初中物理焦耳定律试题

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

某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝 $R_{甲}$ 和 $R_{乙}$ 。

猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；

猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。

为验证猜想一，设计以下方案：

①将电阻丝 $R_{甲}$ 和 $R_{乙}$ 串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数 $I_1$ ，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；

②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数 $I_2$ ，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。

请回答下列问题：

（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有 　　。（写出一条即可）。

（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 　　。

（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： 　　。

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。

在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R₁＞R₂。

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：

（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；

（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制 　     　；电阻丝放出热量的多少，通过 　     　来进行判断。

（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入 　     　相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 　     　水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R₁加热的煤油，在实验一中温度升高△t₁，在实验二中温度升高△t₁′，则△t₁′　     　2△t₁（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小 　     　正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R₂加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。

（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 　     　的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为△t，若不计热量损失，则a液体的比热容为 　     　（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。

利用如图所示的装置探究"电流产生的热量与哪些因素有关"。两烧瓶中煤油质量相等，电阻丝 $R_{甲}<R_{乙}$ ．实验中通过比较甲、乙烧瓶中温度计示数升高的快慢，可探究电流产生的热量与 　 　有关；移动滑动变阻器的滑片，观察 　　（选填"相同"或"不同" $)$ 烧瓶内的温度计示数升高的快慢，可探究电流产生的热量与电流有关。

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。

走进物理世界，基本概念和规律非常重要、请你写出电学中两大定律的名称：     和     ．
试题分析：物理概念是在大量的观察、实验基础上，获得感性认识，通过分析比较、归纳综合，区别个别与一般、现象与本质，然后把这些物理现象的共同特征集中起来加以抽象概括而建立的，是物理事实本质在人脑中的客观反映，准确地反映了物理现象及过程的本质属性。定律是已经被实践和事实所证明，反映事物在一定条件下发展变化的客观规律的论断。如力学中的牛顿三定律；电学中常用的欧姆定律、焦耳定律等。

利用如图所示的装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。两烧瓶中煤油质量相等，电阻丝 $R_{甲}<R_{乙}$．实验中通过比较甲、乙烧瓶中温度计示数升高的快慢，可探究电流产生的热量与　　有关；移动滑动变阻器的滑片，观察　　（选填“相同”或“不同” $)$烧瓶内的温度计示数升高的快慢，可探究电流产生的热量与电流有关。

如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上．闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是（ ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，串联的两电阻丝 $(R_1<R_2)$ ，封闭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。闭合开关，通过两电阻丝的电流 　　（选填"相等"或"不相等" $)$ ，一段时间后，密闭烧瓶内的空气被加热，观察到 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 气球先鼓起来。