實(shí)驗(yàn)25 探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)

1、實(shí)驗(yàn)二十五、電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚貉芯侩娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)？【實(shí)驗(yàn)方法】：控制變量法，轉(zhuǎn)換法?！緦?shí)驗(yàn)原理】：根據(jù)煤油在玻璃管里（溫度計(jì)示數(shù)變化）上升的高度來(lái)判斷電流通過(guò)電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少?！緦?shí)驗(yàn)器材】：密閉容器兩個(gè)、U形管兩個(gè)、導(dǎo)線若干、不同阻值電阻絲若干、電源?！緦?shí)驗(yàn)步驟】：電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系如圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。兩個(gè) 密閉容器中都有一段電阻絲，右邊容器中的電阻比較大。兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩端，通過(guò)兩段電阻絲的電流相同。通電一定時(shí)間后，比較兩個(gè)U形管中液面高度

2、的變化。你看到的現(xiàn)象說(shuō)明了什么？【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系如圖所示，兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部，將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)， 因此通過(guò)兩容器中電阻的電流不同。在通電時(shí)間相同的情況下，觀察兩個(gè)U形管中液面高度的變化。你看 到的現(xiàn)象說(shuō)明了什么？【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多?！究键c(diǎn)方向】：1、實(shí)驗(yàn)采用煤油的目的：煤油比熱容小，在相同條件下吸熱溫度升高的快：是絕緣體2、被加熱材料選用煤油或空氣的原因：利用煤油比熱容小升溫明顯

3、；空氣熱脹冷縮明顯3、選用加熱材料的要求：質(zhì)量、初溫、材料相同。4、探究電熱與電流的關(guān)系是需控制電熱絲的電阻和通電時(shí)間相同。探究電熱與電阻的關(guān)系是需控制電流和 通電時(shí)間相同;探究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)需控制電阻和電流相同，改變通電時(shí)間的長(zhǎng)短5、兩個(gè)燒瓶串聯(lián)的目的：使通過(guò)電流相同。6、隹耳定律：電流誦過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比7、該實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是：確保密閉容器的密封性良好8、如果兩個(gè)容器中不是氣體，而是液體，可以將U形管替換為溫度計(jì)，也可以完成實(shí)驗(yàn)。8、計(jì)算公式：Q=l2Rt (適用于所有電路)對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：Q =UIt= U2t/R=W

4、=Pt串聯(lián)電路中常用公式：Q= l2Rt。Q1：Q2：Q3：.Qn=R1:R2：R3：.：Rn并聯(lián)電路中常用公式：Q= U2t/RQ1：Q2= R2：R1無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所產(chǎn)生的總熱量 常用公式Q= Q+Q2+.Qn分析電燈、電爐等電熱器問(wèn)題時(shí)往往使用：Q= U2t/R=Pt【創(chuàng)新母題】：如圖所示小剛同學(xué)在研究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻是否有關(guān)時(shí)，采用了如 圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中a、b、c、d四個(gè)相同的容器密閉著等量空氣，將1、2和3、4導(dǎo)線分別接到電源兩端. 甲 b。乙 d實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管中 的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少.這種實(shí)驗(yàn)方法叫 下面

5、實(shí)驗(yàn)也用這種實(shí)驗(yàn)方法的。認(rèn)識(shí)電壓時(shí)，我們用水壓來(lái)類(lèi)比用光線來(lái)描述光通過(guò)的路徑把敲響的音叉來(lái)接觸水面，看有沒(méi)有濺起水花，來(lái)判斷音叉有沒(méi)有振動(dòng)用斜面和小車(chē)來(lái)研究阻力對(duì)物體的影響(2)裝置中的U形管(選填“是”或“不是”)連通器.甲圖所示的裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系,通電一段時(shí)間,(選填a”或“b” )容器中電流產(chǎn)生的熱量較多。乙圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系，通電一段時(shí)間, (選填c”或“d”)容器中電流產(chǎn)生的熱量多。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)通電一段時(shí)間后，其中一個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是。英國(guó)物用學(xué)家焦耳通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，最先精確的

6、確定了電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的 成正比，跟成正比這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，其表達(dá)式為。小剛同學(xué)認(rèn)為將乙圖中d容器外側(cè)的電阻絲改為5Q的小燈泡，也可以得出(4)中的結(jié)論，你同意他的 看法嗎，理由是：?！敬鸢浮浚阂好娓叨?；轉(zhuǎn)換法；C； (2)不是；(3)電阻；b； (4)電流；c。(5)透明容器密閉性不好(透明容器漏氣、 對(duì)應(yīng)電阻絲短路)。(6)電阻；通電時(shí)間；Q=I2Rt。(7)同意；因?yàn)楦臑樾襞菀院?，流過(guò)d中瓶子的電阻絲 的電阻并沒(méi)有發(fā)生變化，還是5Q，通電時(shí)間和電阻相同，只有電流不同，利用控制變量法仍可以探究產(chǎn)生 熱量與電流的關(guān)系；【解析】：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的

7、多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這種 研究方法叫轉(zhuǎn)化法；A、電流不能直接觀察,水流能夠直接觀察,利用能夠直接觀察的水流說(shuō)明電流的形成和作用，采用的是類(lèi)比法;B、在研究光的傳播時(shí)，利用光線反映光的本質(zhì),間接的研究光的傳播，研究起來(lái)更方便、更形象，采用的是模型 法;C、把敲響的音叉接觸水面，看有沒(méi)有濺起水花，來(lái)判斷音叉有沒(méi)有振動(dòng)，把音叉的振動(dòng)通過(guò)水花來(lái)體現(xiàn)，運(yùn)用了 轉(zhuǎn)化法;D、水平面越光滑，小車(chē)所受阻力越小，運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，如果小車(chē)不受力，小車(chē)將做勻速直線運(yùn)動(dòng);本實(shí)驗(yàn)用到了實(shí)驗(yàn)推理的研究方法.所以C選項(xiàng)是正確的;U形管本身是一個(gè)連通器，但圖中的U形管，一端被封閉，不

8、符合“兩端開(kāi)口，底部連通”這一特點(diǎn)，因此，不是連 通器；如圖甲，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相同,通電時(shí)間相同，電阻不同，運(yùn)用控制變量法,探究電流產(chǎn)生熱量跟 電阻的關(guān)系;通過(guò)一段時(shí)間,b容器中電流產(chǎn)生的熱量較多，該容器的電阻最大；圖乙裝置中一個(gè)5Q的電阻與兩個(gè)5Q的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可以知道，右端兩個(gè) 電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右=1左，兩個(gè)5Q的電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I右=1內(nèi)+I外， 所以，I左1內(nèi),燒瓶?jī)?nèi)的電阻值都是5Q,阻值相等,通電時(shí)間相等，電流不同，運(yùn)用控制變量法,探究電流產(chǎn)生熱量 跟電流的關(guān)系;通過(guò)一段時(shí)間,c容器中電流產(chǎn)生的熱量多.電

9、熱絲產(chǎn)生的熱量首先是通過(guò)傳遞給空氣，使得空氣的壓強(qiáng)增大，進(jìn)而推動(dòng)液柱的高度變化，因此如果 液面高度沒(méi)有變化，應(yīng)該是系統(tǒng)的氣密性出現(xiàn)了問(wèn)題，即可能漏氣，或者電阻被短路，沒(méi)有熱量產(chǎn)生。英國(guó)物用學(xué)家焦耳通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，最先精確的確定了電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比， 跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，其表達(dá)式為Q=I2Rt。同意；因?yàn)楦臑樾襞菀院?，流過(guò)d中瓶子的電阻絲的電阻并沒(méi)有發(fā)生變化，還是5Q，通電時(shí)間和電 阻相同，只有電流不同，利用控制變量法仍可以探究產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系；本題考查控制變量法的應(yīng)用。 練習(xí)1：(2019長(zhǎng)春)在研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有

10、關(guān)的實(shí)驗(yàn)中：如圖所示，兩個(gè)密閉的透明容器中裝有相等質(zhì)量的空氣，兩個(gè)容器中的電阻絲R1、R2 (R1VR2)串聯(lián)接到電源兩端.電阻絲R1和R2串聯(lián)的目的是保證相同，U型管中液面高度的變化反映;通電10s，觀察到圖中兩側(cè)U型管中液面高度的變化不同，這說(shuō)明：電流產(chǎn)生的熱量與有關(guān)在研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系時(shí)，將一段導(dǎo)線與電阻絲R2并聯(lián)，通電10s，左側(cè)U型管中液面高度的變化比(2)中左側(cè)U型管中液面高度變彳 (選填“大”或“小”)【答案】：電流；電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少；(2)電阻；(3)大【解析】：電路串聯(lián)能保證電流大小相等；實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，將想觀察的產(chǎn)生熱量多少”通過(guò)氣體的熱脹冷縮 轉(zhuǎn)換成了

11、“。形管兩端液面高度差的變化”.實(shí)驗(yàn)中控制的變化量只有電阻大小不同，而目的就是為了使電壓相同情況下電流大小不同，實(shí)驗(yàn)證明 電流大小確實(shí)對(duì)產(chǎn)生熱量的多少有所影響.當(dāng)R2并聯(lián)了一個(gè)電阻后，干路的總電流增大了，因此通過(guò)R1的電流也增大了，相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量 變多，液面高度變化變大.練習(xí)2： (2019衡陽(yáng))小明用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置探究a、b兩種液體的吸熱能力，在兩個(gè)相同的燒瓶?jī)?nèi)分 別接入電阻絲，裝人質(zhì)量相等的a、b兩種液體，并分別插入溫度計(jì)。印乙實(shí)驗(yàn)中選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng)(選填“相同”或“不同”)實(shí)驗(yàn)中，用(選填“A”或“B”)間接反映液體吸收熱量的多少;通過(guò)比較(選填A(yù) ”或“B )來(lái)判斷液體

12、吸熱能力的強(qiáng)弱；A.通電時(shí)間B.溫度計(jì)示數(shù)的變化量下表是某次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)液體a加熱后的溫度如圖乙所示，將溫度計(jì)示數(shù)填入相應(yīng)表格中。物理量物質(zhì)質(zhì)量(g)加熱前溫度CC)加熱時(shí)間(min)加熱后溫度液體日1502010液體b150201035分析可知，(選填a”或“b”)液體的吸熱能力較強(qiáng)。設(shè)質(zhì)量為m的a液體中電阻絲的阻值為R，測(cè)出其電流為I，通電一段時(shí)間t后，溫度計(jì)的示數(shù)變化量為&，若不計(jì)熱量損失，則a液體的比熱容為(用所給出的物理量寫(xiě)出比熱容的表達(dá) 式)，用該表達(dá)式計(jì)算出的比熱容會(huì)比實(shí)際彳 (選填偏大”或“偏小”)如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的煤油，并接入麗根阻值不同的電阻絲，就可用這個(gè)裝置來(lái)

13、探究電流產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系?！敬鸢浮浚合嗤?；(2)A B ；(3) 48 ；液體 b ；(4) c= l2Rt/0.15At ；偏大；(5)電阻?！窘馕觥浚河捎趦呻娮杞z串聯(lián)，所以通過(guò)的電流相同，通電時(shí)間相同,為控制液體吸收相同的熱量，由Q=l2Rt知,實(shí)驗(yàn)中 應(yīng)選用兩根阻值相同的電阻絲。實(shí)驗(yàn)中，不考慮熱量損失時(shí)，液體吸收的熱量等于電阻絲放出的熱量，而相同電阻絲通過(guò)相同電流時(shí)產(chǎn)生的 熱量正比于通電時(shí)間，故可用通電時(shí)間來(lái)間接反映液體吸收熱量的多少;比較吸熱能力時(shí)，可以通過(guò)比較溫度 計(jì)示數(shù)的變化量來(lái)判斷液體吸熱能力的強(qiáng)弱。由圖乙知道，溫度計(jì)分度值為2 C，示數(shù)為48 C;分析表格中數(shù)據(jù)知道，加熱相

14、同時(shí)間，液體b的溫度升高得 小，故b液體吸熱能力較強(qiáng)。根據(jù)題意，由Q=l2Rt及Q=cmAt知，a液體的比熱容c=l2Rt/mAt由于實(shí)際上放出的熱量不能完全被液體吸收, 所以用該表達(dá)式計(jì)算出的比熱容會(huì)比實(shí)際值偏大。如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的煤油，并接入兩根阻值不同的電阻絲,由于通過(guò)的電流相同，通電時(shí)間 相同,則可以用這個(gè)裝置來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。練習(xí)3： (2019攀枝花)如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的實(shí)驗(yàn)，甲、乙兩套裝置中各有兩個(gè)相同的透明容器。其中密封著等量的空氣和一段電阻絲(阻值在圖中已標(biāo)出)，U形管中裝有等量的液體，接通電源，觀察現(xiàn)象。（1） 實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察的變

15、化來(lái)比較導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少；這運(yùn)用了（填“轉(zhuǎn)換法”或“等效 替代法”）的物理思想；（2） 用甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)控制通電時(shí)間和電路中的 不變，來(lái)研究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系；（3） 在乙裝置中，C、D透明容器中產(chǎn)生熱量較多的 容器?！敬鸢浮浚海?）液面高度差；轉(zhuǎn)換法；（2）電流；（3）C【解析】：（1）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但電阻絲對(duì)容器中的空氣加熱時(shí)，空氣溫度升高體積膨脹，引起U型管中液柱高度的變化，所以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；（2）如圖甲，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時(shí)間相同，電阻不同，運(yùn)用控制變量法，探究電流產(chǎn)生

16、熱量跟電阻的關(guān)系；（3）圖乙裝置中兩個(gè)5Q的電阻并聯(lián)后再與一個(gè)5Q的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩 個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右=1左，兩個(gè)5Q的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I右 =1內(nèi)+I外，所以，I左1內(nèi)，容器內(nèi)的電阻值都是5Q，通電一段時(shí)間，由Q=l2Rt知，C容器中電流產(chǎn)生的 熱量多。練習(xí)4： （2019昆明）在“探究電流產(chǎn)生的熱里與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，提供了如圖15的實(shí)驗(yàn)器材，其 中 R1R2oIM IE實(shí)驗(yàn)一：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系：（1）請(qǐng)按照?qǐng)D15中的電路圖將對(duì)應(yīng)實(shí)物圖連接完整；（2） 電路中電阻絲的連接方式是為了控制；電阻絲放出熱

17、量的多少，通過(guò)來(lái)進(jìn)行判斷：（3）閉合開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，用電阻絲R熱的煤油溫度升高了、，用電阻絲R2加熱的煤油溫度升高了t2,那么，At2 （選填“大于”，“等于”或“小于”）實(shí)驗(yàn)二：探亢電流產(chǎn)生的熱S與電流的關(guān)系（4）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的2倍，且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：用電阻絲R1 （或R2）加熱的煤油，溫度升泓了（或前223（或2At2）（選填“大于“等 于，或“小于”），該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電流的 正比例關(guān)系。（5） 你認(rèn)為做這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是：?！敬鸢浮浚海ǎ?）電流相等；溫度升高的示數(shù)；（3）大于;（4）大于；不成正比

18、；（5）兩瓶煤油的質(zhì)量大小是否相等；【解析】：（）探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,應(yīng)該控制通過(guò)電阻的電流和通電時(shí)間相同，電阻不同，因此應(yīng)該讓兩個(gè) 電阻絲串聯(lián)?；瑒?dòng)變阻器按“一上一下”的原則接入電路。（2）串聯(lián)電路中電流處處相等,兩個(gè)電阻絲串聯(lián)是為了控制電流相等，本實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直 接觀察，我們是通過(guò)觀察燒瓶中溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)反映電阻絲通電后產(chǎn)生熱量的多少。兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，電流相等,通電時(shí)間相同，且R1R2，根據(jù)Q=l2Rt可知，電阻大的產(chǎn)生的熱量多，因此及廣場(chǎng)。 電流變?yōu)樵瓉?lái)的二倍，且通電時(shí)間相同，根據(jù)Q=l2Rt可知，溫度升高量At1 大于2At1，說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與 電

19、流不是正比例關(guān)系；燒瓶?jī)?nèi)煤油的溫度不同，兩瓶煤油的質(zhì)量大小是否相等，與外界發(fā)生熱傳遞時(shí)損失的能量不同，因此會(huì)有實(shí) 驗(yàn)誤差。練習(xí)5： （2019-東營(yíng)）如圖所示，物理實(shí)驗(yàn)小組探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān),，的實(shí) 驗(yàn)裝置。兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連，接入電路。 組裝之前，U形管內(nèi)注入適量紅墨水形,U形管 (選填“屬于”或“不屬于)連通器。 圖甲是探究在通電時(shí)間相同和 相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與大小是否有關(guān)的裝 置。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察 的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問(wèn)題時(shí)都會(huì)用到這種方 法，下列研究實(shí)例采用研究方法與此相同的

20、是A-探究電流與電壓、電阻的關(guān)系B.用鐵屑顯示磁體周?chē)艌?chǎng)分布。研究光的傳播時(shí)，引入“光線”D.擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)由圖乙所示，電流表的示數(shù)為 A在這種情況下，右側(cè)容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是J。某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)通電一段時(shí)間后，其中一個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是【答案】：屬于；(2)電流； 電阻；U形管液面高度；BD；2； 400； (5)透明容器密閉性不好(透明容器漏氣、對(duì)應(yīng)電阻絲短路)【解析】：U形管符合兩端開(kāi)口，底部連通，連通器的特點(diǎn)，因此屬于連通器。該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)控制變量法來(lái)探究影響產(chǎn)生熱量多少的因素，圖甲是串聯(lián)因此電流是相同的，通電時(shí)間 也

21、相同，電阻是5Q和10Q不同，因此是探究當(dāng)通電時(shí)間和電流相同的情況下，產(chǎn)生的熱量與電阻的大小 關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)轉(zhuǎn)換法進(jìn)行辯解和比較的，是把產(chǎn)生熱量的多少通過(guò)J形管中液面的 高度來(lái)間接反映。用了此探究方法的是BD，其中A是運(yùn)用了控制變量法，C選項(xiàng)是運(yùn)用了理想模型法。電流表的示數(shù)首先看清選擇量程是03A，指針對(duì)準(zhǔn)2，因此是2A，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt；即可算出 產(chǎn)生的熱量。（5）電熱絲產(chǎn)生的熱量首先是通過(guò)傳遞給空氣，使得空氣的壓強(qiáng)增大，進(jìn)而推動(dòng)液柱的高度變化，因此如 果液面高度沒(méi)有變化，應(yīng)該是系統(tǒng)的氣密性出現(xiàn)了問(wèn)題，即可能漏氣，或者電阻被短路，沒(méi)有熱量產(chǎn)生。 練習(xí)6：（2019

22、黃石）（1）為探究影響電阻大小的因素，甲同學(xué)利用同一種合金材料的a、b、c三條電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，a、b長(zhǎng)度相同，b、c粗細(xì)相同，如圖1所示。連接電路，分別接通a、b、c，電流表的三次示數(shù)如圖2所示，根據(jù)示數(shù)可以得出以下結(jié)論：比較a、b兩次電表示數(shù)，可以得出電阻大小跟導(dǎo)體有關(guān)。比較b、c兩次電表示數(shù)，可以得出電阻大小跟導(dǎo)體有關(guān)。由實(shí)驗(yàn)可以得出：三個(gè)電阻絲阻值從大到小關(guān)系 。（2）乙同學(xué)利用這套實(shí)驗(yàn)器材試圖對(duì)電熱與電阻的關(guān)系進(jìn)行探究：考慮到?jīng)]有計(jì)時(shí)工具，他用小木棍蘸取等量蠟燭油分別粘放在a、b、c電阻絲的中點(diǎn)處，然后使a、b、c電阻絲能同時(shí)通電發(fā)熱。乙同學(xué)是想利用 來(lái)反映電阻絲發(fā)熱量的大小。乙同學(xué)選

23、擇的電路圖如圖3所示，采取的是三個(gè)電阻 （選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）的連接方式，請(qǐng)你將未完成的電路連線補(bǔ)充完整。接通電路，觀察到小木棍掉落的先后順序是。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的電阻大小關(guān)系，乙同學(xué)推測(cè)出：通電時(shí)間相同的情況下，電阻大的電阻 絲產(chǎn)生的電熱 （選填“多”或“少”），發(fā)現(xiàn)該結(jié)論與已學(xué)的焦耳定律不符。請(qǐng)你幫助他進(jìn)行解釋?zhuān)涸谙?同的通電時(shí)間內(nèi)，當(dāng)時(shí)，電阻大的電熱就多；當(dāng)時(shí)，電阻大的電熱就少?！敬鸢浮浚海?）橫截面積；長(zhǎng)度；RaRbRc;（2）小木棍掉落的時(shí)間；并聯(lián)；見(jiàn)下圖；c、b、a；少；通過(guò)電阻的電流相同（串聯(lián)）；電阻的電壓 相同（并聯(lián)）?！窘馕觥浚海?）同一種合金材料的a、b、c

24、； a、b長(zhǎng)度相同，粗細(xì)不相同，a、b兩次電表示數(shù)不同，比較a、b兩 次電表示數(shù)，IaIb，可以得出電阻大小跟導(dǎo)體橫截面積有關(guān)。b、c粗細(xì)相同，材料相同，長(zhǎng)度不同，b、c兩次電表示數(shù)不同，IbIc，由此可得，電阻大小跟導(dǎo)體長(zhǎng)度 有關(guān)，。已知I 1，I R，R R .由此可以得出：三個(gè)電阻絲阻值從大到小關(guān)系是a b b ca b b cRaRbRco（2）用小木棍蘸取等量蠟燭油分別粘放在a、b、c電阻絲的中點(diǎn)處，然后使a、b、c電阻絲能同時(shí)通電 發(fā)熱，吸熱多的蠟油先熔化，則小木棍先掉落，因此可利用小木棍掉落的時(shí)間來(lái)反映電阻絲發(fā)熱量的大小。 由圖可知，三個(gè)電阻絲首位順次連接，并聯(lián)接入電路；補(bǔ)充圖如

25、下：已知三個(gè)電阻絲阻值從大到小關(guān)系是RaRbRc。由Q=W=U2t/R可得，三電阻絲吸熱關(guān)系QcQbQao所以觀察到小木棍掉落的先后順序是c、b、ao由乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)可得出：通電時(shí)間相同的情況下，電阻大的電阻絲產(chǎn)生的電熱反而少了，是因?yàn)殡娏鞑煌?因此在相同的通電時(shí)間內(nèi)，當(dāng)通過(guò)電阻的電流相同（串聯(lián)）時(shí)，電阻大的電熱就多；當(dāng)電阻的電壓相同（并 聯(lián)）時(shí)，電阻大的電熱就少。練習(xí)7： （2019舟山）某科學(xué)小組對(duì)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)進(jìn)行了研究。裝置如圖，2 只燒瓶?jī)?nèi)裝滿煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶?jī)?nèi)各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。猜想一：電熱跟電流的大小有關(guān)，電流越大電熱越多。猜

26、想二：電熱跟導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)，電阻越大電熱越多。為驗(yàn)證猜想一，設(shè)計(jì)以下方案：將電阻絲R甲和R乙串聯(lián)在電路中，標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置，閉合開(kāi)關(guān)記下電流表的讀數(shù)/，經(jīng)過(guò) 一段時(shí)間后標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置；當(dāng)2根玻璃管中的液面降到原來(lái)的高度后，減小滑動(dòng)變阻器的阻值，閉合開(kāi)關(guān)記下電流表的讀數(shù)I2,經(jīng)過(guò) 相同時(shí)間后標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，經(jīng)常會(huì)采用轉(zhuǎn)換或放大的思想。為比較電熱絲產(chǎn)生熱量的多少，實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)這些 思想的設(shè)計(jì)有 （寫(xiě)出一條即可）。（2）為驗(yàn)證猜想一，必須比較同一個(gè)燒瓶中前后兩次實(shí)驗(yàn)玻璃管內(nèi)液面上升的高度，原因是。（3） 科學(xué)研究倡導(dǎo)有依據(jù)的

27、猜想，請(qǐng)說(shuō)出生活中支持猜想二的一個(gè)實(shí)例：?！敬鸢浮浚?）通過(guò)玻璃管內(nèi)液面上升的高度來(lái)反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少；（2）保持前后兩次電阻的大小相同；（3）電水壺中的發(fā)熱體放熱比連接電水壺的導(dǎo)線放熱多【解析】：（1）為比較電熱絲產(chǎn)生熱量的多少，是通過(guò)轉(zhuǎn)換法來(lái)把不容易計(jì)算和衡量的物理量通過(guò)轉(zhuǎn)換成玻璃管中液 面高度來(lái)間接反映產(chǎn)生熱量的多少。（2）在探究產(chǎn)生熱量的多少與電阻的大小關(guān)系時(shí)，要運(yùn)用控制變量法，把其他可能的影響因素都維持相同， 電阻不同，這樣才能探究與電阻的具體關(guān)系。（3）這個(gè)是開(kāi)放題目，但是要控制其他因素相同，電阻不同即可。練習(xí)8：（2018懷化）探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”

28、的實(shí)驗(yàn)如圖甲和乙所示，兩透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)連接到電源兩端，通電一定時(shí)向后，比較兩個(gè)U形管中液面高度差的變化。（1） 在圖甲中，通過(guò)兩電熱絲的電 ；該實(shí)驗(yàn)是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的關(guān)系。（2） 在圖乙中，是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體的關(guān)系。（3） 在該實(shí)驗(yàn)中，我們是通過(guò)觀察U型管中液面的 來(lái)比較各容器中電熱絲產(chǎn)生熱量的多少的。（4）英國(guó)物用學(xué)家焦耳通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，最先精確的確定了電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的 成正比，8 成正比這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，其表達(dá)式為。【答案】：相等；電阻；電流；高度差；電阻；通電時(shí)間；Q=l

29、2Rt?！窘馕觥浚涸趫D甲中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩端，通過(guò)它們的電流I與通電時(shí)間t相同；故該實(shí) 驗(yàn)是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系。在圖乙中，電阻和通電時(shí)間時(shí)相同的，而通過(guò)它們的電流不同，故探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體的 店里關(guān)系。電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映， 這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；英國(guó)物用學(xué)家焦耳通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，最先精確的確定了電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正 比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，其表達(dá)式為Q=l2Rt。練習(xí)9：下面是小宇同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中研究電流產(chǎn)生的熱量多少

30、跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)記錄，有不完整的地方， 請(qǐng)你幫他填寫(xiě)完整。課題：研究電流產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān).裝置及原理：我們組的同學(xué)組裝了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根電阻絲，甲瓶中 電阻絲的阻值比乙瓶中的大，通電后電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃 管里上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升的高度。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：接通電路一段時(shí)間，比較兩瓶中的煤油哪個(gè)上升得高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：瓶中的煤油上升得高。這 表明，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。在兩玻璃管中的液柱降回原來(lái)的高度后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流增大，重做上述實(shí)驗(yàn)，通電時(shí)間與前 次相同。在兩次實(shí)驗(yàn)中，比較甲瓶

31、(或乙瓶)中的煤油哪次上升得高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在第二次實(shí)驗(yàn)中，瓶中煤油 上升得較。這表明，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)表明，通電時(shí)間越長(zhǎng)，瓶中煤油上升得越高，電流產(chǎn)生的熱量越。我們小組的同學(xué)一起對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納分析，找到了電流產(chǎn)生熱量的多少與、等因素有關(guān)。【答案】：大；甲；高；多；電阻；電流；通電時(shí)間；【解析】：煤油的溫度升高,體積膨脹越大，煤油上升的高度越高；甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，若電流和通電時(shí)間相同，則甲瓶中的煤油上升得高，說(shuō)明串聯(lián)時(shí)的電阻 越大，產(chǎn)生的熱量越多；通電時(shí)間和電阻相同，第二次電流大于第一次電流,則第二次煤油柱上升得高,說(shuō)明同一電阻，電流越大，電流 產(chǎn)生的熱量越多

32、；通電時(shí)間越長(zhǎng)，瓶中煤油上升得越高，電流產(chǎn)生的熱量越多；通過(guò)以上分析，電流產(chǎn)生的熱量與電流大小、通電時(shí)間、電阻大小有關(guān)；練習(xí)10：小明利用如圖所示的裝置，探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系：在兩個(gè)相同 的燒瓶中盛著質(zhì)量和溫度都相同的煤油，煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲燒瓶中的金屬絲是銅絲，電阻比 較小，乙燒瓶中的電阻絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大。(1)通電一段時(shí)間后，小明發(fā)現(xiàn) 燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)大，表明其它條件相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越，產(chǎn)生的熱量越多。（2） 本實(shí)驗(yàn)使用了控制變量的科學(xué)方法:通過(guò)兩金屬絲串聯(lián)的方式，控制 和相同；還使用了轉(zhuǎn)換的科學(xué)方法：把導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)換為。為了保證

33、這種轉(zhuǎn)換的科 學(xué)性，實(shí)驗(yàn)中采取的措施是。（3） 小明想把該裝置改成探究物質(zhì)吸熱能力的實(shí)驗(yàn)裝置，則他應(yīng)將其中一個(gè)燒瓶中的煤油換成 相同的水，將甲燒瓶中的銅絲換成與乙燒瓶中鎳鉻合金絲的相等的鎳鉻合金絲，并將兩個(gè)燒瓶中的金屬絲做絕緣處理?！敬鸢浮浚海?）乙；大；（2）電流和通電時(shí)間； 煤油升高的溫度； 燒瓶應(yīng)密封；（3）質(zhì)量；阻值。【解析】：（1）因?yàn)閮呻娮璐?lián)，所以通過(guò)它們的電流相等；由焦耳定律Q=I2Rt得，電阻大的在相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量 多，升高的溫度快.因此，乙燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高快；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)接入電路中，這是為了控制通過(guò)兩電阻的電流相同；電阻絲產(chǎn)生熱 量的多少可以通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)變化反應(yīng)出來(lái)，電阻絲產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)化為溫度計(jì)示數(shù)的變化，本實(shí)驗(yàn)應(yīng) 用了