初中物理焦耳定律实验题

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：

①将电阻丝 $R_{甲}$ 和 $R_{乙}$ 串联在电路中，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 $I_1$ ，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；

②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 $I_2$ ，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： 　　。

为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R₂>R₁．

（1）除了温度计外，还需要的测量工具        ．实验中煤油 吸热的多少是通过来         反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）．
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有    的特点．
（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升的快，由此得出的实验结论是      ．
（4）若要在上面的电路中继续探究电热与电流的关系，你接下来的操作是      ，比较     ．

【山东省淄博市2015年初中 学业考试】小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，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，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。

（1）通电一段时间后，小明发现     烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越     ，产生的热量越多。
（2）本试验使用了控制变量的科学方法：通过两金属丝串联的方式，控制        和        相同；还使用了转换的科学方法：把导体产生热量的多少转换为           。为了保证这种转换的科学性，实验中采取的措施是                        。
（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成      相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的       相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理。

如图甲为探究电流热效应的实验装置图。

（1）请在丙图虚线框内完善甲中实物图的电路图；

（2）开关闭合前，滑动变阻器E的滑片应处于最　　（填“左”或“右”）端；

（3）此实验探究的是在　　和通电时间相同时，导体产生的热量与　的关系；

（4）图乙为某次实验时电流表的示数，其读数为　　A。

在探究“影响电流热效应的因素”实验中：

（1）为了探究电流通过电阻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，该实验通过比较      ，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少．下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是      ．
A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它
B．探究电流与电压、电阻的关系
C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是      ．
（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）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中      （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻      （选填“串联”或“并联”）．
（4）小明提议利用上述实验装置该做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中      （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成      ．水和煤油吸热的多少是通过      来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．

小华同学利用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油，R_A与R_B是阻值不同的电热丝．

（1）R_A与R_B采用串联的连接方式，其目的是为了控制通电时间、      相等．
（2）小华同学为比较R_A与R_B阻值的大小，用电压表分别测出R_A与R_B两端电压大小，发现U_A＜U_B，则R_A      R_B（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在相同时间内，可通过观察      来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，实验液体选用煤油而不选用水，主要是水的比热容比煤油      ．
（4）通过实验，发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越      （填“大”或“小”），产生的热量越多．
（5）小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则他应将烧瓶A中煤油换成与其      （填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R_A换成      的电热丝？

（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：

①比较 $a$、 $b$两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体 　有关。

②比较 $b$、 $c$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 $a$、 $b$、 $c$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。

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。

采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。

（1）如图所示的是探究电流产生的热量跟　电流　的关系，通电一段时间　左瓶　（选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。

（2）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟　电阻　的关系，一段时间后电阻丝产生的热量　左瓶　（选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”）多。

为了探究影响电热的因素，实验室准备透明容器，里面密封了空气，U形管中装有液体，与两个密封容器相连，两个密闭容中都有一段电阻丝（阻值不同）接在电路中，分别设计了图甲、乙所示的两个方案．

（1）这两个方案的共同点是通电一段时间后，通过观察      来判断产生电热的多少；
（2）甲方案探究的问题是在      相同的情况下，产生的热量与      的关系；
（3）乙方案探究的问题是在      相同的情况下，产生的热量与      的关系；
（4）通过以上探究说明通电电阻产生的热量与      有关．

如图甲所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，将两个容器中的电阻丝和串联接到电源两端，将容器外部的电阻丝和并联。

（1）图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与　　的关系，电阻丝的作用是使通过电阻丝和的电流　　。

（2）如图乙所示，某小组在实验中观擦到左侧形管中液面很快出现高度差，右侧形管中液面高度差为零，原因是电阻丝　　断路。

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。

如图甲、乙所示装置是研究“电热与哪些因素有关”的实验，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，进而反映电流产生热量的多少．

（1）甲图探究的是电热与      关系的实验．通电一段时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，通过分析实验现象，得出的实验结论是      ．
（2）乙图中两个封闭容器中的电阻大小都是5Ω，通过它们的电流      （选填“相等”或“不相等”），通电一段时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，得出的实验结论是      ．

如图甲和乙是研究“电热大小与哪些因素有关”的实验装置．通电后，若要比较电阻丝产生热量的多于少，只需比较与之相连的U型管中     ．甲是探究电热与     关系的实验装置．乙是探究电热与     关系的实验装置．

（·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．

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）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入          、       相同的同种液体。
（3）实验结论是                                  。
（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。