153電熱器電流的熱效應(作業(yè))

15.3電熱器電流的熱效應一、單選題1．歷史上第一個成功研究熱和功關系及電流熱效應的科學家是（）A．焦耳 B．安培 C．伏特 D．歐姆【答案】A【解析】焦耳是英國偉大的物理學家，他做了許多實驗研究熱和功之間的聯(lián)系，以及電流的熱效應，是歷史上第一個成功研究熱和功關系及電流熱效應的科學家。故選A。2．甲、乙兩電熱絲電阻之比為2:3，通過的電流之比為3:1，則相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（）A．2:1 B．6:1 C．1:2 D．1:6【答案】B【解析】相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為故選B。3．電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接的銅導線卻不怎么熱，這是因為（）A．通過電爐絲的電流比通過銅導線的電流大B．銅導線的電阻小，因而產(chǎn)生的熱量少，而電爐絲電阻大，產(chǎn)生的熱量多C．銅導線有絕緣層，所以不怎么熱D．銅導線比電爐傳熱快，所以不容易熱【答案】B【解析】根據(jù)題意，電爐的電阻絲和連接的銅導線是串聯(lián)的，通過它們的電流是相等的，而電爐絲電阻要比銅導線的電阻大得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，因此在相等的時間內(nèi)電爐絲放出的熱量比銅導線大得多。故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。4．額定電壓均為220V電飯鍋和洗衣機，已知電飯鍋和洗衣機的額定功率都是800W，同時接入我國的家庭電路中工作時，下列說法正確的是（）A．電飯鍋消耗的電能多 B．電飯鍋和洗衣機消耗的電能一樣快C．電飯鍋消耗的電能少 D．電流通過電飯鍋和洗衣機產(chǎn)生的熱量一樣多【答案】B【解析】AC．電飯煲和洗衣機接入我國的家庭電路中工作，我國的家庭電路的電壓都是220V，那么它們都在額定電壓下工作，電功率都是額定功率800W，由得，電功率相同，但是不知道時間，無法判斷哪個用電器消耗的電能多，故A、C錯誤；B．電功率是表示電流做功快慢的物理量，已知電飯鍋和洗衣機的額定功率都是800W，同時接入我國的家庭電路220V電壓中工作時，電飯鍋和洗衣機的電功率都是額定功率800W，消耗的電能一樣快，故B正確；D．兩個電器的額定功率相同，假如在額定電壓下工作相同的時間，則消耗的電能相同，但電飯煲主要是把電能轉化為內(nèi)能，洗衣機主要是把電能轉化為機械能，故可知電飯煲放出的熱量最多，而且時間也不確定，不能判斷電流通過電飯鍋和洗衣機產(chǎn)生的熱量，誰多誰少，故D錯誤。故選B。5．將規(guī)格都是“220V、1000W”的一臺空調、一臺吹風機和電烤箱分別接入家庭電路中，通電時間相同，下列說法正確的是（）A．電烤箱產(chǎn)生的熱量最多B．空調產(chǎn)生的熱量最多C．吹風機產(chǎn)生的熱量最多D．三個用電器產(chǎn)生的熱量一樣多【答案】A【解析】家庭電路電壓是220V，三個電器都在額定電壓下工作，實際功率相同都是1000W，通電相同時間，由W=Pt可知，三個用電器在相同時內(nèi)消耗的電能相同。A．電烤箱工作時，電能全部轉化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量最多，故A正確；B．空調工作時，大部分電能使壓縮機和電風扇轉動，轉化成機械能；只有一小部分電能使壓縮機和電風扇的線圈發(fā)熱，產(chǎn)生少量的熱量，故B不正確；C．吹風機工作時，一部分電能使風扇轉動，轉化成機械能；一部分電能使電熱絲發(fā)熱，產(chǎn)生熱量，故C不正確。D．三個用電器消耗的電能相同，但產(chǎn)生的熱量不同，故D不正確。故選A。6．如圖甲為探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，兩燒瓶中盛有等質量的煤油，電熱絲R1、R2的電壓與電流關系如圖乙，則（）A．R1的阻值較大B．通電一段時間后，R2瓶中溫度計的示數(shù)變化較大C．通過R2的電流較大D．若用水代替煤油實驗效果會更好【答案】B【解析】A．如乙圖所示，當電壓相同時，根據(jù)歐姆定律，通過電流大的電阻小，故R1的阻值較小，故A錯誤；B．根據(jù)焦耳定律可知，當兩電阻串聯(lián)時，電流相同，通電時間相同，電阻大的放出的熱量多，故電阻R2釋放的熱量多，煤油吸收的熱量多，故R2瓶中溫度計的示數(shù)變化較大，故B正確；C．由于串聯(lián)，故電流處處相等，故C錯誤；D．若用水代替煤油實驗效果會更好是錯誤的，因為煤油的比熱容比較小，升溫比較明顯，更容易通過溫度計示數(shù)的變化判斷電阻放出的熱量的多少，故D錯誤。故選B。7．如圖所示，已知電阻R1=10Ω?R2=5Ω，當開關閉合后，下列說法正確的是（）A．通過R1與R2的電流之比為2∶1B．相同時間內(nèi)R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為2∶1C．R1與R2兩端的電壓之比為1∶1D．R1與R2消耗的電功率之比為1∶1【答案】B【解析】A．由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以通過R1與R2的電流之比為1∶1，故錯誤；B．由公式可知電流、通電時間相同因此相同時間內(nèi)R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為2∶1，故正確；C．因為串聯(lián)電路電壓比等于電阻比，且因此R1與R2兩端的電壓之比為2∶1，故錯誤；D．由公式可知電流相同因此R1與R2消耗的電功率之比為2∶1，故錯誤。故選B。8．如圖是研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關的實驗，下列分析正確的是（）A．甲、乙兩次實驗都應用了控制變量法和轉換法B．甲實驗通電一段時間后，左側容器內(nèi)空氣吸收的熱量更多C．乙實驗是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系D．甲實驗是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系【答案】A【解析】A．甲、乙兩次實驗中用到的研究物理問題的方法是控制變量法和轉換法，故A正確；B．甲實驗兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時間相同，右側電阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右側電阻產(chǎn)生熱量多；則右側容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，故B錯誤；C．乙實驗，右側電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同，但通過電阻的電流不同，所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系，故C錯誤；D．甲實驗兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時間相同，其電阻值不同，所以是研究電流產(chǎn)生的熱量和電阻的關系，故D錯誤。故選A。9．如圖所示是小剛家使用的電熱水壺，此電熱水壺部分技術參數(shù)如下表。已知：電熱水壺正常工作5min能燒開一壺水。則下列說法中正確的是（）產(chǎn)品電熱水壺額定電壓220V頻率50Hz額定功率1000W容量1.0LA．此壺的電功率恒為1000W不變B．此壺正常工作時，通過的電流大于5AC．此壺兩端的電壓越大，它消耗電功率越小D．此壺正常工作燒開一壺水，電流產(chǎn)生熱量為3×105J【答案】D【解析】A．在額定電壓下此壺的電功率才是1000W，在其他電壓下，它的電功率不是額定功率，A錯誤；B．此壺正常工作時，它的電流是額定電流，它的功率是額定功率，它的電壓是額定電壓，所以通過的電流通過的電流小于5A，B錯誤；C．在電熱水壺電阻不變情況下，根據(jù)可知，此壺兩端的電壓越大，它消耗電功率也越大，C錯誤；D．此壺正常工作燒開一壺水，需要的時間是5min，其功率是1000W，電流產(chǎn)生熱量電流產(chǎn)生的熱量是3×105J，D正確。故選D。10．如圖甲圖是小燈泡L和電阻R2的IU圖象。將小燈泡L、電阻R1和R2接入乙圖所示電路中，電源電壓恒定不變，只閉合開關S1時，電流表示數(shù)為0.8A；只閉合開關S3時，小燈泡L的實際功率為1.2W。下列說法正確的是()A．只閉合開關S3時，小燈泡的電阻為5ΩB．只閉合開關S1時，電路總功率為9.6WC．R1的電阻為5ΩD．所有開關都閉合，在15s內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為3200J【答案】C【解析】由圖知，電阻為定值電阻，其阻值為只閉合開關S1時，電阻與燈L串聯(lián)，電流表測的是整個電路的電流，由甲圖知，當時，燈兩端的電壓為，由此可得電源電壓①當只閉合開關S3時，電阻與燈L串聯(lián)，燈消耗的實際功率為1.2W，圖甲知，當時，，燈消耗的功率為兩端的電壓為根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，可知電源電壓為A．當只閉合開關S3時，根據(jù)歐姆定律可得，可得此時燈L的電阻為故A錯誤；B．只閉合開關S1時，電路中消耗的總功率為故B錯誤；C．將U值代入①得解得D．所有開關都閉合時，R1和R2并聯(lián)，燈被短路，在15s內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為故D錯誤。故選C。11．在如圖所示的電路中，閉合開關S，電源電壓恒為6V，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表V2的示數(shù)為4V。當把滑動變阻器的滑片移至最右端時，電流表的示數(shù)為0.3A。則下列結論正確的是（）A．R1的阻值為4ΩB．滑動變阻器的最大電阻值為160ΩC．電路消耗的最小總功率為0.18WD．當滑動變阻器的滑片移至最左端時，在10min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的焦耳熱為5.4×104J【答案】A【分析】先確定電路是哪個電阻或者哪兩個電阻的連接，是串聯(lián)還是并聯(lián)，再根據(jù)串并聯(lián)電路電壓、電流特點求出研究對象的電壓、電流，根據(jù)歐姆定律列出等式，進行求解。以電源電壓為不變量作為基礎，利用P=U2/R和W=Q=U2t/R進行相應電功率、焦耳熱的討論求解?！窘馕觥緼．閉合開關S，R1與R2串聯(lián)，電源電壓U=6V電流表的示數(shù)為0.5A，表明流經(jīng)R1的電流I1=0.5A這時電壓表V2的示數(shù)為4V。則R1的兩端電壓U1=UU2=6V4V=2V根據(jù)可得R1的阻值故A正確；B．當把滑動變阻器的滑片移至最右端時，滑動變阻器的最大電阻值為R2max，流經(jīng)其的電流為I2=0.3A等于電路總電流。這時電路中R1和R2串聯(lián)，電源電壓U=6V對總電路而言利用歐姆定律有U=I2(R1+R2)代入數(shù)據(jù)有6V=0.3A(4Ω+R2max）解得R2max=16Ω故B錯誤；C．電路電源電壓一定，根據(jù)知道，總電阻R=(R1+R2max)最大時，電功率最小，只有R2=16Ω時電路消耗的總功率最小，故C錯誤；D．當滑動變阻器的滑片移至最左端時，滑動變阻器的電阻被短路，電路只有一個電阻R1在工作。根據(jù)焦耳定律Q=I2R1t以及I=U/R1，所以R1在10min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為故D錯誤。故選A。12．如圖甲是小燈泡L和電阻R2的IU圖像。將小燈泡L、電阻R1和電阻R2接入圖乙所示電路中，電源電壓恒定不變。只閉合開關S1時，小燈泡L的實際功率為0.2W；只閉合開關S3時，電路的總功率為1W。下列說法正確的是（）A．電源電壓為5VB．電阻R1的阻值為20ΩC．所有開關都閉合，在15min內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為2400JD．若將L和R1并聯(lián)在4.5V的電源兩端，L和R1消耗的電功率之比為2：3【答案】C【解析】AB．只閉合開關S3時，小燈泡L和電阻R2串聯(lián)，電路的總功率為1W，由圖像可知此時電路中的電流是0.25A，燈泡兩端電壓是1.5V，R2兩端電壓為2.5V，R2的電阻由串聯(lián)分壓可知電源電壓為4V。只閉合開關S1時，R1和小燈泡串聯(lián)，L的實際功率為0.2W，由圖像可知此時電路中電流為0.2A，小燈泡兩端電壓為1V，由串聯(lián)分壓可知R1兩端電壓為3V，R1的電阻為故AB兩項錯誤；C．所有開關都閉合，電阻R1和電阻R2并聯(lián)，此時的總電阻為在15min內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為故C項正確；D．若將L和R1并聯(lián)在4.5V的電源兩端，由圖像可知L的電流為0.45A，R1的電流為此時的功率之比故D項錯誤。故選C。二、填空題13．善于觀察學習的小明發(fā)現(xiàn)電風扇使用一段時間后，其塑料扇葉上很容易沾上灰塵，這是因為扇葉轉動過程中帶上了______；電流通過燈泡時，燈絲變熱而發(fā)光，這是電流的______效應?！敬鸢浮侩姾蔁帷窘馕觥縖1]扇葉和空氣摩擦，扇葉和空氣帶有異種電荷，扇葉帶電后吸引輕小的灰塵，所以灰塵被吸在扇葉上。[2]電流通過導體時會產(chǎn)生多種效應，電流的大小可以根據(jù)產(chǎn)生的效應來判斷。電流通過燈泡時，燈絲變熱而發(fā)光的現(xiàn)象是電流的熱效應。14．如圖所示，電源電壓不變，先閉合開關S1，電流表示數(shù)為0.5A，再閉合開關S2，電流表示數(shù)增加了0.3A，則R1、R2兩端電壓之比為___________，R1、R2電阻值之比為___________，若電阻R2=5Ω，通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量為___________J?！敬鸢浮?:13:545【解析】[1]先閉合S1時，電路為R1的簡單電路，電流表測量通過R1的電流；若再閉合S2時，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，電流表示數(shù)增加了0.3A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關系可知，通過R2的電流為I2=0.3A并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都等于電源電壓，所以R1、R2兩端電壓之比為1:1。[2][3]根據(jù)可知，在電壓相同時，電流之比等于電阻之比的倒數(shù)，則R1、R2電阻值之比為R1:R2=I2:I1=0.3A:0.5A=3:5則R1的阻值為R1=3Ω通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量15．如圖所示的電路中，接通電源，通電一段時間后，______側U型管液面高度的變化較大（選填“左”或“右”），如果通過甲容器中電阻絲的電流是，則乙容器中電阻絲在內(nèi)產(chǎn)生的熱量是______?！敬鸢浮孔?00【解析】[1]分析圖可知，甲、乙兩容器中電阻大小相同，但是甲容器中的電阻接在干路上，乙容器中的電阻接在支路上，流過甲容器中電阻的電流大于乙容器中電阻的電流，通電相同時間，甲容器中電阻產(chǎn)生的熱量多，與甲容器連接的左側U型管液面高度的變化較大。[2]通過甲容器中電阻絲的電流是，則流過乙容器中電阻的電流為1A，乙容器中電阻絲在內(nèi)產(chǎn)生的熱量16．把一個標有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為16V的電源上，小燈泡恰能正常工作。通過小燈泡的電流是______A，定值電阻R＝______Ω，該電路工作10s，定值電阻產(chǎn)生的熱量是______J?！敬鸢浮?.32018【解析】[1]由P＝UI知道，燈泡正常發(fā)光時的電流[2]因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以定值電阻兩端的電壓UR＝U﹣UL＝16V﹣10V＝6V因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以由知道，定值電阻R的阻值[3]電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量17．實驗小組的同學為了探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素，準備了兩個相同的燒瓶，內(nèi)裝煤油，兩個相同的溫度計，電阻絲R1>R2。兩電阻連接方式是_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。此方案可探究當通電時間和______定時，電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關系，閉合開關，通電一段時間后，溫度升高較多的是溫度計______（填“A”或“B”）?！敬鸢浮看?lián)電流A【解析】[1][2]在“探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素”實驗中，探究電阻大小與電流產(chǎn)生熱量關系實驗中，控制電流和通電時間相同，電阻不同。由題可知，電阻絲R1>R2，應將電阻R1、R2串聯(lián)接入電路。探究此方案可探究當通電時間和電流一定時，電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關系。[3]因為電阻絲R1>R2，由焦耳定律可知，相同時間內(nèi)Q1>Q2，溫度升高較多的是溫度計為A。18．在圖所示電路中，電阻R1=30Ω，R2=20Ω，電源電壓恒為3V，閉合開關S1、S2，電阻R1在0.5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為______J?！敬鸢浮?【解析】由圖知道，閉合開關S1、S2時，R2被短路，電路中只有R1，根據(jù)歐姆定律得電路中的電流電阻R1在0.5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為19．如圖甲所示，可調電源電壓為12V，R1為滑動變阻器，R2為定值電阻。（1）閉合所有開關，將滑片調至最左端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡的額定電壓為___________V。（2）調小電源電壓，僅閉合S和S2，將滑片P移至中點，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針位置如圖乙所示；將此時的電源電壓調大11.6V，更換電壓表的量程，將滑片移至最右端，發(fā)現(xiàn)電流增大了0.6A，電壓表指針位置不變；保持調大后的電源電壓不變，移動滑片P到某一位置，測得10s內(nèi)R1消耗的電能為80J，則此時R1的電阻為___________Ω?！敬鸢浮?22【解析】[1]由電路圖可知，閉合所有開關，將滑片調至最左端時，此時小燈泡與定值電阻并聯(lián)接在電源兩端，故此時小燈泡兩端電壓等于電源電壓，為12V，又因此時小燈泡恰好正常發(fā)光，故小燈泡的額定電壓為12V。[2]閉合開關S和S2時，此時小燈泡未接入電路，定值電阻R2與滑動變阻器R1串聯(lián)接入電路，電壓表測R1兩端電壓，由題意可知，調大電源電壓后，滑動變阻器的阻值變大，由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，此時滑動變阻器兩端電壓變大，故電壓表示數(shù)應變大，又因電壓表指針位置不變，故可知調大電源電壓前電壓表所選量程為0~3V，調大電源電壓后電壓表所選量程為0~15V，故可得調大電源電壓前滑動變阻器兩端電壓為UR=2V，設此時滑動變阻器的阻值為R，定值電阻阻值為R2，可由歐姆定律得此時電路中電流為因滑動變阻器的阻值與長度成正比，可得調大電源電壓后，電路中的電流為由題意可知，此過程中電流變化量為0.6A，即解得，，，故滑動變阻器的最大阻值為，又由題意可知，此過程中電源電壓的變化量為11.6V，即將，，代入解得定值電阻的阻值為此時電源電壓為設滑片P移動到某一位置時，此時滑動變阻器的阻值為Rx，則由歐姆定律可知，此時電路中的電流為又由10s內(nèi)R1消耗的電能為80J可得解得Rx=2或Rx=18（舍去）（因滑動變阻器的最大阻值為10），故此時滑動變阻器R1的阻值為2。三、實驗題20．某班進行“探究電流相同時通電導體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻大小是否有關”時，可供選用的器材有：6V電源、5Ω的發(fā)熱電阻兩只，10Ω的發(fā)熱電阻兩只，量程適合的溫度計兩只，規(guī)格相同的燒瓶兩只，水，酒精，煤油，開關，導線若干。（1）他們設計了圖甲和圖乙所示的兩個方案，本實驗應該選用圖_______所示方案，然后選用合適的電阻進行實驗。（2）實驗中通過觀察_______的大小來比較產(chǎn)生熱量的多少。（3）有同學認為可以用圖乙所示方案探究“通電導體產(chǎn)生的熱量是否與電流大小有關”，他的說法是否正確？為什么？________?！敬鸢浮考诇囟扔嬍緮?shù)不正確，理由見解析【解析】（1）[1]探究電流相同時通電導體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻大小是否有關時，應控制電流大小和通電時間相同，圖甲中兩個電阻串聯(lián)，流過的電流相同，而圖乙中兩個電阻并聯(lián)，流過的電流不同，故應選擇圖甲所示方案。（2）[2]通電后，發(fā)熱電阻溫度升高，使得燒瓶中的液體溫度升高，通過觀察溫度計示數(shù)的大小可以比較產(chǎn)生熱量的多少。（3）[3]他的說法不正確，要探究通電導體產(chǎn)生的熱量是否與電流大小有關，則應控制導體的電阻與通電時間相同，改變通過導體的電流大小，而圖乙中兩只電阻直接并聯(lián)在電源兩端，電阻兩端的電壓相同，當兩只電阻的阻值相同時，則由歐姆定律可知，流過兩只電阻的電流必定相同，故該方案無法用來探究通電導體產(chǎn)生的熱量是否與電流大小有關。21．如圖所示，甲、乙兩個完全相同的玻璃瓶內(nèi)有阻值分別為R甲、R乙的電阻絲，瓶中插入溫度計a、b。（1）利用此裝置探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關時，在兩瓶中加入質量、初溫都相同的煤油。閉合開關一段時間，可以通過比較______，判斷電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。此方案是探究______和時間相同時，電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與______大小的關系；（2）在甲、乙兩瓶內(nèi)換用質量、初溫都相同的不同液體，且電阻絲的阻值R甲______R乙時（選填“>”、“<”或“=”），可以比較不同物質的吸熱能力。閉合開關一段時間，可以通過比較______，判斷甲、乙兩瓶內(nèi)液體的比熱容?！敬鸢浮可叩臏囟入娏麟娮?升高的溫度【解析】（1）[1]電流通過導體產(chǎn)生的熱量不易直接觀察，本實驗中通過溫度計示數(shù)的變化，即通過比較升高的溫度顯示電流產(chǎn)生熱量的多少。[2][3]探究電流產(chǎn)生的熱量多少與電阻的關系時，應控制通過甲乙兩電阻的電流和通電時間不變，兩瓶中加入質量、初溫都相同的煤油，故據(jù)圖可知，此時兩電阻串聯(lián)，所以電流相同，通電時間相同，故該裝置可以探究電流和電阻的關系。（2）[4][5]探究“不同物質的吸熱能力”的實驗，應在甲、乙兩瓶內(nèi)換用質量、初溫都相同的不同液體，并使甲乙兩燒瓶中電阻絲的阻值相同，即R甲=R乙，則相同時間內(nèi)兩電阻絲上產(chǎn)生的熱量相同，閉合開關一段時間，可以通過比較升高的溫度，判斷電甲、乙兩瓶內(nèi)液體的比熱容，若溫度計a比溫度計b溫度升高得快，由可知，甲的比熱容小于乙的比熱容。22．如圖所示，物理實驗小組探究“電流通過導體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關”的實驗裝置，兩個透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連，接入電路。（1）組裝之前，U形管內(nèi)注入適量紅墨水，U形管__（選填“屬于”或“不屬于”）連通器；（2）圖甲是探究在通電時間相同和__相同的情況下，導體產(chǎn)生的熱量與__大小是否有關的裝置；（3）實驗中通過觀察__的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問題時都會用到這種方法，下列研究實例采用研究方法與此相同的是__；A．探究電流與電壓、電阻的關系B．研究光的傳播時引入“光線”C．擴散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則運動（4）由圖乙所示，電流表的示數(shù)為__A。在這種情況下，右側容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是__J；（5）某實驗小組發(fā)現(xiàn)通電一段時間后，其中一個U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是__?！敬鸢浮繉儆陔娏麟娮枰好娓叨炔頒2200裝置的氣密性不好【解析】（1）[1]上端開口，下端相連通的容器叫連通器，由圖知，U形管內(nèi)注入適量紅墨水，組裝前符合連通器的特征，所以屬于連通器。（2）[2][3]圖甲中，兩電阻串聯(lián)接入電路，串聯(lián)電路各處電流相等，可知通過兩電阻的電流相等，通電時間相同，電阻大小不同，所以探究的是導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關。（3）[4]電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但容器內(nèi)空氣溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法。[5]A．探究電流與電壓、電阻的關系，采用的是控制變量法，故A不符合題意；B．研究光的傳播時引入“光線”，采用的是模型法，故B不符合題意；C．擴散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則運動，屬于轉換法，故C符合題意。故選C。（4）[6]由圖可知，電流表選擇的是0~3A量程，對應的分度值是0.1A，因此電流表示數(shù)為2A。[7]右側容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為（5）[8]通電一段時間后，其中一個U形管中的液面高度幾乎不變，說明與此相連的容器可能漏氣，導致熱量向外散失。23．某實驗小組的同學在探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關”時采用了如圖甲乙所示的實驗裝置。（1）實驗時通過觀察U形管中______的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少；（2）通過分析可知，乙圖所示的實驗裝置是用來研究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與______的關系。（3）同學們又設計了另一套裝置，如圖丙所示。在兩個相同的燒瓶中裝有質量______（選填“相等”或“不等”）的______（選填“同種”或“不同”）液體，瓶中各放置一根電阻絲，且R甲＞R乙，這樣的裝置可以研究電流產(chǎn)生的熱量與______的關系。（4）丙圖實驗中通過觀察______來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少?！敬鸢浮恳好娓叨炔铍娏鞔笮∠嗟韧N電阻溫度計示數(shù)變化【解析】（1）[1]根據(jù)轉換法，實驗中通過觀察兩個U形管中液面高度差的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。（2）[2]乙圖所示的實驗裝置中，兩個容器中的電阻阻值相同，但是電流不同，因此是用來研究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系。（3）[3][4][5]丙圖中，為了控制變量，因此在兩個相同的燒瓶中裝有質量相等的同種液體，因為電阻不同，所以研究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系。（4）[6]丙圖中通過觀察溫度計示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，使用的是轉換法。24．實驗桌上有兩個完全相同的燒瓶甲和乙，燒瓶內(nèi)裝有質量相等、初溫相同的煤油和相同的溫度計，甲燒瓶內(nèi)裝有阻值為5Ω的電阻絲R1，乙燒瓶內(nèi)裝有阻值為10Ω的電阻絲R2。實驗桌上還有滿足實驗要求的電源、開關各一個，電流表、停表各一塊，導線若干。小安把兩段電阻絲R1、R2串聯(lián)接入電路，如圖所示，閉合開關通電一段時間。（1）小安利用上圖想探究的問題是電流通過導體產(chǎn)生的熱量Q與______大小的關系。（2）實驗過程中通過觀測溫度計的______反映導體產(chǎn)生熱量的多少。（3）小安還想探究電流I產(chǎn)生的熱量Q與電流大小的關系，他利用上述器材進行實驗，步驟如下：a．如圖所示，將裝有R1的燒瓶甲連入電路，閉合開關，同時按下停表開始計時，通電時間為2min時，停止計時，記錄相關數(shù)據(jù)，斷開開關。b．用裝有R2的燒瓶乙替換燒瓶甲連入電路，閉合開關，同時按下停表開始計時，通電時間為2min時，停止計時，記錄相關數(shù)據(jù)，斷開開關。請你根據(jù)小安的實驗步驟判斷他的實驗操作能否驗證其實驗目的。你的答案是______（選填“能”或“不能”），理由是：______。【答案】電阻大小示數(shù)變化不能沒有控制導體的電阻大小不變【解析】（1）[1]圖中兩個電阻串聯(lián)，通過兩電阻的電流、通電時間都相同，只有電阻的阻值不同，所以是研究電流和通電時間相同時，通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系。（2）[2]通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生熱量被煤油吸收，使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計的示數(shù)變化來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少。（3）[3][4]探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關系時，控制通電時間和電阻不變，改變電路中的電流，小安的實驗步驟中沒有控制電阻的阻值不變，不能驗證電流產(chǎn)生熱量跟電流的關系。25．大白、小龍、小聰組成科學小組對電流通過導體產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關進行了研究。裝置如圖，2只燒瓶內(nèi)裝滿煤油，瓶塞上各插1根阻值電阻絲R甲和R乙。猜想一：電熱跟電流的大小有關，電流越大電熱越多；猜想二：電熱跟導體的電阻大小有關，電阻越大電熱越多。為驗證猜想一，小龍設計以下方案：①將電阻絲R甲和R乙串聯(lián)在電路中，標出2根玻璃管內(nèi)液面的位置，閉合開關記下電流表的讀數(shù)I1，經(jīng)過一段時間后標出2根玻璃管內(nèi)液面的位置；②當2根玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關記下電流表的讀數(shù)I2，經(jīng)過相同時間后標出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。請回答下列問題：（1）為了順利完成這兩個猜想電阻絲R甲和R乙阻值要求是______。（2）本實驗通過______體現(xiàn)電流熱效應的多少。（3）為驗證猜想一，必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內(nèi)液面上升的高度，原因是______。（4）大白同學，經(jīng)多次實驗測量，收集實驗數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流I的關系圖像。根據(jù)焦耳定律可知，下圖中能正確反映h﹣I關系的是______。A、B、C、（5）小聰提出科學研究倡導有依據(jù)的猜想，請同學們說出生活中支持猜想二的一個實例：______?！敬鸢浮侩娮杞zR甲和R乙阻值不等且差別大玻璃管內(nèi)液面上升的高度保持前后兩次電阻的大小相同A電爐絲熱得發(fā)紅，與它串聯(lián)的導線不是特別熱【解析】（1）[1]探究電熱跟電流的大小有關時，需要控制導體的電阻、通電時間不變，改變電流的大小；探究電熱跟導體的電阻大小有關時，需要控制電流相同、通電時間相同，電阻不同；所以電阻絲R甲和R乙阻值不能相同；實驗中為了使實驗現(xiàn)象更加明顯，電阻絲R甲和R乙阻值差別要大一些。（2）[2]根據(jù)轉換法可知，實驗中通過玻璃管內(nèi)液面上升的高度來反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。（3）[3]猜想一是電流產(chǎn)生熱量與電流大小有關，要驗證這一猜想是否正確，需要保持電阻不變，改變電流大小，所以必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內(nèi)液面上升的高度。（4）[4]根據(jù)焦耳定律可知，Q=I2Rt，Rt常數(shù)，且Rt＞0，故由數(shù)學知識可知，Q=I2Rt為Q關于I的拋物線，且開口向上，圖中能正確反映hI關系的是A。（5）[5]猜想二是電流產(chǎn)生熱量與電阻有關，并且電阻越大，電流產(chǎn)生熱量越多；生活中我們注意到：電爐絲熱得發(fā)紅，與它串聯(lián)的導線不是特別熱；原因是電爐絲的電阻遠遠大于與它串聯(lián)的導線的電阻，而通過的電流和通電時間相同，電爐絲熱得發(fā)紅，說明電流通過電爐絲產(chǎn)生的熱量非常多；導線卻不怎么熱，說明電流通過導線產(chǎn)生的熱量非常少。四、計算題26．如圖所示電路中，定值電阻R1的阻值為20Ω，R2的阻值為50Ω，閉合開關后電流表的示數(shù)為0.6A。求：（1）電源電壓；（2）電阻R2在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量。【答案】（1）12V；（2）172.8J【解析】解：（1）由電路圖知，R1、R2并聯(lián)，R1的阻值為20Ω，電流表測R1電流，電流表的示數(shù)為0.6A，電源電壓為（2）電阻R2的電流1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量答：（1）電源電壓12V；（2）電阻R2在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是172.8J。27．在如圖所示的電路中，電源電壓可以調節(jié)。調節(jié)電源電壓為4V，閉合開關S，電流表A、A1的示數(shù)分別為1.2A和0.8A．求：（1）此時通過電阻R2的電流；（2）電阻R1的阻值；（3）1min內(nèi)電流通過電阻R1產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）0.4A；（2）5Ω；（3）192J【解析】解：（1）由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A測干路電流，電流表A1測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，所以，此時通過電阻R2的電流I2=II1=1.2A0.8A=0.4A（2）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，電阻R1的阻值（3）1min內(nèi)電流通過電阻R1產(chǎn)生的熱量Q1=I12R1t=(0.8A)2×5Ω×60s=192J答：（1）此時通過電阻R2的電流是0.4A；（2）電阻R1的阻值是5Ω；（3）1min內(nèi)電流通過電阻R1產(chǎn)生的熱量是192J。28．養(yǎng)生壺是大家非常喜歡的小電器，有加熱、保溫等功能，接在220V的家庭電路中使用，如圖所示；圖是養(yǎng)生壺的加熱水槽部分工作原理電路圖，S是一個溫控開關，R1為電加熱絲，阻值為88Ω，當處于加熱狀態(tài)時，水被迅速加熱，達到預定溫度后，S自動切換到另一位置，處于保溫狀態(tài)且保溫時加熱絲的功率為88W；不考慮溫度對電阻的影響，且不計指示燈的阻值（A、B是兩種不同顏色的指示燈，紅燈亮表示加熱狀態(tài)，綠燈亮表示保溫狀態(tài)）；求：（1）分析說明A、B哪個是紅燈，哪個是綠燈；（2）該養(yǎng)生壺的加熱功率；（3）電阻R2的阻值及養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài)時R2在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）A是紅燈，B是綠燈；（2）550W；（3）15840J【解析】解：（1）由圖可知，當開關撥到左邊時，此時A燈亮，只有R1工作，R1電功率P＝UI＝當開關撥到右邊時，此時B燈亮，R1、R2串聯(lián)，電路中的電功率P′＝UI′＝由此可知P＞P′即開關撥到左邊的電功率大于開關撥到右邊的電功率，開關在左邊時處于加熱擋，開關在右邊時是保溫檔，所以A是紅燈，B是綠燈。（2）當開關撥到左邊時，為加熱狀態(tài)，此時的電功率P＝＝550W（3）當開關撥到右邊時，為保溫狀態(tài)，電阻R1、R2串聯(lián)；電功率P＝UI＝IR?I＝I2R則電路中的電流I′＝I2＝I1＝＝1A則電路中的總電阻R總＝＝220Ω定值電阻R2的阻值R2＝R總﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài)時R2在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝I22R2t＝(1A)2×132Ω×2×60s=15840J答：（1）A是紅燈，B是綠燈；（2）該養(yǎng)生壺的加熱功率是550W；（3）電阻R2的阻值及養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài)時R2在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是15840J。29．（1）如圖所示為國慶70周年閱兵中首次亮相的ZTQ15式輕型坦