初中物理焦耳定律试题

图是某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量的因素”时设计的一个实验方案：将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂＜R₃）分别给三个烧瓶中的空气加热。请回答下列问题：

（1）图所示的电路要研究的是电流产生热量的多少跟______大小的关系。
（2）实验中，通电一段时间后，体积变得最大的是气球______（选填“a”、“b”、“c”或“一样大”）。由此可以得到的结论是：在通电时间和______一定时，______。

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) 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。则阻值最大的电阻是    。

下列说法中正确的是(  )

A．额定功率越大的用电器，正常工作时消耗的电能就越多

B．家中同时使用的用电器越少，家庭电路中总电流就越大

C．家庭电路中的电能表上的示数显示了家庭电路的总功率

D．电炉子工作时，电炉丝热得发红，而连接电炉子的导线并不太热，是因为电炉丝中电阻比导线中电阻大得多

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。

1840年，英国物理学家　   　最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为　　能。

（2013·泸州）如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温均相等的液体，其中A、B烧瓶中装的是水，C烧瓶中装的是煤油，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为R_A、R_B、Rc且R_A=Rc>R_B。当合上开关S通电一定时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸腾），A、B、C瓶中温度计示数分别为T_A、T_B、T_C。对三支温度计示数的判断，下列说法正确的是(均不计热损失，比热容C_水>C_煤油）：（    ）

A．T_A＝T_B＜T_C   B．T_A＝T_C＞T_B
C．T_C＞T_A＞T_B   D． T_A＞T_B＞T_C

1820年，丹麦物理学家　　在课堂上做实验时发现了电流的磁效应，电流也具有热效应，20年后的1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和　　的关系，家用电风扇工作时，电动机同时也要发热，一台标明“ $220V$ $44W$”的电风扇正常工作10分钟，电流产生的热量为　　 $J$（已知电动机线圈电阻为 $2\Omega )$。

中国24岁的青年科学家曹原研究发现，石墨烯在特定的条件下电阻突然变为0，这种现象叫做超导现象。根据　　定律可知，如果用超导材料输送电能，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。

如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与　   　关系的实验装置。通电一段时间，左侧容器和右侧容器中的电阻丝产生的热量之比为　     　。

用如图所示的实验器材探究“在电流一定时，电流的热效应与电阻的关系”。装有煤油的瓶子内电阻丝的长度和粗细都相同，其中甲瓶内是铜丝，乙瓶内是镍铬合金丝。

（1）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观察           来显示电流产生热量的多少，这种方法叫“转换法”。
（2）在这个实验中，除了控制电流、通电时间一定外，还要控制甲、乙两瓶内煤油的     相同。
（3）闭合开关，把滑片移至某一位置进行实验，发现     （选填“甲”或“乙”）瓶内温度计的示数升高快。
（4）通过这个实验得出结论是：                                           

为探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”，小成设计了所示的实验电路。烧瓶中盛有质量相同的煤油，闭合开关S₁、S₂，用电阻丝（其中R_甲=R_丙＜R_乙）给煤油加热相同时间，观察并记录烧瓶中温度计示数的变化情况。

（1）比较烧瓶甲和烧瓶乙中温度计示数的变化，研究电热与       的关系。
（2）比较烧瓶甲和烧瓶丙中温度计示数的变化，研究电热与       的关系。
（3）小成对此实验装置稍做改装，用改装后的装置测量未知液体比热容。测量时，分别在两烧瓶中装入水和待测液体，闭合开关，一段时间后分别用温度计测出水和待测液体升高的温度Δt_水和Δt，在忽略热损失的情况下，则待测液体的比热容c=Δt_水c_水／Δt。
小成对此实验装置做出的改装是_________。
为了得出待测液体比热容的表达式c=Δt_水c_水／Δt，实验中还需要增加一种测量仪器，说出该仪器名称和作用_________。

下面实验是研究电热与电流关系的是

A．把两段不同的电热丝串联后，分别放在质量和初温均相同的煤油瓶中，通电后，比较油瓶中的油柱上升的高度

B．把两根相同的电热丝放在质量和初温相同的煤油中，通过相同的电流，通电时间不同，比较煤油瓶中的油柱上升的高度

C．把两根相同的电热丝放在质量和初温相同的煤油瓶中，分别通过不同的电流，通电时间相同，比较煤油瓶中的油柱上升的高度

D．把两根不同的电热丝并联，分别放在质量和初温相同的煤油瓶中，通电时间相同，比较煤油瓶中的油柱上升的高度

一个标有"6V 3W"的小灯泡，接在电源电压为9V的电路中，为使其正常发光，应串联一个 　    　Ω的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是 　    　J。

实验小组的同学为了探究影响电流产生热量的因素，准备了两个相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，三个规格完全相同的滑动变阻器，四根阻值不同（R₁ >R₂ ；R₃=R₄）的电阻丝，以及电源、开关、导线等。
两个实验小组的同学根据现有的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示两个方案。

（1）甲方案可探究当        和通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻的关系。闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是       温度计。（选填“A”或“B”）。
（2）乙方案可探究当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟       的关系。闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是       温度计。（选填“C” 或“D”）。

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15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”）