初中物理焦耳定律试题

家用电风扇的电动机线圈电阻为 $2\Omega$，正常工作时，通过的电流为 $2A$，通电10分钟，电风扇消耗的电能为　 $J$，线圈产生的热量为　　 $J$。

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＿＿＿＿＿．

将“ $6V1.5W$”的灯泡 $L_1$和“ $6V3W$”的灯泡 $L_2$，按图甲电路连接，闭合开关， $L_1$和 $L_2$均正常发光，则电路的总电阻 $R=$　      　 $\Omega$．若改接在图乙电路中，闭合开关， $L_1$正常发光，则电源2的电压 $U=$　      　 $V$，如果通电 $2\mathit{min}$，灯泡 $L_2$产生的热量 $Q=$　      　 $J$（假设灯丝电阻不变）。

英国物理学家       做了大量的实验，于1840年最先精确地确定出电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其计算公式是         这一发现发展了电热学理论，为电热应用作出了杰出的贡献。

如图是 “探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”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相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，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；采用这种连接方式的目的是　　　　　　　。

如图所示的电路中，接通电源，通电一段时间后， 　 　侧U形管液面高度的变化较大（选填"左"或"右"）。如果通过甲容器中电阻丝的电流是2A，则乙容器中电阻丝在1min内产生的热量是 　 　J。

小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。
⑴实验中通过观察_______________（选填“温度计示数变化”或“加热时间”）来比较电流产生的热量的多少。
⑵通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是______ __________。
⑶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____________关系。

为了探究影响电流热效应的因素，小宇设计了如图所示电路，烧瓶中盛有初温相同的煤油，R_甲>R_乙．

（1）在实验中应使两瓶中盛装的煤油质量   （填“相等”或“不等”）．
（2）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   ．
（3）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电流产生的热量与   的关系．
（4）要利用此装置来探究电流产生的热量与电流大小的关系，你还需要进行的操作是 ．

两个发热电阻 $R_1:R_2=1:4$，当它们串联在电路中时， $R_1$、 $R_2$两端的电压之比 $U_1:U_2=$　 $1:4$　；已知 $R_1=10\Omega$，那它们并联在 $4V$电路中后，两个电阻在 $100s$内产生的热量是　　 $J$。

如图所示是探究“通电时间相同时，电流产生的热量跟　    　关系”的装置，两个相同容器内密封着质量　    　（填“相同”或“不相同”）的空气，实验通过比较两个 $U$形管的　    　来反映电流产生热量的多少。

粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段时同将水加热至沸腾。若将电阻丝对折并联后放入同样一壶水中，通电到将水加热至沸腾．所需时时间与第一次的通电时间相比 (电源电压恒定，不计一切热损失)。下列判断正确的是 

A．相等

B．增加

C．减少

D．无法确定

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．

如图所示，电热水壶上标有“ $220V1800W$”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻　　。在额定电压下，烧开一壶水用时 $3\mathit{min}20s$，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　　 $J$。

如图所示， $R_1=R_2=R_3=5\Omega$，相同的烧瓶内装满了煤油，闭合开关通电一段时间后，　      　（填“左”或“右”）瓶中细玻璃管内液面上升得高；若通过 $R_2$的电流大小为 $0.5A$，通电 $2\mathit{min}$电阻 $R_2$产生的热量是　      　 $J$；烧瓶中装的煤油是　       　（填“导体”或“绝缘体”）。

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。