初中物理焦耳定律实验题

在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面的变化反映了密闭空气温度的变化。此实验是为了探究电流产生的热量与__________的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在__________容器中产生的热量较多。在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，还可以探究电流产生的热量与_________的关系。该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和__________。

如图所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等，初温相同的煤油，完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R₁和阻值为5Ω的电阻丝R₂。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。

小新的主要实验过程如下：
①将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5Ω。
②闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数为0.3A，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数40℃，断开开关。
③用图所示的装置乙替换电路中的装置甲，将电阻箱的阻值调为10Ω，闭合开关，同时按下停表开始计时，观察电流表示数仍为0.3A，当温度计示数为40℃时，停止计时，读出通电时间5min，记录数据，断开开关。
于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小新实验过程中存在的问题：                              
（2）请你针尖对小新实验过程汇总存在的问题，写出改进措施：        

小华做了以下电学实验。
（1）他用“伏安法”测电阻：
①请用笔画线代替导线，将图所示的实物电路连接完整。
②在连接电路时，开关应____，滑动变阻器滑片P应位于____端（选填“A”或“B”）。
③闭合开关，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图所示，其示数为____A，则R的阻值是   Ω。实验中需要多次测量求平均值的目的是________。
（2）他想设计一个电路探究电流产生的热量与电流和电阻的关系。提供的器材是：图所示的三个插有温度计的相同玻璃瓶（瓶内装有质量、温度相同的煤油，三根电阻丝的电阻大小关系为：R_甲=R_乙>R_丙），还有一个滑动变阻器，一个单刀单掷开关，一个单刀双掷开关（符号），电源以及若干导线。
①本实验中通过观察   比较电流产生的热量多少。
②请你选择合适的器材，设计一个不能拆装且合理的实验电路，在虚线框内画出实验电路图，并标出选择的电阻。

小红用图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。

她猜想：A．可能与电流大小有关；
B．可能与电阻大小有关；
C．可能与通电时间有关；
她分别将两段阻值不同的电阻丝密封在两个装有空气的密闭容器中
(1)图中实验是验证猜想________。(选填字母)
(2)在这个实验中电流产生热量的多少是通过________体现出来的。
(3)如果研究电流产生的热量与电流关系时应控制________和________不变；请设计这个实验的电路图。

在探究“影响电流热效应的因素”实验中：

(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫________，若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用________(选填“煤油”或“水”)，理由是________。
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据(见表)。

实验次数	电流／A	通电时间／s	电阻／Ω	温度升高量／℃
1	0.3	30	10	1.5
2	0.6	30	10	6.0

由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流________，其产生的热量________。
(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中________(选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶________(选填“串联”或“并联”)。

用如图所示的实验器材探究“在电流一定时，电流的热效应与电阻的关系”。装有煤油的瓶子内电阻丝的长度和粗细都相同，其中甲瓶内是铜丝，乙瓶内是镍铬合金丝。

（1）电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过观察           来显示电流产生热量的多少，这种方法叫“转换法”。
（2）在这个实验中，除了控制电流、通电时间一定外，还要控制甲、乙两瓶内煤油的     相同。
（3）闭合开关，把滑片移至某一位置进行实验，发现     （选填“甲”或“乙”）瓶内温度计的示数升高快。
（4）通过这个实验得出结论是：                                           

实验小组的同学为了探究影响电流产生热量的因素，准备了两个相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，三个规格完全相同的滑动变阻器，四根阻值不同（R₁ >R₂ ；R₃=R₄）的电阻丝，以及电源、开关、导线等。
两个实验小组的同学根据现有的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示两个方案。

（1）甲方案可探究当        和通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻的关系。闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是       温度计。（选填“A”或“B”）。
（2）乙方案可探究当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟       的关系。闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是       温度计。（选填“C” 或“D”）。

（2013·宿迁）在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫     ．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用     （选填“煤油”或“水”），理由是                                                   ．
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）．

由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流     ，其产生的热量     ．
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中    （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶     （选填“串联”或“并联”）．

（2014·厦门）为了探究电流产生的热量跟哪些因素有关，小鹭同学先后采用如图所示的甲、乙两个装置进行实验．她将两段电阻丝R₁、R₂分别封闭在两个相同的烧瓶中（R₁＜R₂），用玻璃管将烧瓶分别与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。

（1）要探究通电时间和通电电流大小相同时，电流产生的热量与电阻的关系，应选择装置     进行实验．（选填“甲”或“乙”）
（2）比较相同时间里气球A与气球C体积变化情况，可探究电流产生的热量与     的关系．
（3）小鹭用气球替代温度计进行实验，你对此的评价是                                      ．

（2014·娄底）圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图．

（1）实验总通过观察两个U形管中   的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．
（2）你认为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．
（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的   越大，电阻产生的热量越多．
（4）该实验采取的探究方法是                    ．

（·安顺）小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热．

（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题；
（2）如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，金属丝电阻分别为R_A、R_B，R_A＜R_B．通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些．请用所学的知识解释此现象．

如图是“探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．

（1）实验中通过观察                  来比较电流产生的热量的多少．物理学把这种试验方法为             .
（2）实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量__________（选填”相等”或“不相等”)．
（3）当开关闭合后，           （选填“A”或“B”)瓶中电流产生的热量较多．
（4）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与________的关系

某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时，设计了如图所示的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R_甲>R_乙.

（1）实验中煤油吸热的多少是通过     来反映的（温度计示数/加热时间）．
（2）将该电路设计成串联的目的是                 . 通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，若甲瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是：在     和通电时间相同时，     越大，导体产生的热量越多．
（3）家用电烤箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的，小明依据上述规律，得出电烤箱低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要短一些的结论，此结论是否正确？答：    （选填“正确”或“错误”）．原因是              ．

圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如下图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图

（1）实验中通过观察两个U形管中                    的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
（2）你认为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。
（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的            越大，电阻产生的热量越多。
（4）该实验采取的探究方法是                        。

如图是探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。

（1）盒内封闭一定量的空气的优点是_______。在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察_______来比较的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与_______的关系，图乙可探究电流产生的热量与_______的关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是_______。
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是_______法；二是转换法。