初中物理焦耳定律实验题

为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系，小明找来了如图14所示的实验器材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相等的煤油，将选择好的铜丝和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤油的温度。

（1）实验中，通过比较两瓶中煤油               来比较电阻丝发热量的多少；
（2）实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制          相同；
（3）给图中的装置通电一段时间后，切断电源。根据铜丝和镍铬合金丝的         大小以及观察到的          ，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系。
（4）如在A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相等的煤油和酒精，        （选填“能”或“不能”）完成以上实验，你判断的依据是                                。

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镍铬合金丝，电阻比较大。乙烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小。

（1）实验中用到的测量仪器除温度计外，还需要______________________________。
（2）实验前，小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，你认为合理的解释是：________________________________________。
（3）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。
（4）最后，小明和小红又利用此装置，添加了必要的器材，探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，他们控制通电时间相等，调节滑动变阻器改变__________，观测其中一根电阻丝所在煤油温度的变化，从而得出结论。
（5）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。则他们应如何替换上述实验中的器材？请你写出具体的替换方案。

为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，大伟小组采用了如图所示的实验装置，其中R₁<R₂。

（1）实验中R₁、R₂采用_________（填“串联”或“并联”）的连接方法使通过它们的电流相等。
（2）在通电时间相同时，两玻璃管内煤油上升较高的是_________（填“甲”或“乙”）瓶。由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越_________。（填“多”或“少”）

如图是某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量的因素”时设计的一个实验方案：将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂＜R₃）分别给三个烧瓶中的空气加热。请回答下列问题：

（1）图中所示的电路要研究的是电流产生热量的多少跟______大小的关系。
（2）实验中，通电一段时间后，体积变得最大的是气球______（选填“a”、“b”、“c”或“一样大”）。由此可以得到的结论是：在通电时间和______一定时，______。

小明同学用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。

（1）实验中通过观察____________来比较电流产生的热量的多少。
（2）为了便于比较两种不同电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入____________、初温度相同的同种液体。
（3）实验结论：在电流和通电时间一定时，____________越大产生的热量越多。

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）．

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，同时选择乙图中　 　（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶　  　（选填“串联”或“并联”）．

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”．烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻．

（1）实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察　                　反映出来的．
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B两烧瓶中需装入初温相同、质量　  　 （选填“相等”或“不相等”）的同种液体．
（3）为了在较短时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水的主要理由是　 　．
A．煤油有颜色便于观察    B．煤油的密度比较小
C．煤油的比热容比较小    D．煤油的热值比较大．

如图所示探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置．

（1）实验中通过观察　_________　来比较电流产生的热量的多少．
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入　_________　相等、初温相同的同种液体．
（3）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选用水，是因为煤油的比热容　_________　水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（4）实验结论是：在电流、通电时间相同时，　_________　，产生的热量越多．

初三（2）班分组实验中，进行一下两个实验：

（1）小明按如图1是“探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系“的实验装置，两根阻值不等的锰铜丝和镍铬合金丝分别浸在质量和初温相同的煤油中，每一烧瓶各插入一支温度计．闭合开关一段时间后，两电阻丝产生的热量的多少通过　        　反映出来；采用这种连接方式的目的是：　               　．
（2）小亮利用如图2所示的电路，探究“流过导体的电流跟电阻的关系”，得到的数据如下表：

实验次数	1	2	3	4
电阻R/Ω	5	10	？	30
电流I/A	0.6	0.3	0.2	0.1

①在第一次实验得出数据后，断开开关．小亮要把图20中R的电阻阻值从5Ω换成10Ω的，再闭合开关，为得出表中第2次实验数据，则滑动变阻器的滑片P　   　（选填“左移”、“右移”或“不移动”），目的是　             　．
②第三次实验时，换上的定值电阻R但忘记写下它的阻值，根据数据可计算出R=　 　Ω．

如图所示，是小臣同学改进后的探究甲、乙两种不同液体吸热能力大小的实验，用相同的电加热器加热，即：R_甲 = R_乙。

（1）实验中用电加热器在液体内部加热来替代酒精灯，以及用封闭的烧瓶代替敞口的烧杯，这些改进都是为了               ，从而可以减小实验误差。
（2）实验中甲、乙两液体初温相同，还必须控制甲、乙两液体的       相同。
（3）闭合开关，发现乙烧瓶中的温度计示数上升的比甲快，说明乙液体的吸热能力比甲液体     （选填“大”或“小”）。
（4）如果换用两个不同的电加热器即R_甲 >R_乙，两烧瓶中装入质量相等的煤油，还可以用这个装置探究电流做功多少与        的关系。

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”。

（1）质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段材料与长度均相同的金属丝，已知甲电阻比较小，则两根金属丝中横截面积较大的是      （选填“甲”或“乙”）。
（2）实验中，小明和小丽发现        烧瓶中温度计的示数升高较快．这表明：在      和通电时间相同的情况下，导体的电阻越          ，产生的热量越多。
（3）小明提议利用该装置改做“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         （选填“质量”或“体积”）相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻的规格      （选填“相同”或“不相同”）。水和煤油吸热升温，这是通过做功来改变液体内能的。此时通过观察          （选填“温度计示数”或“加热时间长短”） 表示吸收热量的多少。
（4）为了使看到的现象更明显，小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种方法的是         
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．

为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图甲所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R_甲>R_乙。

⑴为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要是由于___________________________；实验中电流产生的热量的多少是通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
⑵通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与_______的关系。
⑶要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是_________________________ _________________________________________________________________。
⑷将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图乙所示．测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达c_煤油=________________（已知水的比热容为c_水）。

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” ．

（1）如图所示，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段材料与长度均相同的金属丝，已知甲电阻比较小，则两根金属丝中横截面积较大的是   （选填“甲”或“乙”）．
（2）实验中，小明和小丽发现     烧瓶中温度计的示数升高较快．这表明：在      和通电时间相同的情况下，导体的电阻越       ，产生的热量越多．
（3）小明提议利用该装置改做“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，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻     .水和煤油吸热升温，这是通过        来改变液体内能的．
（4）为了使看到的现象更明显，小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种方法的是      
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．

小明学习了焦耳定律Q＝I²Rt后，他想用如图所示的实验器材继续探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

（1）他将电路设计成并联的目的是                。
（2）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__________显示电流产生热量的多少的：这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：__________________。
（3）两个瓶中用煤油而不用水的原因是                 。
（4）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有__________。
（5）小明在实验中发现，在相同时间内甲瓶内的电阻丝放出的热量较多，根据你所学知识判断，甲乙两电阻的阻值较大的是：__________（甲/乙）。

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器和电流表各一个，装有适量煤油的保温容器一个（容器内部封装有电阻不变的加热电阻丝R₀，R₀通过导线与接线柱相连，容器盖上安装有温度计，如图所示），开关一个，秒表一个，导线若干。使用上述器材，设计实验证明：“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度Δt与通过加热电阻丝的电流的平方I²成正比”。

（1）在虚框中画出实验电路图（在电路图中，整个保温容器只需画出其中的加热电阻丝R₀，用电阻符号代替）；

（2）写出实验步骤；
（3）设计实验数据记录表格。