实验25 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关(原卷版)

1、实验二十五、电流产生的热量与哪些因素有关的实验【实验目的】: 研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?【实验方法】: 控制变量法，转换法。【实验原理】: 根据煤油在玻璃管里（温度计示数变化）上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。【实验器材】: 密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。【实验步骤】: 电流产生的热量与电阻的关系如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个 密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？【实验结论】：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 电流产生的热量与电流大小的关系如图所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联， 因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看 到的现象说明了什么？【实验结论】：在电阻相同、通电时间

2、相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。【考点方向】： 1、 实验采用煤油的目的：。2、 被加热材料选用煤油或空气的原因：。3、 选用加热材料的要求：。4、 探究电热与电流的关系时需要控制 相同。探究电热与电阻的关系时需控制相同；探究电热与通电时间的关系时需控制相同，改变。5、两个烧瓶串联的目的：。6、 焦耳定律：电流通过导体产生的热。7、 该实验成败的关键是： 。8、 如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为，也可以完成实验。9、计算公式：Q=l2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt 串联电路中常用公式：Q= l2Rt。Q1：Q2：Q3：.Qn=R1:R2：R3：.：Rn并联电路中常用公式：Q= U2t/RQ1：Q2= R2：R1 无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q+Q2+.Qn 分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt【创新母题】：如图所示小刚同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关时，采用了如 图所示的实验装置，其中a、b、c、

3、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端.甲 b。乙(1) 实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.这种实验方法叫 下面实验也用这种实验方法的。A. 认识电压时，我们用水压来类比B. 用光线来描述光通过的路径C. 把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动D. 用斜面和小车来研究阻力对物体的影响(2)装置中的U形管(选填“是”或“不是”)连通器.甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间,(选填a”或“b” )容器中电流产生的热量较多。(4) 乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，通电一段时间, (选填c”或“d”)容器中电流产生的热量多。(5) 实验过程中发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是。(6) 英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为。(7) 小刚同学认为将乙图中d容器外侧的电阻丝改为5Q的小灯泡，也

4、可以得出(4)中的结论，你同意他的 看法吗，理由是：。练习1：(2019-长春)在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：(1) 如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝R1、R2 (R1VR2)串联接到电源两端.电阻丝R1和R2串联的目的是保i 相同，U型管中液面高度的变化反 映;(2) 通电10s，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与有关(3) 在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s，左侧U型管中液面高度的变化比(2)中左侧U型管中液面高度变彳 (选填“大”或“小”)练习2： (2019-衡阳)小明用如图甲所示实验装置探究a、b两种液体的吸热能力，在两个相同的烧瓶内分 别接入电阻丝，装人质量相等的a、b两种液体，并分别插入温度计。甲乙（1）实验中选用的两根电阻丝的阻值应（选填“相同”或“不同”）（2）实验中，用（选填“A”或“B”）间接反映液体吸收热量的多少;通过比较（选填A ”或“B ）来判断液体吸热能力的强弱；A.通电时间B.温度计示数的变化量（3）下表是某次的实验数据液体a加热后的

5、温度如图乙所示，将温度计示数填入相应表格中。物理量物质质量（g）加热前温度性）加热时间（min）加热后温度液体日1502010液体b150201035分析可知，（选填a”或“b”）液体的吸热能力较强。（4）设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为&，若不计热量损失，则a液体的比热容为（用所给出的物理量写出比热容的表达式），用该表达式计算出的比热容会比实际彳 （选填偏大”或“偏小”）（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油，并接入丽根阻值不同的电阻丝，就可用这个装置来探究电流产生的热量与 的关系。练习3： （2019-攀枝花）如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。AB CD甲乙（1） 实验中通过观察的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了 （填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；（2） 用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系； （3）在乙装置中，

6、C、D透明容器中产生热量较多的 容器。练习4：（2019昆明）在“探究电流产生的热里与哪些因素有关”的实验中，提供了如图15的实验器材，其中 R1R2o实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系：（1）请按照图15中的电路图将对应实物图连接完整；（2） 电路中电阻丝的连接方式是为了控制；电阻丝放出热量的多少，通过来进行判断：（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝K热的煤油温度升高了牛 用电阻丝R2加热的煤油温度升高了t2,那么，心2 （选填“大于”，“等于”或“小于”）实验二：探亢电流产生的热S与电流的关系（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1 （或R2）加热的煤油，温度升高t1，（或前223（或232）（选填“大于“等 于，或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流的正比例关系。（5） 你认为做这个实验产生误差的主要原因是：o练习5： （2019东营）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关,，的实 验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，

7、接入电路。(1) 组装之前，U形管内注入适量红墨水形,U形管 (选填“属于”或“不属于)连通器。(2) 图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与大小是否有关的装 置。(3) 实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是A-探究电流与电压、电阻的关系B.用铁屑显示磁体周围磁场分布。研究光的传播时，引入“光线”D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动(4) 由图乙所示，电流表的示数为 A在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是J。(5) 某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是练习6： (2019黄石)(1)为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的a、b、c三条电阻丝进行实验，a、b长度相同，b、c粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接通a、b、c，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论： 比较a、b两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体有关。 比较b、c两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体有关。 由实验可以得出

8、：三个电阻丝阻值从大到小关系(2) 乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c 电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用 来反映电阻丝发热量的大小。 乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻 （选填“串联”或“并联”）的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。 接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序。结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热 （选填“多”或“少”），发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相 同的通电时间内，当时，电阻大的电热就多；当时，电阻大的电热就少。练习7：（2019舟山）某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2 只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多。猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。为验证猜想一，设计以下方案： 将电阻丝R甲和R乙串联在电

9、路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数小 经过 一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置； 当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数12,经过 相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。请回答下列问题：（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些 思想的设计有 （写出一条即可）。（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是。（3） 科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：。练习8：（2018怀化）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电定时向后，比较两个U形管中液面高度差的变化。（1） 在图甲中，通过两电热丝的电 ;该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的关系。（2） 在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体白 关系。（3） 在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的 来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 成正比，8 成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为。

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