初中物理总复习实验专题 实验19 探究焦耳定律

实验19 探究焦耳定律BY LEX2.（08江苏南京）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01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同的煤油，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）实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了控制相同；（2）绐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．图 01 图 02 图 034．（08江苏扬州）在“探究影响电流热效应的因素”活动中,海洋同学为了研究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响,（1）设计的方案是：选择两个阻值 (选填“相等”、“不等”)的电阻丝，控制通过两个电阻丝的电流（选填“相等”、“不等”），通电时间相等，比较产生热量多少。

（2）海洋找来两段材料、粗细相同，长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同，长度不同的电阻圈串联在电路中，同时将火材棒分别插入两个电阻圈中，如图03所示，他想通过火材被点燃的先后来比较产生热量多少。

当电路接通后，他发现两根火柴几乎同时被点燃，于是得到电阻大小对产生热量多少没有影响的结论。

你根据掌握的知识，判断他的结论是（选填“正确”、“错误”）的，请分析他实验时火材被同时点燃的主要原因是。

15、小明和小红想利用如图03所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。

两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。

两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。

（1）根据法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等。

（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是。

A．因为煤油有颜色便于观察 B．因为煤油有比较大的热值C．因为煤油有比较小的密度 D．因为煤油有比较小的比热容（3）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。

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）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思想和方法的是。

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1、如图04所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。

请回答下列问题：（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过反映出来的；（2）采用这种连接方式的目的是。

图 04 图 05 图 065、小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，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05所示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。

此现象说明：在和相同时，越大，电流产生的热量越多。

14、为了探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关，设计了如图06所示实验，三只完全相同的烧瓶中盛有等质量的煤油，已知电阻丝R甲>R乙,R乙=R丙，（1）为了探究产生的热量与电阻的关系，应选择的电阻线为：；（2）为了探究产生的热量与电流的关系，应选择的电阻线为：；（3）该实验的探究中，我们采用了的方法。

13、小红和小明分别用如图07所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系。

他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R1＜R2）密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。

(设他们所用的各种同类器材性能相同)（1）在这个实验中电流产生热量的多少是通过体现出来的。

（2）他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的是 _。

（3）小红和小明的实验方案中有一个是错误的，请针对错误的实验方案进行简要评估(说明谁的方案是错误的，以及错误的原因).图 07 图 0810、学完焦耳定律后，小红和小亮想利用如图08所示的装置比较铝和锰铜这两种材料的导电性能。

（1）他们应该选用、都相同的铝丝和锰铜丝。

（2）小红想在两个烧瓶中分别装入等质量的煤油，而小亮建议用水代替煤油。

小亮的建议不妥的原因是：。

（3）按小红的想法进行实验，接通电路后，他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢，说明丝的导电性能较强。

07、小明看到研究焦耳定律的实验装置后，将它改装成了如图09所示的一种测量未知液体比热容的装置。

测量时，分别往甲乙两瓶中装入水和待测液体，闭合开关一段时间后，再分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度Δt水和Δt，在不计热损失的情况下，就可以求得待测液体的比热容c=Δt水C水/Δt。

（1）为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等，小明设计的电路中必须满足的条件是。

（2）为了得出待测液体的比热容表达式“c=Δt水C水/Δt”，小明的测量方案中至少还需要的一种测量仪器是，目的是。

（3）闭合开关后，要使水和待测液体的温度升高得更快，滑动变阻器的滑片应向滑动。

图 09 图 1016、为探究电流做功与哪些因素有关，小军依照电流的热效应设计了如图10所示的装置，他将两段阻值不同的电阻丝（R1<R2）分别密封在两个完全相同的烧杯中，且通过瓶塞上的短玻璃管与相同的气球连接。

（1）在实验中电流做功多少是通过观察气球来体现的，这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”。

（2）甲装置可探究电流做功与有关。

（3）教材上的实验装置如图乙所示（烧瓶与甲图中的相同）。

比较甲、乙两种不同的实验装置，你认为较好的装置是，理由是：。

17、在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图11所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1>R2。

（1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较 (选填“大”或“小”)。

开关接在干路，是为了控制相同。

（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快。

则B中电阻丝放出的热量比A 由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越（两空均选填“多”或“少”）。

（3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的。

由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要（选填“长”或“短”）一些。

图 11 图 1218、电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。

李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图12所示。

其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。

（1）请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。

（2）他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是。

（3）实验中是通过观察比较来比较电流做功多少的。

电流通过做的功多（选填R1或R2）。

（4）由这个实验可以得到的结论是：。

6、某实验小组在做“比较两种液体比热容的大小”实验中，提供的装有液体、发热电阻丝和温度计的烧瓶(各烧瓶完全相同；各烧瓶中的液体种类不同、质量相同；各烧瓶中发热电阻丝完全相同)若干，其他器材任选。

（1）小明选用的两个烧瓶中分别装有A、B两种液体，选用的其他器材及实物连接图如图13所示。

给A、B 两种液体加热时，小明“先闭合S1和S2，后闭合S3，一段时问后，断开S3。

”这样操作可保证加热时间，其目的是使两种液体。

通过观察，发现A液体中温度计示数的变化量大，则液体比热容大。

（2）小明将装有A液体的烧瓶换成装有C液体的烧瓶，将装有B液体的烧瓶换成装有D液体的烧瓶。

其他器材及实物连接关系不变，又做了一次实验。

他“先闭合S1和S2，后闭合S3，发现C液体温度升高得快，一段时间后，断开S1，同时记下C液体中温度计示数的变化量△t。

又过了一段时间，当D液体中温度计示数的变化量也等于位时，断开S2。

”因为液体加热时间短，所以液体比热容小。

11、小明要用如图14所示的实验器材探究电压一定时，电流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）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。

（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。

象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）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有。

（4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则瓶内温度计的示数升高的多。

图 13 图 14 图 1519、小靖和小晖用如图15所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。

装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。

（1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的及通电时间相等。

实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越。

（2）小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。

若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的。

此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有。

实验19 探究焦耳定律参考答案BY LEX01、电流电阻温度计示数的高低02、不等相等错误电阻丝与火柴接触点处产生的电热相等03、控制变量 D 大 B04、温度计的示数变化控制电流相同（其他合理均得分）05、电流产生的热量与电阻是否有关电流通电时间电阻06、甲和乙乙和丙控制变量07、气球的形变太小 c 小明采用的实验方案是错误的。

原因是他采用了并联电路，导致通过两段电阻丝的电流不相同。

08、长度横截面积水的比热大吕09、R甲=R乙天平取等质量的水和待测液体左10、膨胀的程度大小（大小）电压（电阻）甲，理由是：气体的热胀冷缩效果比液体更明显，实验现象更直观，时间更短。

（或：乙，理由是：用温度计能较准确地测出煤油的温度变化，便于定量研究。

）11、大通电时间多少长12、使R1、R2两端的电压不同温度计示数的变化R1在电流和通电时间一定时，电压越高，电流做的功越多13、相同吸收相同热量 B C C14、温度计示数升高的多少（只答出温度计也可）研究声音是由振动产生的时，用乒乓球的振动显示音叉的振动（或研究分子运动时，用固体、液体、气体的扩散，推测分子的热运动；探究平面镜成像时，用相同的蜡烛找像的位置等。