2021年中考物理微專題復(fù)習(xí)專題30焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究及其應(yīng)用（教師版含解析）

1、專題30 焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究及其應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)1：探究焦耳定律實(shí)驗(yàn)思路1.控制變量法在探究電熱的多少與電流的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制兩個(gè)電阻絲的阻值相同；在探究電熱的多少與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制通過(guò)兩個(gè)電阻絲的電流相同，最好的方法當(dāng)然是采用串聯(lián)。這里就應(yīng)用了控制變量法。 當(dāng)要研究的一個(gè)物理量與另外幾個(gè)物理量都有關(guān)系時(shí)，為簡(jiǎn)化和方便，先研究與其中一個(gè)量的關(guān)系，而要控制其余幾個(gè)量不變這種研究問(wèn)題的方法叫控制變量法。這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上的反映為：某兩次試驗(yàn)只有一個(gè)條件不相同，若兩次試驗(yàn)結(jié)果不同，則與該條件有關(guān)，否則無(wú)關(guān)。反過(guò)來(lái)，若要研究的問(wèn)題是物理量與某一因素是否有關(guān)，則應(yīng)只使該因素不同，而其他因素均應(yīng)相同。

2、控制變量法是中學(xué)物理中最常用的方法。2.轉(zhuǎn)化法實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生的熱量不能直接觀察到，但熱量的變化可以用溫度的變化來(lái)感知。通過(guò)溫度的變化多少來(lái)間接知道電流產(chǎn)生的熱量的多少，這是轉(zhuǎn)化法。物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)，或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。3.注意的問(wèn)題由于實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生的熱量較少，液體溫度升高的也較小，所以用溫度計(jì)不易直接測(cè)量比較。為了使現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)采用了兩種方法：不用溫度計(jì)，但采用了放大的“溫度計(jì)”。整個(gè)燒瓶相當(dāng)于一個(gè)溫度計(jì)的玻璃泡。由于燒瓶里的液體較多，使升溫膨脹效果更明顯。采用煤油代替常見(jiàn)的水，用

3、玻璃管插入密封燒瓶里的煤油中代替溫度計(jì)。用煤油代替水，是因?yàn)槊河捅人谋葻崛菪?，在吸收相等的熱量時(shí)溫度上升的多，這樣現(xiàn)象更明顯。當(dāng)然還有一個(gè)重要原因，那就是煤油不導(dǎo)電?？梢栽O(shè)想由于水導(dǎo)電，若用水由水產(chǎn)生的電阻就無(wú)法控制電路中的電阻情況。知識(shí)點(diǎn)2：焦耳定律及其應(yīng)用1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量求解公式(1)焦耳定律：QI2Rt(2)純電阻電路中，QW=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt2.在利用焦耳定律求解計(jì)算題注意(1)涉及的四個(gè)物理量要一一對(duì)應(yīng)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是導(dǎo)體的電阻為R，通過(guò)這個(gè)導(dǎo)體的電流為I，通電時(shí)間為t，則電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量為QI2Rt(2)公式中各個(gè)物理量的單位必須都得是國(guó)際單位，即

4、電流I 的單位是安培(A)、電阻R的單位是歐姆()、時(shí)間t的單位是秒(s)，則熱量的單位是焦耳(J)3.當(dāng)發(fā)電廠電功率一定，送電電壓與送電電流成反比，輸電時(shí)電壓越高，電流就越小。此時(shí)因?yàn)檩旊娋€路上有電阻，根據(jù)P=I2R可知，電流越小時(shí)，在電線上消耗的電能就會(huì)越少。所以電廠在輸電時(shí)增大送電電壓，減少電能在輸電線路上的損失。4. 應(yīng)用和防止電熱的實(shí)例利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。防止電熱的例子：電視機(jī)外殼的散熱窗；計(jì)算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)外殼的散熱片等。【例題1】(2020四川南充)小明將線圈電阻為4.84的電動(dòng)機(jī)接人220V的家庭電路中，關(guān)閉其它用電器，只讓電動(dòng)機(jī)工作時(shí)

5、，觀察到他家標(biāo)有2000imp/(kW.h)的電能表3min內(nèi)閃爍了100次，則電動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為_(kāi)kW.h，電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生_J的熱量。【答案】 (1) 0.05 (2) 【解析】(1)電動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為 (2)根據(jù)公式可以求出電動(dòng)機(jī)線圈的電流為電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生熱量為【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】一只標(biāo)有”8V 0.4A”的小燈泡，接在電源電壓為12V的電路中，為使其正常發(fā)光，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)的電阻；該電阻通電10s所產(chǎn)生的熱量是J?！敬鸢浮?0；16?！窘馕觥扛鶕?jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則串聯(lián)電阻R兩端電壓：UR=UUL=12V8V=4V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以燈泡正常工作

6、時(shí)電路中的電流：I=0.4A，由I=U/R可得，串聯(lián)電阻R的阻值：R=UR/I=10；此時(shí)該電阻通電10s產(chǎn)生的熱量為：QR=I2Rt=(0.4A)2×10×10s=16J?！纠}2】(2020連云港模擬)已知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)在探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”時(shí)，可供選擇的器材有：8V穩(wěn)壓電源一個(gè)；20和50的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)；停表和開(kāi)關(guān)各一個(gè)；塑料盒與U形管相連的實(shí)驗(yàn)裝置一個(gè)，盒內(nèi)密封著空氣，盒內(nèi)電阻絲的阻值為20；導(dǎo)線若干(1)該實(shí)驗(yàn)選用 的滑動(dòng)變阻器更好(2)連接好的實(shí)驗(yàn)圖如圖所示每次實(shí)驗(yàn)(即獲得一組數(shù)據(jù))后，都要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，打

7、開(kāi)盒蓋上的通氣孔，U形管內(nèi)兩液面迅速回到原位，等片刻后，關(guān)閉通氣孔，再進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)用的表格，表中要有必要的信息(3)某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)：第一次實(shí)驗(yàn)記錄高度差后，立即移動(dòng)滑片增大電流做第二次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)加熱時(shí)間相同，記錄的U形管內(nèi)兩液面高度差依次為h1、h2在處理數(shù)據(jù)時(shí)，該同學(xué)想用h2來(lái)間接反映第二次實(shí)驗(yàn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，他這樣處理數(shù)據(jù)是否正確？ 理由是 【答案】(1)50 (2)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表(3)不正確 h2間接反映了第一次和第二次實(shí)驗(yàn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的和不是第二次實(shí)驗(yàn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量【解析】(1)盒內(nèi)電阻絲的阻值為20為定值電阻，選滑動(dòng)變阻

8、器的電阻要大得好，因?yàn)檫@樣通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器電阻，電路電流能有效控制，不會(huì)太大，保護(hù)電源。(2)所畫(huà)表格要體現(xiàn)每次實(shí)驗(yàn)電阻絲電阻為20為定值電阻。時(shí)間一定。要體現(xiàn)U形管液面高度差，電流大小，熱量。(3)該同學(xué)想用h2來(lái)間接反映第二次實(shí)驗(yàn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量實(shí)錯(cuò)誤的。因?yàn)閔2間接反映了第一次和第二次實(shí)驗(yàn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的和不是第二次實(shí)驗(yàn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量該同學(xué)在設(shè)計(jì)方案就是錯(cuò)誤的?！緦?duì)點(diǎn)練習(xí)】我們知道：“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時(shí)間成正比?！边@就是焦耳定律，用公式可表達(dá)為：Q=I2Rt。愛(ài)動(dòng)腦筋的小明在探究這個(gè)問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)了圖所示的實(shí)驗(yàn)

9、，只連接一次電路就完成了實(shí)驗(yàn)探究。他的方法是用電阻絲(其中R甲R(shí)乙)給燒瓶中的煤油(煤油質(zhì)量相同)加熱，然后觀察煤油在插入密封燒瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以對(duì)比電阻絲放熱的多少。請(qǐng)你仔細(xì)觀察小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析回答下列問(wèn)題：(1)探究電熱的多少與電流的關(guān)系，應(yīng)該對(duì)比 兩個(gè)燒瓶中煤油柱上升的高度，而這兩個(gè)燒瓶中電阻絲阻值應(yīng)該 。(2)探究電熱的多少與電阻的關(guān)系，應(yīng)該對(duì)比 兩個(gè)燒瓶中煤油柱上升的高度。(3)有許多家用電器的工作原理即為焦耳定律，請(qǐng)舉兩個(gè)例子?！敬鸢浮?1)甲、丙或乙、丙 相等(2)甲、乙(3)電飯鍋、電熱毯、電暖爐等【解析】本題主要涉及兩種物理研究方法：一是控

10、制變量法。另一種是轉(zhuǎn)化放大的方法。 (1)探究電熱的多少與電流的關(guān)系，應(yīng)該控制電阻和通電時(shí)間保持不變，甲和丙電阻控制相等，電流不等，可以通過(guò)玻璃管煤油上升高度，利用轉(zhuǎn)化法知道電熱與電流的關(guān)系。同理乙和丙也可以做到。(2)探究電熱的多少與電阻的關(guān)系，控制電流和通電時(shí)間不變。明顯甲乙電阻絲串聯(lián)，電流相同，所以答案很容易知道。(3)利用通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量來(lái)工作，達(dá)到目的的設(shè)備，工作原理就是焦耳定律。一、選擇題1.圖甲是小燈泡的電壓電流圖像。將此燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)在電壓為4.5V的電路中(如圖乙)，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，當(dāng)小燈泡的功率為0.75W時(shí)，( )A電流表的示數(shù)為0.2A B滑動(dòng)變阻器R

11、接入電路中的電阻為15C電路消耗的總功率為1.35W。 D10s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R產(chǎn)生的熱量為13.5J【答案】C【解析】當(dāng)小燈泡的功率為0.75W時(shí)，根據(jù)圖甲，可知，燈泡L兩端的電壓為2.5V，通過(guò)燈泡的電流為0.3A，電路中的等效電阻15.電路消耗的總功率P=IU總=4.5V0.3A=1.35W。變阻器R在10s產(chǎn)生的熱量Q=W=UIt=2V0.3A10s=6J。A電流表的示數(shù)為0.2A ，錯(cuò)誤。 B滑動(dòng)變阻器R接入電路中的電阻為15，錯(cuò)誤。C電路消耗的總功率為1.35W，正確。D10s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R產(chǎn)生的熱量為13.5J，錯(cuò)誤。2如圖甲所示，兩電熱絲R1與R2并聯(lián)，R1=20，電源電壓保持不

12、變，閉合開(kāi)關(guān)，電流表A1和電流表A2表盤指針均指如圖乙所示位置，則以下判斷正確的是()AR1：R2=5：1B電源電壓是10VCR2的電功率是20WDR1工作2分鐘所放出的熱量為600J【答案】BCD【解析】由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測(cè)干路電流，電流表A2測(cè)R1支路的電流。因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，且兩電流表指針的位置相同，所以，電流表A1的量程為03A，分度值為0.1A，干路電流I=2.5A，電流表A2的量程為00.6A，分度值為0.02A，通過(guò)R1的電流I1=0.5A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得，通過(guò)R2的電流：I2=II1=2.5A0.5A=2A，因并聯(lián)電路中各

13、支路兩端的電壓相等，所以，由I=可得，電源的電壓：U=I1R1=0.5A×20=10V，故B正確；則R2的阻值：R2=5，則R1：R2=20：5=4：1，故A錯(cuò)誤；R2的電功率：P2=UI2=10V×2A=20W，故C正確；R1工作2分鐘所放出的熱量：Q1=I12R1t=(0.5A)2×20×2×60s=600J，故D正確。二、填空題3.(2020安徽)如圖所示的電路中，電源電壓U=9V，電阻R1=200，R2=100，則通電1min該電路產(chǎn)生的熱量為_(kāi)J?！敬鸢浮?62【解析】由電路圖可知，兩個(gè)電阻串聯(lián)，故電路的電流為則通電1min該電路產(chǎn)生

14、的熱量為4.(2020四川成都)小彬用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系”，電源電壓為3V，電阻絲R1=10，R2=20，兩氣球相同。閉合開(kāi)關(guān)后，密閉燒瓶?jī)?nèi)的空氣被加熱，他觀察到_氣球先鼓起來(lái)。甲氣球乙氣球通電1min，R2產(chǎn)生的熱量為_(kāi)J?！敬鸢浮?(1) 乙 (2) 12【解析】(1)從圖中可以看到，加熱時(shí)間相同，通過(guò)的電流也相同，根據(jù)焦耳定律可知，R2的電阻較大，那么R2所在的密閉燒瓶產(chǎn)生的熱量較大，乙氣球先鼓起來(lái)。(2)甲氣球乙氣球通電1min，電路中的電流大小R2產(chǎn)生的熱量R2產(chǎn)生的熱量為12 J。5(2020甘肅天水)現(xiàn)有兩電熱絲，甲標(biāo)有“10 1A”，乙標(biāo)有“15

15、 0.6A”，把它們并聯(lián)起來(lái)，通電10s后，甲、乙兩電熱絲產(chǎn)生的總熱量最多是 J?！敬鸢浮?35。【解析】由I可得，兩電熱絲兩端允許所加的最大電壓：U甲I甲R(shí)甲1A×1010V，U乙I乙R乙0.6A×159V，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，兩電熱絲并聯(lián)時(shí)，電路中的最大電壓UU乙9V；兩電熱絲并聯(lián)的總電阻：R6，通電10s后，甲、乙兩電熱絲產(chǎn)生的總熱量最多為：QWt×10s135J。【點(diǎn)評(píng)】本題考查電熱的計(jì)算，關(guān)鍵是正確得到并聯(lián)后電路兩端最大的電壓值。6.有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓3V，額定電流1A，電動(dòng)機(jī)線圈電阻0.5這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1min，消耗的電能為

16、J產(chǎn)生的熱量為J，輸出的機(jī)械能為J。【答案】180；30；150?！窘馕觥勘绢}考查了電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生熱量、電功、輸出機(jī)械能的計(jì)算，關(guān)鍵是知道只有在純電阻電路中電能才完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1min=60s，電動(dòng)機(jī)消耗的電能：W=UIt=3V×1A×60s=180J，產(chǎn)生的電熱：Q=I2Rt=(1A)2×0.5×60s=30J，輸出的機(jī)械能：W機(jī)械=WQ=180J30J=150J。7.如圖所示，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.75W”的字樣，R1、R2為定值電阻，其中R1=25，R2=50，當(dāng)S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，電源電壓是

17、 V：當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)是 A：當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，R2通電1分鐘產(chǎn)生的熱量為 J(不考慮溫度對(duì)電阻的影響)。 【答案】10；0.4；120【解析】當(dāng)S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，小燈泡L與R1串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，根據(jù)小燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.75W”由P=UI可求電路中電流，再根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓，電源的電壓等于小燈泡兩端電壓與R1兩端電壓之和；當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，小燈泡L短路，R2斷開(kāi)，只有R1接入電路，根據(jù)歐姆定律可求電流表示數(shù)；當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，根據(jù)Q= Q= U2t/ R可求R2通電1分鐘產(chǎn)生的熱量。當(dāng)S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，小燈泡L與R1

18、串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，根據(jù)小燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.75W”，電路中的電流：I=IL= PL / UL = 0.75W /2.5V =0.3A，由I=U/R可得R1兩端的電壓，U1=IR1=0.3A×25=7.5V，電源的電壓等于小燈泡兩端電壓與R1兩端電壓之和，U=U1+UL=2.5V+7.5V=10V；當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，小燈泡L短路，R2斷開(kāi)，只有R1接入電路，由I=U/R可得電流表示數(shù)：I=U/ R1=10V/25=0.4A；當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，R2通電1分鐘產(chǎn)生的熱量：Q= Q= U2t/ R2=(10V)2×60s/ 50=120J。8.

19、如圖所示，電源電壓不變，R2=30，R3=10只閉合S1，電流表示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)為4.0V，則定值電阻R1為 ，電源電壓為 V閉合S1、S2、S3，電流表A1、A2示數(shù)之比為 ，通電lmin電阻R1產(chǎn)生的熱量為 J。 【答案】20；6；5：2；108【解析】(1)只閉合S1，電阻R1、R3串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，電壓表測(cè)量的是電阻R1兩端的電壓。由歐姆定律可得R1的阻值：R1= U1/I=4V/0.2A=20；根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得，電源電壓：U=I(R1+R3)=0.2A×(20+10)=6V；(2)閉合S1、S2、S3，電阻R1、R2并聯(lián)，電流表

20、A1測(cè)量的是干路中的總電流，A2測(cè)量R2的電流，電壓表測(cè)量的是電源電壓；則通過(guò)R1的電流：I1=U/ R1=6V/20=0.3A，A2的示數(shù)(通過(guò)R2的電流)：I2= U/ R2=6V/30=0.2A，所以干路中電流表A1的示數(shù)：I=I+I2=0.3A+0.2A=0.5A，電流表A1、A2示數(shù)之比為I/ I2=0.5A/0.2A=5/2；通電lminR1產(chǎn)生的熱量：Q1=I12R1t=(0.3A)2×20×60s=108J。三、分析簡(jiǎn)答題9.小明冬天取暖時(shí)發(fā)現(xiàn)：電暖器的電熱絲熱的發(fā)紅，而與電熱絲相連的導(dǎo)線卻不怎么熱(1)請(qǐng)你根據(jù)小明發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象提出一個(gè)需要探究的物理問(wèn)題；(2

21、)如圖是小明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的部分電路，A、B燒瓶中裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，金屬絲電阻分別為RA、RB，RARB通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)大些請(qǐng)用所學(xué)的知識(shí)解釋此現(xiàn)象【答案】(1)“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”；(2)當(dāng)通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大、電流產(chǎn)生的熱量越多【解析】(1)電流一起通過(guò)電熱絲和與之相連的導(dǎo)線，電熱絲熱的發(fā)紅，由此提問(wèn)“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”；(2)如圖，鎳鉻合金絲和銅絲串聯(lián)，通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同，因?yàn)殒囥t合金絲的電阻大于銅絲的電阻，電流通過(guò)鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多，使B瓶中的煤油溫度上升的快，由此得出，當(dāng)通過(guò)的電

22、流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大、電流產(chǎn)生的熱量越多。10據(jù)生活報(bào)訊，2017年4月14日起，插線板新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施，要求插線板的插孔須設(shè)置“保護(hù)門”，“保護(hù)門”可有效防止兒童將手指插入插孔而造成觸電事故，同時(shí)可避免灰塵長(zhǎng)期沉積而造成的內(nèi)部(選填“斷路”或“短路”)在線材方面要求：如果最大工作電流16A的延長(zhǎng)線插座，導(dǎo)線的最小橫截面積由原來(lái)的1mm2增加到1.5mm2請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)解釋增加導(dǎo)線橫截面積的好處【答案】短路；材料、長(zhǎng)度相同的導(dǎo)線，橫截面積越大，電阻越小，由焦耳定律Q=I2Rt可知，電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越小，產(chǎn)生的熱量越少，采用橫截面積更大的導(dǎo)線可以避免外部絕緣皮過(guò)熱

23、，引起火災(zāi)【解析】(1)處處連通的電路為通路；某處斷開(kāi)的電路為斷路；電源短路是指電源兩極不經(jīng)過(guò)用電器直接連通的電路；(2)根據(jù)影響電阻大小的因素分析導(dǎo)線的橫截面積變大時(shí)其電阻的變化，根據(jù)焦耳定律可知電流和通電時(shí)間相等時(shí)產(chǎn)生的熱量關(guān)系，從而得出答案四、實(shí)驗(yàn)探究題11小明利用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”甲、乙兩瓶中裝有質(zhì)量與初溫都相同的煤油，甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻小(1)實(shí)驗(yàn)中煤油吸熱的多少是通過(guò) 來(lái)反映的(選填“溫度計(jì)示數(shù)”或“加熱時(shí)間”)(2)為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，小明選用煤油而不用水做實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)槊河偷谋葻崛菟谋葻崛?選填“大于”

24、或“小于”)(3)通電一定時(shí)間后，乙瓶中的溫度計(jì)示數(shù)升高的快，由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 (4)該實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問(wèn)題的法是 (填對(duì)一種即可)【答案】(1)溫度計(jì)示數(shù)；(2)小于；(3)在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；(4)控制變量法(或轉(zhuǎn)換法，填對(duì)一個(gè)即可)【解析】(1)兩電阻絲產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化反映出來(lái)的由Q=cm(tt0)得，t=+t0，可見(jiàn)影響溫度計(jì)示數(shù)的不只是熱量，還有煤油的初溫和質(zhì)量，所以要保證煤油的初溫和質(zhì)量都相同，才能通過(guò)溫度的變化反映出熱量的多少(2)若將燒瓶中裝有水，則由Q=cmt可知：在相同質(zhì)量的水和煤油中，吸收的相同的熱量時(shí)，由于水的

25、比熱容大，溫度升高的度數(shù)少，溫度計(jì)的示數(shù)變化不明顯；(3)綜合實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使用相同質(zhì)量與初溫都相同的煤油，在電流和通電時(shí)間相同的前提下，乙瓶中的溫度計(jì)示數(shù)升高的快，說(shuō)明乙瓶中的煤油吸收的熱量多，即乙瓶中的鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量多；所以可得出的結(jié)論是：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大產(chǎn)生的熱量越多(4)為保證通過(guò)兩個(gè)電阻的電流總是相等，電阻串聯(lián)；同時(shí)保證了它們的通電時(shí)間也相等，導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量就只與電阻有關(guān)了，為此采用控制變量法煤油吸熱的多少是通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)反映的，這是采取的轉(zhuǎn)換法12在做“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小于采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置兩個(gè)透明的容器中密

26、閉了等量的空氣，U型管中液面變化反映了密閉空氣溫度的變化(1)若通電時(shí)間相同，發(fā)現(xiàn)B玻璃管內(nèi)液面上升較高，這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的越大，產(chǎn)生的熱量越多(2)小剛采用了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通電相同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)A玻璃管液面上升較高，這表明：在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的越大，產(chǎn)生的熱量越多(3)該實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問(wèn)題的方法是 法和轉(zhuǎn)換法【答案】(1)電阻；(2)電流；(3)控制變量【解析】(1)將容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩端，通過(guò)它們的電流I與通電時(shí)間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻，由Q=I2Rt可知，右邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快

27、，這表明：在相同時(shí)間內(nèi)，電流相同的情況下，電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多；(2)裝置中一個(gè)5的電阻與兩個(gè)5的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右=I左，兩個(gè)5的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I右=I1+I2，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I1=I2，所以右邊容器中的通過(guò)電阻的電流是左側(cè)通過(guò)電流的一半，由Q=I2Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，溫度升得較快；這表明：在相同時(shí)間內(nèi)，電阻相同，電流越大，通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多；(3)該實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問(wèn)題的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法13.小明和小華同學(xué)為了探究“電流

28、通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)際電路，兩個(gè)燒瓶A、B中盛有等量、初溫相等的煤油，RA與RB是阻值不同的電熱絲(1)RA與RB采用串聯(lián)的方式，其目的是為了控制通電時(shí)間、 相等(2)小明同學(xué)為了比較RA與RB阻值的大小，用電壓表分別測(cè)出RA與RB兩端電壓的大小，發(fā)現(xiàn)UAUB，則RARB(選填“”“”或“=”)(3)在相同的時(shí)間內(nèi)，可通過(guò)觀察 來(lái)比較電流通過(guò)電熱絲產(chǎn)生的熱量多少；為了升溫較快，試驗(yàn)液體選用煤油而不選水，主要是水的比熱容比煤油 (選填“大”或“小”)(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)燒瓶B中煤油吸熱多，這表明：在電流、通電時(shí)間相同的情況下，電阻 (選填“越大”或“越小”)，產(chǎn)生

29、的熱量越多(5)小華想改裝此實(shí)驗(yàn)裝置用來(lái)“測(cè)量煤油的比熱容的大小”，則他們應(yīng)將燒瓶A中煤油換成與其(選填“質(zhì)量”或“體積”)相等的水，并將電熱絲RA換成 的電熱絲測(cè)量時(shí)，水和煤油的初溫均為t0，通電一段時(shí)間后，水和煤油的末溫分別為t水、t煤油，請(qǐng)寫(xiě)出煤油比熱容的表達(dá)式：c煤油= (已知水的比熱容為c水)小明認(rèn)為這樣測(cè)量煤油的比熱容會(huì)有較大的誤差，原因主要有： (只要寫(xiě)出一條即可) 【答案】(1)通過(guò)的電流；(2)；(3)溫度計(jì)示數(shù)的變化；大；(4)越大；(5)質(zhì)量；與RB阻值相等；水與煤油的散熱程度不同【解析】(1)兩電阻絲串聯(lián)連接的目的是：控制兩根電阻絲的電流和通電時(shí)間相等；(2)用電壓表分

30、別測(cè)出RA與RB兩端電壓的大小，發(fā)現(xiàn)UAUB，因?yàn)殡妷号c電阻成正比，則RARB；(3)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察兩支溫度計(jì)示數(shù)變化來(lái)比較電流產(chǎn)生的熱量的多少；根據(jù)Q=cmt可知，在液體的質(zhì)量和吸收的熱量相同的情況下，液體的比熱越小，溫度升高的越快，所以選用比熱容較小的煤油來(lái)做實(shí)驗(yàn)；(4)根據(jù)焦耳定律可知，在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；(5)要比較水和煤油的比熱容，則應(yīng)讓水和煤油的質(zhì)量相等、吸收的熱量(加熱時(shí)間)相等，由溫度的變化大小得出比熱容的大小關(guān)系，故用相同質(zhì)量的水代替煤油；把電熱絲RA換成與RB阻值相同的電阻絲，電阻相等，在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同，所以水和煤油吸收的熱量相同；因?yàn)镼水=Q煤油，所以c水m(t水t0)=c煤油m(t煤油t0)，所以煤油的比熱：c煤油=；因?yàn)樗兔河偷纳岢潭炔煌?，所以這樣測(cè)量煤油的比熱容會(huì)有較大的誤差五、計(jì)算題14.如圖所示的電路中，電源兩端電壓保持不變，電阻絲R1的阻值為10當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為0.4A求：(1)通電10s電阻絲R1產(chǎn)生的熱量；(2)電源兩端的電壓。【答案】(1)16J；(2)6V?！窘馕觥?1)通電10s電阻絲R1產(chǎn)生的熱量：QI2R1t(0.4A)2