初中物理焦耳定律试题

下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整。
（1）课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理。
我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大．通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度越高，体积膨胀，煤油上升的高度越 ________。
实验过程：
①接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是       瓶中的煤油上升得高．这表明，串联时的电阻越大，产生的热量越            。
②在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较第一次的           。这表明，同一电阻，电流越大，电流产生的热量越         。
③实验表明：通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越          。
我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析，找到了电流产生热量的多少和                       因素有关。
（2）在右方框中画出实验电路图

如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置。（甲、乙、丙是完全相同的密闭容器，内装有等量红墨水，闭合开关前，甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平）

（1）电流产生的热量不易直接测量，在实验中是通过观察玻璃管中液面的　高度　来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化；

（2）在通电时间相同的情况下，通过对比观察　　和　　容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系，得出的结论是　　；

（3）在通电时间相同的情况下，通过对比观察　　和　　容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电流I的关系，得出的结论是　。

（4）请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时，电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”：　　。

若两电阻串联在电路中，每个电阻两端电压之比为2：3；则当它们并联在电路中时，每个电阻两端电压之比为         ，通过它们的电流之比为         ，相同时间内两电阻产生热量之比为         。

如图所示，电源电压恒定， $R_1$、 $R_2$为定值电阻， $R_2=20\Omega$，灯泡 $L$标有“ $6V3W$”字样。

（1）当 $S$、 $S_1$、 $S_2$都闭合时，灯泡 $L$正常发光，电流表示数为　　 $A$，电路消耗的总功率为　　 $W$；

（2）当 $S$闭合， $S_1$、 $S_2$断开时，电压表示数为 $2V$，则 $R_1$的阻值为　　 $\Omega$，通电 $1\mathit{min}{R}_1$产生的热量为　　 $J$。

小明和小红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”．质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．

（1）实验中，小明和小红发现            烧瓶中温度计的示数升高快．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．
（2）小明提议利用该装置改成 “比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成        相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的     _____相等.通过实验观察，发现装有         (选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大．

某导体的电阻是10Ω，通过3A的电流时，1min产生的热量是    J．请例举一个生活或生产中利用电流热效应的实例：　　。

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。

（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， $C$、 $D$透明容器中产生热量较多的是　　容器。

如图所示，串联的两电阻丝 $(R_1<R_2)$ ，封闭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。闭合开关，通过两电阻丝的电流 　　（选填"相等"或"不相等" $)$ ，一段时间后，密闭烧瓶内的空气被加热，观察到 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 气球先鼓起来。

利用如图所示器材不能完成的实验是（　　）

A．	甲：探究水的组成
B．	乙：验证燃烧需要氧气
C．	丙：检验物体是否带电
D．	丁：探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系

将“ $6V1.5W$”的灯泡 $L_1$和“ $6V3W$”的灯泡 $L_2$，按图甲电路连接，闭合开关， $L_1$和 $L_2$均正常发光，则电路的总电阻 $R=$　      　 $\Omega$．若改接在图乙电路中，闭合开关， $L_1$正常发光，则电源2的电压 $U=$　      　 $V$，如果通电 $2\mathit{min}$，灯泡 $L_2$产生的热量 $Q=$　      　 $J$（假设灯丝电阻不变）。

如图所示电路，电阻 $R\text{'}$的阻值为 $50\Omega$，滑动变阻器 $R$的最大阻值为 $100\Omega$，电源电压 $10V$保持不变，闭合开关，求：

（1）当 $P$移至 $a$端时，电阻 $R\text{'}$消耗的功率；

（2）当 $P$移至 $b$端时，电路中的电流大小和通电 $2\mathit{min}$产生的热量。

英国物理学家焦耳用近40年的时间做了大量实验，研究电流产生的热量，提出了焦耳定律，焦耳定律可用公式　　来表示。某家庭单独使用电饭锅，用时 $15\mathit{min}$，电能表的示数由图甲示数变成图乙示数，则该电饭锅在这段时间内消耗电能约为　　。

如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气， $R_1=R_2=R_3$，当开关 $S$闭合后，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系

B．通过电阻 $R_1$和 $R_2$的电流相等

C．通电一段时间后，右边 $U$形管内液面的高度差比左边小

D．该实验装置是利用 $U$形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的

电炉通过导线连接在电路中会发热。已知电炉丝电阻为50Ω，连接电炉丝的导线电阻为0.05Ω．电炉丝与连接电炉丝的导线是 　  　（选填"并联"、"串联"）的。电炉工作时，相同时间内电炉丝与连接电炉丝的导线产生的热量之比为 　  　。

有两根电热丝R₁和R₂，R_l＝10Ω，R₂＝40Ω，采用下列四种方式分别接到36 V的电源上，通电5 min，产生热量最小的连接方式是

A．R1、R2串联

B．R1、R2并联

C．只接入R1

D．只接入R2