“错误”）．原因是      。

探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学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，并设计了如图所示的甲、乙两套装置。已知电源电压相等且保持不变，R₁<R₂，装入烧瓶的煤油质量相等。下列有关此探究活动的各种表述，错误的是

A．此实验中，电流通过导体产生热量的多少是通过温计示数变化的大小体现出来的

B．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关

C．比较相同通电时间内a、c两温度计示数变化，可探究电流产生的热量与电流是否有关

D．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多

某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电压是2A，则该孵卵器正常工作10s所产生的热量为________J。

如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出）， $U$形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。

（1）实验中通过观察　　的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了　　（填“转换法”或“等效替代法” $)$的物理思想；

（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的　　不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；

（3）在乙装置中， $C$、 $D$透明容器中产生热量较多的是　　容器。

结合图中的实验情景，按照要求回答下列问题，

（1）对图①中的两支蜡烛的要求是　　；

（2）图②中，　　的机械效率高；

（3）图③研究的是电流产生的热量跟　　的关系；

（4）图④中的　　（填“铁屑”或“小磁针” $)$能更好的显示磁场的分布。

甲、乙两只电炉标有“ $220V500W$”和“ $220V1000W$”字样，把它们串联在 $220V$的电路中。在相同时间内产生热量较多的是　　，将它们并联在电路中，产生热量较多的是　　（选填“甲”或“乙” $)$。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为　　。

小明用如图所示装置探究电流产生的热量与电阻的关系：

（1）实验中应保证两个相同的透明容器中密封的空气质量       。
（2）将此装置接入电路，通电一段时间后，两Ｕ型管中液面高度的变化如图所示，由此说明：当       和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越     。
（3）家庭线路改造之一，就是把导线换成更粗的，目的是减小导线的      ，从而减小电流在导线上产生     损失。

根据下列两个实验，回答相关问题：

（1）电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。小明同学为了“探究影响电流做功的因素”，设计了如图1所示的实验，通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。该实验是通过观察　　比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为　　能；将滑动变阻器的滑片 $P$向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的高度也变大了，这说明　　。

（2）实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图2所示的实验装置，其中 $a$、 $b$、 $c$、 $d$四个相同的容器密闭着等量空气并与 $U$形管紧密相连，实验前 $U$形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。

在实验过程中，通过观察 $U$形管中　　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少：图甲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，图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与　　的关系，综合分析图甲乙两装置的实验现象，可以得出的结论是　　。

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＿＿＿＿＿．

如图所示为小丹家使用的电能表，由图可知他家同时可使用的用电器总功率不能超过　　 $W$；他关闭家中其他用电器，只让电水壶烧水，发现电水壶正常工作 $2\mathit{min}$，电能表转盘转过24转，则该电水壶的额定功率为　　 $W$，电水壶内部的电热丝通电后迅速升温，而与其相连的电源线却不热，主要是因为电热丝的电阻　　（选填“小于”或“大于” $)$电源线的电阻。

某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气， $U$形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中。

（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫　　。

（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后，　　（填“左”或“右” $)$侧 $U$形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，　　越大，所产生的热量越多。

（4）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）。移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察 $U$形管中液面高度变化，由此得到的结论是　　

（5）如果热量用 $Q$表示，电流用 $I$表示，电阻用 $R$表示，时间用 $t$表示，则 $Q=$　　。

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）。