初中物理試卷 電與熱

典型例題例1：阻值不同的兩個(gè)電阻并聯(lián)在同一電源的兩極上，則下列說法中正確的是[]（注意電源電壓不變這一條件）A.通過的電流越大的發(fā)熱越多B.電阻越大的發(fā)熱越多C.通電時(shí)間越長的發(fā)熱一定越多D.通電時(shí)間相同，電阻值較小的發(fā)熱較多思路導(dǎo)航：本題中由于是兩個(gè)電阻并聯(lián)接到同一個(gè)電源的兩極上，所以通電工作時(shí)，兩端的電壓相等，電流所做的功全部產(chǎn)生熱量。從Q=t，Q=I2Rt兩式可以知道，電流產(chǎn)生的熱量與多個(gè)因素有關(guān)，分析時(shí)不能只考慮某一個(gè)因素，答案A只考慮了與電流的關(guān)系，電阻和通電時(shí)間未加以考慮。B、C兩選項(xiàng)也忽視了其他的因素。答案D中，雖然只說出了兩個(gè)因素，但電阻并聯(lián)時(shí)兩端的電壓相等，根據(jù)Q=t可以分析得到該答案是正確的。例2：如圖1所示的電路中，已知R1的阻值為10Ω，電源電壓保持不變。圖1（1）當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，求電流表示數(shù)及電阻R1消耗的電功率。（2）當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)是4V，則1min內(nèi)電阻R2產(chǎn)生的熱量是多少？思路導(dǎo)航：本題的正確解答首先要能正確分析S斷開與閉合時(shí)電路的連接情況。(部分同學(xué)常常忽視這一步)（1）開關(guān)S閉合時(shí)，電阻R2被短路，電阻R1直接接在電源的兩端。因此，這時(shí)電壓表的示數(shù)和電源電壓相等，所以電源電壓等于6V；電流表的示數(shù)I===A；電阻R1的電功率P1===W。（2）因?yàn)镽1、R2串聯(lián)，所以通過的電流相等I2=I1===A；因?yàn)殡娏魍ㄟ^R2所做的功全部產(chǎn)生熱量，所以Q=W=U2I2t=(U-U1)I2t=(6V-4V)×A×60s=48J。(注意單位制的統(tǒng)一)例3：有一個(gè)電壓可以任意選取的電源，有若干根電阻值相同的電阻絲，現(xiàn)把一根電阻絲接在電壓為U的電源上，1min內(nèi)，電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q?，F(xiàn)要想使電阻絲產(chǎn)生的熱量為3Q，可采取哪三種簡單的方法？思路導(dǎo)航：根據(jù)焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式Q=I2Rt可以知道，電流產(chǎn)生的熱量與I、R、t三個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用控制變量法，分別只改變I、R、t，使I2Rt為原來的三倍即可達(dá)到本題的要求。解決方法：（1）因?yàn)殡妷嚎梢匀我膺x取，根據(jù)歐姆定律I=，當(dāng)一根電阻絲兩端的電壓為U時(shí)，通過的電流就為I，則電流的平方就為原來的三倍，在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量也就為原來的三倍；（注意熱量Q與電流I的平方成正比）（2）把一根電阻絲接到電壓為U的電源上，通電3min，電阻絲產(chǎn)生的熱量為原來的三倍；（3）把三根電阻絲并聯(lián)起來接到電壓為U的電源上，通電1min，產(chǎn)生的熱量為原來的三倍.（本題解答最容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤：電壓變?yōu)閁時(shí)，往往漏答時(shí)間的長短；三根并聯(lián)使用時(shí)不指明電壓大小、時(shí)間長短。）例4：某同學(xué)用圖2所示的裝置研究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系。圖中兩個(gè)燒瓶內(nèi)盛有質(zhì)量和溫度都相同的煤油，溫度計(jì)顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大。實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)想把兩段金屬線串聯(lián)接入電路。圖2（1）請(qǐng)你用筆畫線作導(dǎo)線，幫他完成電路。（2）這樣連接的目的是_____。（3）實(shí)驗(yàn)過程中可以觀察到A瓶中溫度計(jì)的示數(shù)小于B瓶中溫度計(jì)的示數(shù)，這表明________。思路導(dǎo)航：（1）見圖3；圖3（2）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量不僅僅與導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)，它還與通過的電流大小、通電時(shí)間有關(guān)，因此，在研究產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)排除由于電流、通電時(shí)間的不同對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，所以把兩金屬絲串聯(lián)起來接到電路中的目的是：使它們通過的電流和通電時(shí)間都相等。（這種方法叫做控制變量法）（3）因?yàn)閮善恐械拿河偷馁|(zhì)量和初溫是相同的，若吸收相等的熱量，則升高的溫度就相等，末溫也應(yīng)該相等，而題設(shè)條件是A瓶中煤油的末溫低于B瓶中煤油的溫度，從而可知A瓶中煤油吸收的熱量少于B瓶中煤油吸收的熱量，兩瓶中煤油吸收的熱量分別是由電流通過銅絲和鎳鉻合金絲產(chǎn)生的，由此可以得到實(shí)驗(yàn)中電流通過鎳鉻合金絲產(chǎn)生的熱量大于電流通過銅絲產(chǎn)生的熱量，說明了當(dāng)電流大小和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻大的導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多。（這里通過煤油升高溫度的高低間接分析出電流通過它們放出熱量的多少。）方法指導(dǎo)：用實(shí)驗(yàn)的方法探究一個(gè)物理量甲與另一個(gè)物理量乙之間的關(guān)系時(shí)，首先要