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文檔簡介
探究影響電熱的因素一、單選題1.如圖,是小聰設計的探究“電流熱效應與什么因素有關”實物電路,其中兩個完全相同的燒瓶內分別裝有質量相等初溫相同的煤油,電阻絲
R1>R2.下列說法中不正確的是(
)該裝置即可探究電流熱效應與電阻的關系,又可探究與電流的關系實驗中,采用了電阻絲產生熱量多少轉換為溫度計示數的高低C.閉合開關后,裝
R1
電阻絲的燒瓶中溫度計示數上升較快D.只需將某一個燒瓶中的煤油換成等質量的水,便可探究煤油和水的吸熱能力2.下圖是探究電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關的實驗裝置,兩個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。關于該裝置,下列說法正確的是(
)可探究電流通過導體產生熱量的多少與電阻的關系可探究電流通過導體產生熱量的多少與通電時間的關系若要探究電流通過導體產生熱量的多少與電流的關系,R3
的阻值必須是
5ΩD.若將
R1
換成
10Ω
的電阻,可探究電流通過導體產生熱量的多少與電阻的關系3.探究“電流通過導體時產生熱量的多少與哪些因素有關”的實驗如題圖所示,兩個透明容器中密封著等質量的空氣,下列說法正確的是(
)A.U形管內液面高度變化是由管中液體熱脹冷縮引起的B.圖甲是探究電流產生的熱量與電阻關系的實驗C.圖乙中通電一段時間后右邊
U
形管內液面高度差比左邊小D.圖甲中通電一段時間后左、右兩個容器內電阻絲產生的熱量之比為
4∶14.如圖小明探究電流通過導體產生熱量的影響因素,初始
U
形細管中各液面高度相平,容器中有等量空氣且密閉良好,R1=R2=R3,A、B
接入電路中,則(
)通過
R1
和
R2
電流相等右側
U
形管中液面高度差較大容器中電阻發熱多的一側
U
形管中液面高度差大實驗不能證明電流是產生熱量的影響因素5.用如圖所示的裝置“探究影響電流熱效應的因素”,電阻絲
R1
和
R2
分別密封在兩只完全相同的燒瓶中,且
R1<R2,瓶中裝有質量相等的煤油。下列說不正確的是(
)該裝置用來探究電流熱效應與電流大小的關系閉合開關后,裝
R2
電阻絲的燒瓶中溫度計示數上升較快C.實驗中,通過溫度計示數的變化來比較電阻絲產生熱量的多少D.該實驗采用的是轉換法和控制變量法6.如圖所示是做“探究焦耳定律”實驗的裝置,兩個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。做實驗時,將容器中的電阻絲
R1、R2串聯接在電路中,且R1<R2。下列說法正確的是(
)該實驗裝置用于探究“電壓和通電時間一定時,電熱與電阻的關系”閉合開關后,通過
R1
的電流大于通過
R2
的電流閉合開關后,甲管中液面上升的速度比乙管慢閉合開關后,要使電流增大,應將滑動變阻器的滑片
P
向左移動7.如圖所示是“探究電流通過導體時產生熱量的多少與哪些因素有關”的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣,下列說法錯誤的是(
)A.U形管液面高度變化是因為容器中氣體熱脹冷縮的緣故B.通電后透明容器中氣體的內能增大是通過做功的方式改變的C.圖甲中,通電一段時間后左右兩邊容器內電阻產生的熱量之比是
1∶2D.圖乙所示的裝置可以用來探究電流通過導體產生的熱量多少跟電流大小的關系8.如圖所示,兩個透明容器中密閉著等量的空氣,A、B兩
U形管內的液面相平,電阻絲的電阻R1=R2=R3
小明用圖示裝置進行實驗,探究電流通過導體時產生的熱量
Q
跟什么因素有關。下列說法正確的是(
)通電后,A
管的液面將會比
B
管的液面高通過
R1
的電流和通過
R2
的電流大小相等電阻
R1
兩端的電壓和
R2
兩端的電壓相等此實驗在探究電熱
Q
與電阻
R
是否有關9.探究“影響電流熱效應因素”的實驗,將
R1、R2
兩電阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內,且R1>R2;瓶內裝入等質量的煤油,下列說法錯誤的是(
)燒瓶內選用比熱容較小的液體,可以使實驗現象更明顯該裝置可以探究電流通過電阻絲產生的熱量與電阻大小的關系C.實驗中通過溫度計示數的變化來比較電阻絲產生熱量的多少D.若要比較水和煤油的比熱容大小,只需將一個燒瓶內的煤油換成等質量的水即可10.如圖所示是探究“電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關”的實驗。燒瓶內用煤油而不用水,你認為主要的原因是(
)A.因為煤油的熱值大B.因為煤油的比熱容小C.因為煤油的密度小二、填空題D.因為煤油具有可燃性11.如圖所示,兩個密閉容器中接入電熱絲
R1、R2,右邊容器上方接入電熱絲
R3,在通電時間相同的情況下,觀察兩個
U形管中液面高度的變化。本實驗是根據
(選填“氣體”或“液體)的熱脹冷縮來反映電流產生的熱量多少。已知
R1=10Ω,R3=5Ω,為了研究電流產生的熱量與電流的關系,則
R2=
Ω。若通電一段時間后,左側液面明顯上升,右側液面無變化則可能是
(選填“R2”或“R3”)斷路。若將
R3和
R2
并聯后接入右邊密閉容器中、則可研究電流產生的熱量與
的關系。12.如圖所示是探究電流通過導體時產生的熱量與
關系的實驗裝置。通電一段時間后,U
形管中液面高度差左側將比右側
(選填“大”或“小”)13.如圖所示,該設計是用來探究電熱絲通電時產生的熱量與
的關系,圖中
a
電阻絲的阻值是
Ω,物理學家
最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系。14.如圖是研究“電流通過導體產生的熱量和
大小的關系”的實驗。若接通電路后,通過
R2的電流為
0.5A,則通過
R1
的電流為
A。小明在實驗中通過觀察
,判斷出相同通電時間,電阻
R1
產生的熱量大于電阻
R2
產生的熱量。15.如圖是探究電流產生熱量與電阻關系的電路,R1=5Ω,R2=10Ω,閉合開關后,電流表示數為1A.通過電阻
R1
的電流是
A,通過電阻
R2
的電流在
10s
內產生的熱量是
J.16.如圖是探究電流通過導體產生的熱量與
關系的實驗裝置,實驗中用
U
形管內液面的
反映導體產生熱量的多少.通電一段時間后,容器
(選填“甲”或“乙”)內電阻絲產生的熱量較多。17.如圖所示,串聯的兩電阻絲(R1<R2),封閉在兩個完全相同的燒瓶中,并通過短玻璃管與相同的氣球相連。閉合開關,通過兩電阻絲的電流
(選填“相等”或“不相等”),一段時間后,密閉燒瓶內的空氣被加熱,觀察到
(選填“A”或“B”)氣球先鼓起來。18.如圖所示的電路中,接通電源,通電一段時間后,
側
U
型管液面高度的變化較大(選填“左”或“右”),如果通過甲容器中電阻絲的電流是 ,則乙容器中電阻絲在 內產生的熱量是
J。19.如圖所示,U
型管中液面高度的變化反映密閉空氣被加熱后溫度的變化。將兩個相同容器中的電阻絲
R1、R2
串聯在電路中,且 ,恒壓電源 。閉合開關后,
(選填“甲”或“乙”)管中的液面上升得較快,當滑動變阻器滑片
P
移至右端時,在
2min
內電流通過電阻絲
R1
產生的熱量為
J。20.實驗小組采用如圖的電路裝置探究“電流產生的熱量跟什么因素有關”。接通電源,瓶內的空氣被加熱后膨脹,使
U
形管的液面發生變化,通過觀察
U
形管的液面變化情況比較出瓶內電阻絲的發熱多少。如圖所示是探究電流產生的熱量跟
的關系,若通過甲容器內電阻的電流為
1A,通電
3min
甲容器內電阻產生的熱量為
J。三、實驗探究題21.如圖是探究“電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”的實驗裝置,兩個透明容器中密封著等量的空氣。甲裝置可探究電流產生的熱量與
的關系,通電一段時間后,
(填“左”或“右”)側容器中
U
形管中液面的高度差大;乙裝置中電阻
R3
的主要作用是
;如果乙裝置中
R3
發生了斷路,保證通電時間相同,與斷路前相比較,則左側
U
形管中液面的高度差將
(填“變大”、“變小”或“不變”)。22.為了探究“電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關,老師設計了如圖甲、乙兩組實驗裝置:實驗中通過觀察
U
形管中
變化來比較電流通過電阻絲產生的熱量的多少。這種實驗方法叫
;通電一段時間后,觀察到甲圖右側液面較高,由此可得出結論,在
和通電時間相同的的情況下,
越大,產生的熱量越多;乙圖中
e和
d
并聯,目的是為了是通過
c和
d
的
不同;通電一段時間,發現乙圖中
U形管液面高度幾乎不變,則出現該現象的原因可能是
。23.如圖是探究“電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”的實驗裝置,兩個透明容器中密封著等量的空氣。甲、乙兩裝置使用的是同一電源。實驗是通過比較
U
形管中液面的高度差來比較電阻絲產生的熱量的多少,這里采用的研究方法是
;甲裝置可探究電流產生的熱量與
的關系,乙裝置可探究電流產生的熱量與
的關系。通電一段時間后,甲裝置中
(選填“左”或“右”)側容器中
U
形管中液面高度差較大;英國物理學家焦耳通過大量實驗,最先精確的確定了電流通過導體時產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟
成正比,這個規律叫做焦耳定律。24.小明用如圖所示裝置探究兩種液體的吸熱能力,兩燒瓶中的電阻絲相同。實驗中,必須取
(填“質量”或“體積”)相等的甲、乙兩種液體;實驗中,用
(填序號)間接反映液體吸收熱量的多少,從而用來判斷液體的吸熱能力,這種研究物理問題的方法是
;A.通電時間 B.溫度計示數的變化(3)下表是某次的實驗數據,分析可知
(選填“甲”或“乙”)液體的吸熱能力較強;物質質量(g)初始溫度(℃)加熱時間(min)最終溫度(℃)液體甲15020345液體乙15020368(4)若想用該裝置來探究電流產生的熱量與電阻的關系,則甲、乙兩瓶中的液體應該是
液體,電阻絲的阻值
(選填“相同”或“不同”)。25.小海同學在探究“電流通過導體產生熱的多少與什么因素有關”時,采用如圖所示的實驗裝置,請觀察(甲)、(乙)兩圖并回答下列問題:實驗中,通過觀察U
形管中液面
的變化,來比較電流通過電阻絲產生熱量的多少。甲裝置是用來研究通電時間相同時,電阻絲產生的熱量與
的關系。用乙裝置進行實驗時,電阻
R3
的作用是使通過
R1、R2
的電流
(選填“相同”或“不相同”)。若乙圖中盒外連接的電阻
R3
阻值由
5Ω
更換為
3Ω,
(選填“仍能”或“不能”)達到更換前的實驗效果。當家庭電路中的導線連接處接觸不良時,該處電阻會增大,容易引發火災。則圖
(選填“甲”或“乙”)的實驗結論可以用來解釋這種現象。此實驗的依據是電流的
效應。下面所列四種用電器中,利用這一原理工作的用電器是
。A.電飯鍋 B.電風扇 C.電視機 D.計算機26.如圖所示,在研究電熱與哪些因素有關的實驗中,甲、乙是完全相同的密閉容器,里面密封著等量的空氣,U
形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,閉合開關前,A、B
兩
U
形管內液面相平。(1)實驗中通過觀察
U
形管中液面高度的變化來比較導體所產生
的多少;這運用了
(填“轉換法”或“等效替代法”)的物理思想;實驗中測得左側容器內電阻絲的電流大小為
1A,則通過右側密閉容器中的電阻絲電流大小為
A;左側
U
形管中液面高度差大于右側
U形管中液面高度差,說明在電阻和通電時間相同時,電流越大,導體產生的熱量越
(選填“多”或“少”);本實驗是研究電流的
效應,從能量轉化的角度分析,是電能轉化為
能。27.如圖是小丹“探究影響電流熱效應的因素”的實驗裝置。實驗通過
(選填“加熱時間”或“溫度計示數的變化”)來反映電阻絲產生熱量的多少。在甲、乙兩瓶中裝入質量和初溫均相同的煤油,R1、R2
采用如圖連接方式的目的是使
R1、R2
。閉合開關一段時間后,乙瓶中溫度計的示數較高,由此說明:通電導體產生的熱量與
有關。小銘用相同裝置(煤油質量也相等)同時進行實驗,細心的小銘看到小丹和小銘兩組電阻絲阻值相等的燒瓶中,小銘這一組的煤油升溫比小丹的快,比較發現:小銘的滑動變阻器接入電路的阻值較小,根據這一現象,他們判斷出通電導體產生的熱量與
有關。請利用上述結論解釋“電爐絲熱得發紅,而導線卻幾乎不發熱”的原因:
相同時,導體
越大,產生的熱量越多。答案解析部分【解析】【解答】A.該裝置中兩電阻絲串聯,且電阻絲
R1>R2.,通過兩電阻絲的電流相等,通電時間也相同,所以,即可探究電流熱效應與電阻的關系;若將其中任一電阻絲作為研究對象,通過變阻可改變電路的電流大小,控制通電時間相同,則又可探究與電流的關系,A
正確,不符合題意;B.根據轉換法,實驗中,采用了電阻絲產生熱量多少轉換為溫度計示數的高低,B
正確,不符合題意;C.電阻絲
R1>R2.,通過兩電阻絲的電流相等,通電時間也相同,由
Q=I2Rt
知道,閉合開關后,裝R1
電阻絲的燒瓶中溫度計示數上升較快,C
正確,不符合題意;D.因電阻絲
R1>R2.,由
Q=I2Rt
知道,在相同時間內兩電阻絲吸熱不同,所以,無法探究煤油和水的吸熱能力,D
錯誤,符合題意。故答案為:D?!痉治觥侩娮杞z產生的熱量不易直接觀察,但可使等質量初溫相同的煤油吸收熱量,根據Q=cm△t,煤油溫度升高越高表示電熱絲產生的熱量越多,采用了轉換法;由焦耳定律
Q=I2Rt
可知,電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關,研究與其中一個因素的關系時,要控制另外兩個因素不變,結合串聯電路電流的規律分析。我們使用相同的熱源通過加熱時間的長短來比較吸熱多少,這種方法叫轉化法。比較物質吸熱能力的
2
種方法:①使相同質量的不同物質升高相同的溫度,比較吸收的熱量(即比較加熱時間),吸收熱量多的吸熱能力強;②使相同質量的不同物質吸收相同的熱量(即加熱相同的時間),比較溫度的變化,溫度變化小的吸熱能力強?!窘馕觥俊窘獯稹緼.容器中兩加熱電阻相等,所以探究的是電流通過導體產生的熱量與電流的關系,A
不符合題意;B.只觀察一側容器,通電時間越長,U
型管內液面高度差越大,說明電阻產生的熱量與通電時間有關,B
符合題意;C.R3
不一定是
5Ω,R3可以是任何阻值的電阻,都滿足流過
R1
的電流大于流過
R2
的電流,從而可以探究電流通過導體產生熱量的多少與電流的關系,C
不符合題意;D.若
R1=10Ω,則
R1
不等于
R2,流過
R1
的電流不等于流過
R2
的電流,沒有控制電流大小不變,所以無法探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系,D
不符合題意。故答案為:B?!痉治觥侩娏鳟a生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關,實驗中采用的是控制變量法:探究電流產生熱量跟電阻關系時,控制通電時間和電流不變;探究電流產生熱量跟通電時間關系時,控制電流和電阻不變;探究電流產生的熱量跟電流大小和電阻大小關系時運用了控制變量法;電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映,體現的是轉換思想。【解析】【解答】A.電流產生的熱量不能用眼睛直接觀察,對密封容器中空氣加熱,引起
U
形管中液面變化,通過液面高度差的變化來反映,是利用容器內氣體的熱脹冷縮來反映電阻放出熱量的多少,A
不符合題意;B.圖甲中兩個
5Ω
電阻并聯后再與一個
5Ω
電阻串聯,容器內電阻的阻值相同,由串并聯電路電流的規律可知通過兩個容器內電阻的電流不同,研究電流產生的熱量與電流的關系,B
不符合題意;C.在乙裝置中,容器中的兩個電阻絲串聯,通過它們的電流與通電時間相同,左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻,通電一段時間后右側容器內電阻產生的熱量較多,右邊
U
形管內液面高度差比左邊大,C
不符合題意;D.甲實驗裝置容器內電阻絲的阻值相同,右側容器內電阻絲與容器外電阻絲并聯,且容器內外的電阻絲的阻值相同,再與左側電阻串聯,由串并聯電路電流的規律可知通過左側電阻絲的電流與右側容器內電阻絲的電流之比是
2∶1,由
Q=I2Rt
可知通電一段時間后左、右兩個容器內電阻絲產生的熱量之比為D
符合題意。故答案為:D?!痉治觥侩娏魍ㄟ^電阻絲產生熱量,加熱容器內的氣體,氣體受熱膨脹,從而引起
U
形管內液面高度變化,由此可得出結論;探究電流產生熱量與電阻關系時,控制電流和通電時間不變;探究電流產生的熱量與電流的關系,控制電阻和通電時間不變;根據
Q=I2Rt
求出電阻產生的熱量之比,進一步即可判斷哪側容器內U
形管中液面高度差大?!窘馕觥俊窘獯稹緼.R2和
R3
并聯后與
R1
串聯,由串并聯電路電流的規律可知通過
R1
電流大于
R2電流,A
不符合題意;B.因為
R1
和
R2
的阻值相等,通過
R1
電流大于R2
電流,相同時間內,R1
產生的熱量比
R2多,左側U
形管內的液面高度差將會比右側
U
形管內的液面高度差大,B
不符合題意;C.容器內電阻產生的熱量越多,密封容器中空氣吸收的熱量越多,一側U形管中液面高度差越大,C
符合題意;D.此實驗中
R1、R2
的電阻和通電時間相同,通過
R1
電流大于
R2
電流,R1
產生的熱量大于
R2
產生的熱量,可以得到電阻和通電時間相同,電流越大,產生的熱量越多,能證明電流是產生熱量的影響因素,D
不符合題意。故答案為:C?!痉治觥刻骄侩娏鳟a生熱量的影響因素時,電阻和時間相同,當改變電流大小時,可以探究電熱和電流的關系;通過
U
型管中液面高度差可以反應電熱的多少?!窘馕觥俊窘獯稹緼.由圖可知,兩電阻絲串聯,電流相同,通電時間也相同,但電阻不同,故該實驗探究的是電流產生的熱量與電阻的關系,A
錯誤,符合題意;由焦耳定律
Q=I2Rt
可知,電流和通電時間相同時,電阻越大,放出的熱量越多,由于
R1<R2,故
R2
放出的熱量多,溫度計示數升的高,B
正確,不符合題意;通電后電流通過電阻絲做功,產生熱量使煤油的溫度升高,通過觀察溫度計的示數的變化來判斷電流產生的熱量的多少,C
正確,不符合題意;該實驗探究的是電流產生的熱量與電阻的關系,控制電流和通電時間相同,用到了控制變量法,通過觀察溫度計的示數大小來判斷電流產生的熱量的多少,用到了轉換法,D
正確,不符合題意。故答案為:A?!痉治觥客ㄟ^觀察燒瓶中溫度計示數的變化來判斷電阻絲發熱的多少屬于轉換法;電阻產生的熱量與電流大小、通電時間和電阻的大小有關,當研究其中一個因素的影響時,要控制其他因素相同,即控制變量法?!窘馕觥俊窘獯稹緼.根據題中圖可得:R1
與
R2
串聯,由串聯電路中電流處處相等,所以通過它們的電流和通電時間相等,而
R1<R2,所以該裝置可以研究電流產生的熱量與電阻的關系,AB
不符合題意;C.根據焦耳定律
Q=I2Rt,因為
R1<R2.故右邊容器中電阻絲比左邊容器中電阻產生的熱量多,產生熱量的多少轉換液面上升的高度,所以甲管中液面上升比乙管中液面上升的慢,C
符合題意;D.裝置中閉合開關后,由歐姆定律,要使電流增大,則需要減小電路中的電阻,所以應將滑動變阻器滑片
P
向右滑動減少電路總的電阻,D
不符合題意。故答案為:C。【分析】本題主要考查的是探究焦耳定律的探究實驗,在做改實驗中主要使用的是轉換法和控制變量法。【解析】【解答】A.電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但容器中空氣的溫度變化導致容器中空氣體積的變化,即可以通過液面高度差的變化來反映,這種研究方法叫轉換法,A
正確,不符合題意;電流通過電阻絲時,電流會做功,電能轉化為內能,使得電阻絲的內能變大,空氣會吸收電阻絲的熱量,是通過熱傳遞的方式改變內能的,B
錯誤,符合題意;甲實驗,兩個電阻絲是串聯的,電流和通電時間相同,右側容器電阻的阻值是左側容器電阻的阻值的
2
倍,由焦耳定律
Q=I2Rt
可知,右側電阻產生熱量是左側電阻產生熱量的
2
倍,即左右兩邊容器內電阻產生的熱量之比是
1∶2,C
正確,不符合題意;在乙裝置中,一個
5Ω
的電阻與兩個
5Ω
的電阻并聯后再串聯,根據串聯電路的電流特點可知,右邊兩個電阻的總電流和通過左邊電阻的電流相等,左邊容器中通過電阻的電流大于右邊容器中通過電阻的電流,這是研究電流產生的熱量與電流的關系,D
正確,不符合題意。故答案為:B。【分析】探究電流通過導體時產生熱量的多少與哪些因素有關的實驗,運用了控制變量法(探究電流產生的熱量與電流的關系,控制電阻和通電時間不變)及轉換法(電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但可以通過液面高度差的變化來反映,這種研究方法叫轉化法)?!窘馕觥俊窘獯稹坑深}知道,電阻絲的電阻
R1=R2=R3;ABD.裝置中
R1、R3
并聯后再與
R2串聯,通過R2
的電流I2=
I1+I3而
I1=I3,所以右邊容器中通過
R3
的電流
I3
是左側通過
R2
電流的一半,即是研究電流產生的熱量與電流的關系;左右兩容器中的電阻相同,而通過電阻
R2
的電流大于
R1
的電流,通電時間相同,由Q=I2Rt
知道,A
容器中電阻
R2
產生的熱量多,則A
管的液面將會比
B
管的液面高,A
符合題意,BD
不符合題意;C.已知
R1=R2=R3,所以
R1、R3
并聯后的總電阻是由于串聯電路中,用電器兩端電壓與其阻值成正比,所以電阻
R2
兩端的電壓大于
R1
兩端的電壓,C不符合題意。故答案為:A?!痉治觥慨旊娏骱屯姇r間相同時,導體的電阻越大,產生的熱量越多;要探究電流大小對導體產熱的影響,需要控制電阻大小和通電時間相同。【解析】【解答】A.燒瓶中裝比熱容小的液體,吸收熱量后溫度變化明顯,A不符合題意;B.根據圖像,阻值大小不同的電阻串聯,可以探究不同電阻產生熱量的多少關系,B
不符合題意;C.當物體的質量和比熱容相同時,通過溫度變化,可以判斷不同電阻產生熱量的多少,C
不符合題意;D.若要探究水和煤油的比熱容關系,要保持水和煤油的質量相同,要利用電流和電阻相同的電路進行加熱,D
符合題意。故答案為:D.【分析】探究電流產生熱量關系時,利用溫度變化反應熱量的多少,比熱容小的物體吸熱后溫度變化明顯;探究不同物質的吸熱能力時,要利用相同的熱源加熱?!窘馕觥俊窘獯稹吭谔骄侩娏魍ㄟ^導體時產生熱量跟什么因素有關時,燒瓶內用的是煤油而不是水,原因是煤油的比熱容小,與相同質量的水比較,在吸收相同熱量時,煤油升溫更明顯,這樣實驗現象更明顯。ACD
不符合題意,B
符合題意。故答案為:B?!痉治觥侩娏魍ㄟ^電阻絲產生熱量,放出的熱量被液體吸收掉,導致液體溫度上升,溫度計的示數變大,產生的熱量越多,穩溫度計示數越大,這體現了物理學中的轉化法;物質的比熱容越小,溫度變化越明顯?!窘馕觥俊窘獯稹吭搶嶒炑b置是利用容器中空氣的熱脹冷縮來反應放熱的多少,產生熱量的多少不能直接觀察,通過
U
形管液面高度差的變化來反映。研究電流產生的熱量與電流的關系,需控制兩個電阻和通電時間相同,通過的電流不同,R1=10Ω,故
R2=10Ω。圖中,電阻絲
R2與
R3
并聯后再與電阻絲
R1串聯,在做圖乙的實驗時,觀察到左側
U
形管中液面很快出現高度差,右側
U
形管中液面高度差為零,說明電阻絲
R1
能夠產生熱量,電阻絲
R2
沒有產生熱量,原因是電阻絲
R2
斷路。若將
R3
和
R2
并聯接入右邊密閉容器中,與
R1
串聯在電路中,左右兩容器中電阻通過的電流和通電時間相同,但容器內總電阻與
R1
電阻不同,所以可以探究電熱與電阻大小的關系?!痉治觥刻骄侩娏鳟a生熱量的影響因素時,根據密閉空氣盒中氣體的熱脹冷縮反應電熱的多少;探究電流產生熱量和電流的關系時,電阻保持相等;電阻斷路,沒有電流通過,不產生熱量;當不同電阻串聯時,可以探究電流產生熱量和電阻的關系。【解析】【解答】由圖可知,作為研究對象的兩盒中的電阻絲阻值相同,通電時間相同,通過兩電阻絲的電流不同,所以,
如圖所示是探究電流通過導體時產生的熱量與電流大小的實驗裝置。由圖可知,右側盒中的電阻絲在支路中,通過左側電阻絲的電流比通過右側電阻絲的電流大,而它們的電阻值、通電時間相同,根據焦耳定律可知,通電一段時間后,左側電阻絲產生的熱量多,U形管中液面高度差左側將比右側大。【分析】電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關,探究電流產生熱量跟電流關系時,控制通電時間和電阻不變;利用
Q=I2Rt
可知兩側電阻產生熱量的關系?!窘馕觥俊窘獯稹繄D中右邊盒子中的
5Ω
電阻與
10Ω
電阻并聯后再與左邊盒子中的電阻
a
串聯,則通過電阻
a的電流大于通過
5Ω
電阻的電流,根據控制變量法可知,a
電阻的阻值應等于
5Ω,以便探究電熱絲通電時產生的熱量與電流大小的關系。英國物理學家焦耳最先精確地確定了電流產生的熱量與電流的二次方成正比,與電阻成正比,與通電時間成正比。這就是焦耳定律。【分析】電流和電阻相同時,探究電流產生熱量和電流的關系;探究電流產生熱量的影響因素時,是焦耳最先進行的?!窘馕觥俊窘獯稹扛鶕刂谱兞糠ㄋ枷耄琑1、R2、R3
電阻相同,兩側密閉容器中的電阻相同,右側
R2與
R3
電阻并聯,再與左側
R1
串聯,通過
R2
與
R3
電阻的電流之和等于通過
R1
電阻的電流,R2
與R3電阻兩端電壓相同,即可知通過兩側電阻中的電流不同,故實驗探究的是電流通過導體產生的熱量和電流大小的關系,通過
R2的電流為
0.5A,則通過
R1
的電流為實驗中采用轉換法,通過觀察
U
型管液面高度差來比較電流通過導體產生熱的多少,通電相同時間后,根據焦耳定律可知,電阻相同時,電流越大,產生的熱量越多,則
U形管兩側的液面高度差就越大,故通過觀察到左邊
U
形管液面高度差較大,可以判斷出相同通電時間,電阻
R1
產生的熱量大于電阻
R2
產生的熱量。【分析】由圖分析電路的連接方式,根據電路特點分析兩電阻的電流關系,根據焦耳定律分析可得R1、R2
產生熱量的關系;根據并聯電路特點結合歐姆定律可得通過電阻
R1
的電流;電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映,這種研究方法叫轉換法?!窘馕觥俊窘獯稹繄D中
R1
與
R2
串聯,電流相等,電流表示數為
1A,則通過電阻
R1
的電流也是
1A。通過電阻
R2
的電流在
10s
內產生的熱量是
Q=I2R2t=(1A)2×10Ω×10s=100J【分析】串聯電路中,電流處處相等;利用導體的電流、電阻和時間,計算電流產生的熱量?!窘馕觥俊窘獯稹浚?)根據圖片可知,甲和乙兩個電阻絲都是
5Ω,甲在干路上,乙在支路上,二者電流大小不等,則探究電流通過導體產生熱量與電流關系;(2)實驗中用
U
形管內液面的高度差反映導體產生熱量的多少;(3)R甲=R乙,I
甲>I
乙,根據焦耳定律
Q=I2Rt
可知,容器甲內電阻產生的熱量較多?!痉治觥浚?)根據圖片分析影響電流產生熱量的哪些因素相同,哪個因素不同即可;封閉容器中的電熱絲產生熱量,里面的空氣受熱膨脹,壓強增大,于是與之相連的
U
型管內液柱產生高度差;根據焦耳定律
Q=I2Rt
可知,當電阻相同時,通過電阻的電流越大,產生的熱量越多?!窘馕觥俊窘獯稹扛鶕撾娐返碾娏魈幪幭嗟瓤芍?,因為兩電阻絲串聯,則閉合開關,通過兩電阻絲的電流相等。因為流經兩電阻絲的電流相等,R1<R2,根據
Q=I2Rt,所以
R2
產生的熱量較多,B
氣球先鼓起來。【分析】電流通過導體時會產生熱量,此現象就是電流的熱效應,產生的熱量通過焦耳定律
Q=I2Rt來計算,通過焦耳定律的表達式可以看出,導體的電阻、通過電流和時間越長,產生的熱量越多?!窘馕觥俊窘獯稹糠治鰣D可知,甲、乙兩容器中電阻大小相同,但是甲容器中的電阻接在干路上,乙容器中的電阻接在支路上,流過甲容器中電阻的電流大于乙容器中電阻的電流,通電相同時間,甲容器中電阻產生的熱量多,與甲容器連接的左側U
型管液面高度的變化較大。通過甲容器中電阻絲的電流是 ,則流過乙容器中電阻的電流為
1A,乙容器中電阻絲在 內產生的熱量【分析】當電阻和通電時間相同時,電流越大產生的熱量越多;利用電流、電阻和時間,可以計算消耗的電能?!窘馕觥俊窘獯稹繄D中兩根電阻絲串聯在電路中,則通過兩根電阻絲的電流相等,且R1=2R2=20Ω則
R2=10Ω,即
R1>R2。根據
Q=I2Rt
可知,閉合開關后,在相同時間內
R1
產生的熱量多,故甲管中的液面上升得較快。當滑動變阻器滑片
P
移至右端時,即滑動變阻器阻值為
0,此時電路中的電流為
I=0.2A則
2min
內電流通過電阻絲
R1
產生的熱量為
Q=I2R1t=(0.2A)2×20Ω×2×60s=96J【分析】電流通過導體時會產生熱量,此現象就是電流的熱效應,產生的熱量通過焦耳定律
Q=I2Rt來計算,通過焦耳定律的表達式可以看出,導體的電阻、通過電流和時間越長,產生的熱量越多?!窘馕觥俊窘獯稹坑蓤D知,右側容器內的電阻與容器外的電阻并聯,再與左側電阻串聯,左側電流大小等于通過右側兩個電阻的電流之和,即通過左側容器內電阻的電流大于通過右側容器內電阻的電流;所以是探究通電時間相同時,電流通過導體產生的熱量跟電流的關系。通電
3min,電流通過甲電阻產生的熱量
Q
甲=I2R
甲t=(1A)2×5Ω×3×60s=900J【分析】電流通過導體時會產生熱量,此現象就是電流的熱效應,產生的熱量通過焦耳定律
Q=I2Rt來計算,通過焦耳定律的表達式可以看出,導體的電阻、通過電流和時間越長,產生的熱量越多?!窘馕觥俊窘獯稹浚?)如圖甲所示將容器中的兩個不同電阻絲串聯起來接到電源兩端,通過兩電阻絲的電流和通電時間相同,根據焦耳定律 可知探究電流產生的熱量與電阻的關系。如圖甲所示右側電阻
10
歐大于左側電阻
5歐,根據焦耳定律 知通電一段時間后右側電阻產生的內能多,溫度高氣體壓強大,故右側容器中U
形管中液面的高度差大。乙裝置中電阻
R3
與R2
并聯,使通過
R1的電流,在通過
R2
時被
R3
分流部分,R3的主要作用是使通過
R1
和
R2
的電流不相等。當乙裝置中
R3
發生了斷路時,電路中只有
R1
和
R2
串聯,此時電路中的總電阻變大,電路中電流變小,根據焦耳定律 在相同時間內,電阻絲
R1產生熱量變小,與
R3
發生了斷路前相比較,則左側
U
形管中液面的高度差將變小?!痉治觥浚?)當電流和時間相同時,電阻越大,產生的熱量越大,U
型管中液面位置變化大;導體并聯時,可以改變電路中的電流;在電阻和時間相同時,電流減小,產生的熱量減少。【解析】【解答】(1)電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,實驗中利用產生的熱量來加熱密封盒中的空氣,盒內空氣受熱膨脹推動
U
形管內液柱移動,通過觀察
U
形管中液面高度差的變化來反映液體溫度的變化,這種研究方法叫轉換法,即在保證效果相同的前提下,將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。如圖甲,兩個電阻串聯在電路中,電流相同,通電時間相同,電阻不同,運用控制變量法,探究電流產生熱量跟電阻的關系;一段時間后發現右側玻璃管內液面上升較高,說明由右邊容器內電阻放出的熱量多,這表明在電流和通電時間相同的情況下,導體的電阻越大,產生的熱量越多。在乙電路其中一個容器的外部,將一個電阻
e
和這個容器內的電阻
d
并聯,再接入原電路整體與電阻
c串聯,c
和
d
的電阻相同,根據并聯分流可知,通過右邊容器內電阻
d
的電流小于左邊容器內電阻
c
的電流,控制通過
c和
d
的電流不同,通過控制變量法開展實驗。通電一段時間后,由于熱脹冷縮,被封的一定量空氣體積變大,U
形管液面高度要發生變化,但發現乙圖中
U
形管液面高度幾乎不變,則說明與此相連的空氣盒有可能漏氣,實驗系統的氣密性不好?!痉治觥浚?)探究電流產生熱量的影響因素時,根據
U
型管中液面高度,可以反應熱量的多少;這種探究方法是轉換法;在電流和通電時間相同時,電阻越大,產生的熱量越多;電阻并聯時,可以改變總電流;通電后,U
型管的液面高度不變,可能是空氣盒漏氣?!窘馕觥俊窘獯稹浚?)在探究電流通過導體時產生熱量的有關因素時,電阻絲產生的熱量的多少無法直接測量,但產生的熱量不同,密封在容器內吸收的熱量不同,體積膨脹就會不同,則
U
形管中液面的高度差便會不同,用
U
形管液面的高度差來比較電阻絲產生熱量的多少,這里所用的是轉換法。圖甲中,兩個阻值不同的電阻絲串聯,則通過兩電阻絲的電流相同,所以甲裝置可探究電流產生的熱量與電阻的關系。圖乙中,兩個密封容器內的電阻絲阻值相同,而右邊的容器內的電阻絲先與容器外的電阻絲并聯再與左邊的電阻絲串聯,那么通過兩個容器內電阻絲的電流不同,所以探究的是電流產生的熱量與電流的關系。在通電時間及電流相同時,電阻越大,產生的熱量越多,而甲裝置中,通過兩個電阻絲的電流相同,左邊電阻絲的阻值小于右邊電阻絲的阻值,那么通電一段時間,右邊電阻絲產生的熱量更多,所以右邊容器中
U
形管中液面高度差較大。焦耳通過實驗得出了:Q=I2Rt,所以電流通過導體時產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比?!痉治觥浚?)實驗中有些實驗現象無法直接觀察到,需要通過其他相關的現象來反映,這種研究方法叫做轉換法。電流通過導體產生的熱量與電阻、電流和通電時間有關,若探究與其中一個因素的關系時,需要控制另外兩個因素不變,而改變該因素;根據
Q=I2Rt
分析通電一段時間后,甲裝置中哪側的電阻絲產生的熱量更多,即可知道哪側容器中
U
形管的液面高度差較大。根據焦耳定律的定義作答即可?!窘馕觥俊窘獯稹浚?)由于物體吸收熱量的多少受質量的影響,所以實驗中應取質量相等的甲乙兩種液體。從而探究甲乙兩種液體的吸熱能力。質量相同的不同物質吸收相同的熱量,可通過自身溫度的變化來判斷吸熱能力的強弱。A
不符合題意,B
符合題意。故答案為:B。吸收熱量的多少無法通過儀器來測量。我們通過吸收相同的熱量,比較溫度的變化來判斷吸熱能力的強弱。這種研究物理問題的方法是轉換法。由表中實驗數據可知,相同質量的液體加熱相同的時間,吸收相等的熱量,液體甲升高的溫度是
25℃小于液體乙升高的溫度
48℃。故液體甲的吸熱能力強。根據實驗時需要控制變量,單一變量的原則。若想用該裝置來探究電流產生的熱量與電阻的關系,應使兩個燒瓶中所裝的液體相同,且液體的質量相同,燒瓶中的電阻絲的阻值不同,從而探究電流產生的熱量與電阻的關系?!痉治觥浚?)實驗應采用控制變量法,控制液體的初末溫度、液體質量相同而液體種類不同。用相同的熱源對液體加熱,液體在相等時間內吸收的熱量相等,質量相同的液體升高相同的溫度,吸收的熱量越多,液體吸熱能力越強。質量相同的物質吸收相等的熱量,溫度升高量越小,物質吸熱能力越強,物質升高的溫度越高,物體吸熱能力越弱。電流產生的熱量跟
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