如图所示,是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中,乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 不相等。
(2)由于电流通过导体产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是 。
(3)通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化, (选填"甲"或"乙")容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越 (选填"大"或"小"),导体中产生的热量越多。
在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,实验电路如图1所示,其中R1>R2。
实验一:探究电流产生的热量与电阻大小的关系:
(1)请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整;
(2)实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制 ;电阻丝放出热量的多少,通过 来进行判断。
(3)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入 相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选水,是因为煤油的比热容 水的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
实验二:探究电流产生的热量与电流大小的关系:
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,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加热的煤油,在实验一中温度升高△t1,在实验二中温度升高△t1′,则△t1′ 2△t1(选填“大于”、“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流大小 正比例关系(选填“成”或“不成”)。实验中,用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤,也可以得出相同的结论。
(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体,并接入两根阻值 的电阻丝(选填“相同”或“不同”),就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一段时间t后,温度计的示数变化量为△t,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)。
在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图的实验器材,其中
实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系
(1)请按照图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 加热的煤油温度升高了△ ,用电阻丝 加热的煤油温度升高了△ ,那么△ △ (选填“大于”,“等于”或“小于“ 。
实验二:探究电流产生的热量与电流的关系
(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 (或 加热的煤油,温度升高量△ ’(或△ ’ 2△ (或2△ (选填“大于”,“等于”或“小于” ,该实验说明电流产生的热量与电流 正比例关系。
(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是 。
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), 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, 、 透明容器中产生热量较多的是 容器。
如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)甲图所示的装置用来探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“ ”或“ ”) 容器中电流产生的热量较多;
(2)通过观察乙图中的实验现象,可知 (选填“ ”或“ ”)容器中电阻丝的阻值大。
如图所示,物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与 形管相连,接入电路。
(1)组装之前, 形管内注入适量红墨水, 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 。
.探究电流与电压、电阻的关系 .用铁屑显示磁体周围磁场分布 .研究光的传播时,引入“光线” .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 ,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在 内产生的热量是 。
(5)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个 形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 。
电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通过的电流相同,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。为探究其原因,小明连接了如图所示的实验电路,其中 。
(1)实验中通过 (选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”)来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法:让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块,通过木块 来反映动能的大小。
(2)实验表明:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电流产生的热量越多。请解释“电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热”的原因: 。
结合图中的实验情景,按照要求回答下列问题,
(1)对图①中的两支蜡烛的要求是 ;
(2)图②中, 的机械效率高;
(3)图③研究的是电流产生的热量跟 的关系;
(4)图④中的 (填“铁屑”或“小磁针” 能更好的显示磁场的分布。
(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 、 、 三条电阻丝进行实验, 、 长度相同, 、 粗细相同,如图1所示。连接电路,分别接通 、 、 ,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:
①比较 、 两次电表示数,可以得出电阻大小跟导体 有关。
②比较 、 两次电表示数,可以得出电阻大小跟导体 有关。
③由实验可以得出:三个电阻丝阻值从大到小关系是 。
(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:
①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 、 、 电阻丝的中点处,然后使 、 、 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。
②乙同学选择的电路图如图3所示,采取的是三个电阻丝 (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。
③接通电路,观察到小木棍掉落的先后顺序是 。
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。
某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素,实验步骤如下:
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于 、 两个盛满煤油的烧瓶中,按图甲所示连接电路。
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移至某一位置,记录此时电流表的读数 ,通电一段时间,记录 、 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△ 、△ 。
③断开开关,直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的读数为 ,当通电时间与步骤②相同时,记录 、 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△ 、△ ,实验数据如表。
(1)步骤②中的电流表示数如图乙所示,此时电流为 安。
(2)本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制哪些变量相同? 。
(3)小明认为:只要选择“△ 、△ 、△ 、△ ”四个量中的某两个量进行比较,就能说明“对电流产生热量多少的影响,电流比电阻更大”,请比较这两个量的大小关系: 。
电流大小 |
烧瓶玻璃管内液面的变化高度 |
|
烧瓶 欧) |
烧瓶 欧) |
|
|
△ |
△ |
|
△ |
△ |
如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路(烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同)。瓶中的电阻采用金属丝。
(1)完成电路的连接,要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数变小。
(2)实验中,通过观察 来判断电流通过导体产生热的多少。
(3)在电流与通电时间相同的条件下,选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验,为了使实验现象最明显,可以选用表中的铜与 进行对比。
材料 |
铜 |
铝 |
钨 |
镍铬合金 |
电阻(欧 |
0.0175 |
0.029 |
0.053 |
1.0 |
(4)要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关,可以采取的方法是 (允许改变元件位置,更换元件等,只要求写出一种)。
如图电路中,电阻 的阻值为 ,当开关闭合后,电压表 的示数为 , 的示数为 .求:
(1)电源两端的电压;
(2)通过 的电流和 的阻值;
(3) 在 内产生的热量。
为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”,小柯用如图甲所示装置进行实验,图中两个 的同规格烧瓶内装有等体积的煤油,瓶塞上各插一根同规格的玻璃管,瓶内连接的电阻丝的阻值分期为 和 。
【实验步骤】
①连接好电路,将滑动变阻器的滑片移至 端(填字母),分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置。②闭合开关,通电 时间后,分别标记此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置。③比较发现 电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高。
【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量 。
【交流反思】
方案一:在前一次实验后,待玻璃管中的液面将回到起始高度后,按小柯的实验步骤②再次进行实验,比较两玻璃管内液面上升情况,得出结论。
方案二:用乙图所示装置替换甲图中对应装置(乙图中两个烧瓶规格相同,容积都为 ,按小柯的实验步骤①②进行实验,得出结论。
以上两种方案,你认为可行的有 。
根据下列两个实验,回答相关问题:
(1)电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程,一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。小明同学为了“探究影响电流做功的因素”,设计了如图1所示的实验,通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。该实验是通过观察 比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中是把电能转化为 能;将滑动变阻器的滑片 向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,相同时间内物体被吊起的高度也变大了,这说明 。
(2)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生,小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图2所示的实验装置,其中 、 、 、 四个相同的容器密闭着等量空气并与 形管紧密相连,实验前 形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
在实验过程中,通过观察 形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少:图甲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,图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与 的关系,综合分析图甲乙两装置的实验现象,可以得出的结论是 。
试题篮
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