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1、电学实验专题八 探究导体产生的热量与电流、电阻的关系命题点：1 被加热的材料选用煤油或空气（效果明显且安全）2. 选择加热物质的要求（物质相同、质量相同、初温相同）3. 转换法的应用（通过温度计的示数或U形管液面高度的变化反应产生电热的多少）4. 控制变量法的应用a.探究电热与通电电流的关系，控制电热丝电阻值与通电时间相同，改变通过两电阻丝的电 流的大小（电路设计：将阻值相同的电阻丝并联在电路中或通过不断的移动滑动变阻器的滑 片来改变电流）b 探究电热与电阻的关系，控制通过电热丝的电流与通电时间相同，选择两个电阻不同的电 阻丝。（电路设计：将阻值不同的电阻丝串联在电路中）c 探究电热与通电时间
2、的关系，控制电热丝电阻值与通过的电流相同，改变通电时间的长短5. 焦耳定律的应用实验结论：导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关系：（1）在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多（2）在电流和通电时间相同的情况下，电 阻越大，产生的热量越多（3）在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产 生的热量越多。1. 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。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。（1） 根据法的研究思想，应该使这两
3、个烧瓶中煤油的质量相等。（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，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，你认为最合理 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.因为煤油有比较小的比热容（3）实验中，小明和小红发现烧瓶B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。（4）小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中也用到这 种思想和方法的是。A. 将不同的电阻丝分别接到
4、同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小B. 将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动C. 让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢2. 小华、小玲和小强分别设计了如图17 所示的三个装置探究“导体产生的热量与电阻大小 的关系 ” （1）在小华设计的图甲这个实验中，电流产生的热量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容易直接观测的量的方法叫“法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例：.(2) 在小玲设计的图乙中，将叫和R2串联接入电路中，这是为了保t 相 同；(3) 在小强设计的图丙中，小强在烧瓶中装的是煤油，请问他为什么不选择在烧瓶
5、中装满更容易获得的水？.。(4) 在小华进行的图甲实验中，发现装有可乐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.(5) 对比三个同学的设计，谈谈他们的优缺点.3, 在做“电流电流通过导体时产生的热量与与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同相同 的情况下，导体的越大，产生的热量越多。小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表 明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导
6、体的越大，产生的热量越多。乙甲该实验中用到的研究物理问题的方法 法和。4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， R2R1(1) 除了温度计外，还需要的测量工具实验中煤油 吸热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”).(2) 为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有的特点.(3) 通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升的快由此得出的实验结论是.(4) 若要在上面的电路中继续探究电热与电流的关系，你接下来的操作是，比5.（2013宿迁）在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（1）为了探究电流通过电
7、阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安 装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的。A. 力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它B. 探究电流与电压、电阻的关系C. 用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是。（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得 到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第 二组数据（见表）.实验次数电流/A通电时间/s电阻/Q温度升高量/
8、c10.330101.520.630106.0由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流，其产生的热量（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图K选填“A”或“B”） 烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电卩一（选填“串联”或“并联”）。（4）小明提议利用上述实验装置该做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中_（选填A”或B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成 _。 水和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”）。6 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 ”.烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻.（1）实验中两金属丝
9、产生热量的多少是通过观察反映出来的.（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少， A、B 两烧瓶中需装入初温相同、质 量 （选填相等”或不相等”）的同种液体.（3）为了在较短时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水的主要理由是A.煤油有颜色便于观察 B.煤油的密度比较小C.煤油的比热容比较小 D.煤油的热值比较大.7. 小洋同学在用电炉烧水时发现，将两个阻值不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水要热得快些，即在相同时间内电阻小的电炉产生的热量多些于是，小洋同学猜 想“电阻越小，发动热率越大”而小惠同学在观察电炉烧水时却发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线去几乎不发热于 是
10、，小惠同学猜想“电阻越大，发热功率越大”现有：镍铬合金丝做的电阻叫和R2，阻值分别为5Q和10 Q ；两个相同的容器中装有质量和初始温度都相同的煤油； 温度计2支、滑动变阻器1个，电 源 1 个、开关 1 个、导线若干（1）为了验证小洋同海军的猜想，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）下表是验证小洋同学的猜想时得到的实验数据：加热时闾/min081624禺所在容器中煤油的溫度/C20.023. 1.29. 2用所在容器中煤油KJ温度20. Q21.623, 224. 7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
11、实验中是通过比较来比较电阻R、R2产生热量的多少，这种科学研究的方法叫法.（4）为验证小惠同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图（5）通过上面的实验请你评价两位同学的猜想是否矛盾，并简要说明理由.的关系。8。为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的家甲、乙两种装置， 他将两端阻值不同的电阻丝（r1r2 ）分别密封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，两次实验电源电压不变。丙（1） 在这个实验中，电流产生的热量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容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常 用到，请举一例：.（2）甲
12、装置可探究电流产生的热量与（3）在装置甲、乙的来两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与的关系。（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球（填气球字母标号）相 通的电阻丝产生热量最多。（5）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与图中的相同）。比较甲、乙和丙图所示的两种不 同的实验装置，你认为较好的装置理由是：2。（1）液柱上升的高度；通过电流表指针偏转判断电流大小应用转换法的例子有： 从小磁针偏转知道磁场的存在；从纸团在鼓面上跳动知道发声体在振动；从验电器指针 偏转知道物体带了电；从物体能否做功判断物体是否具有能量，等等（2）：电流和通电时间（3）：煤
13、油比热小（4）镍铬合金丝；大（5）答：甲和乙利用空气的膨胀来研究电热的多少，丙利用液体的膨胀来研究电热的 多少，空气的膨胀要大于液体的膨胀，所以甲和乙实验现象明显甲和丙观察的是液柱或温度计液柱的变化较乙更精确4秒表、温度计升高的示数； 比热容小；当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越大；移动滑片改变电流大小；相同通电时间内甲（或乙）瓶中温度计升高的示数5. （ 1）液体温度的变化A通电时间的长短（2 ）越大越多（3）B串联（4 ） A水温度计示数6. （ 1）温度计的示数变化；（2）相等；（3）C7. （1）电路图如图一所示（2）在电压相同时，电阻越小，发热功率越大（3）煤油温度变化大
14、小；转换（4）电路图如图而所示（5）两同学的猜想不矛盾，小洋的猜想是在电压相等的条件下得出的，在电压U相同的情况下，由P=U2/R知电阻越小功率越大；小惠的猜想是在电流相同的情况下得出的，在电流I相同的情况下，由 P=I2R 知电阻越大，功率越大8. （1）气球膨胀的程度大小（1分）例如：研究声音是由振动产生的，用乒乓球的振动 来显示音叉的振动研究分子运动时，用固体、液体、气体的扩散推测分子的热运动用吸 引大头针的多少观测磁铁的磁性强弱。（1分）（2）电阻（1分）（3）电流（1分）（4）c、 （5）若选用图甲乙（1分）理由是： 气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短。（1分）（或：选择丙， 理由是：用温度计能较准确地测出煤油的温度变化，便于定量研究。）
