实验25—探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关实验（原卷版）.docx

实验二十五、探究电流通过导体产生的热量的影响因素实验剖析【实验目的】研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？【实验方法】控制变量法，转换法。【实验原理】根据煤油在玻璃管里（温度计示数变化）上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。【实验器材】密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。【实验步骤】图1图2电流产生的热量与电阻的关系如图1所示，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。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？【实验结论】在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。电流产生的热量与电流大小的关系如图2所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？【实验结论】在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。【考点方向】1、实验采用煤油的目的：。2、被加热材料选用煤油或空气的原因： o3、选用加热材料的要求：o4、探究电热与电流的关系时需控制。探究电热与电阻的关系时需控制；探究电热与通电时间的关系时需控制 O5、两个烧瓶串联的目的：o6、焦耳定律：电流通过导体产生的热量7、该实验成败的关键是：o8、如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为,也可以完成实验。8、计算公式：Q=It （适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2tR=W=Pt串联电路中常用公式:Q= It o Qi：Q2：Q3：-Qn=Ri：R2:R3：-:Rn并联电路中常用公式：Q= U2tR Q.:Q2= R2:Ri无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q= Q+Qz+Qn分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2tR=Pto经典母题如图所示小刚同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端.a 甲 b© 乙 d（1）实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.这种实验方法叫.下面实验也用这种实验方法的是。A.认识电压时,我们用水压来类比B.用光线来描述光通过的路径C.把敲响的音叉来接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动D.用斜面和小车来研究阻力对物体的影响装置中的U形管（选填“是”或“不是”）连通器.甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，通电一段时间，（选填“屋 或“b”）容器中电流产生的热量较多。（4）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，通电一段时间,（选填飞”或“d”）容器中电流产生的热量多。（5）实验过程中发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是实验剖析'焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体口寸产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为 O（7）小刚同学认为将乙图中d容器外侧的电阻丝改为5Q的小灯泡，也可以得出（4）中的结论，你同意他的看法吗，理由是：O（5）练习1： （2020鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等；（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是;（3）通过对比观察， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 导体产生的热量越多。练习2： （2020邵阳）同学们准备了学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线。还有完全相同的甲、乙两烧瓶，其中分别装有电阻R甲、R乙和相同的温度计，连接了如图所示的电路，进行实验探究：（1）小明利用这套装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容，为了使两种液体在一定时间内吸收的热量相等,他设计电路时必须满足的条件是R甲、R乙的阻值（选填“相同''或"不同''）。实验中保持液体质量相同。闭合开关，通电一段时间后，小明发现甲瓶中温度计示数升高5 ,乙瓶中温度计示数升高10C ,则 （选填“甲”或“乙”）瓶中液体的比热容较小；（2）小丽利用这套装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，她设计电路时应使R甲、R乙阻值 （选填“相同”或“不同”）；除控制电流大小和通电时间相同外，还应控制液体的种类和相同。练习3： （2020济宁）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其中R>R2°（1）实验中通过 （选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化“）来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块 来反映动能的大小；（2）实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。请解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：。练习4.（2020北京）某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，以及阻值为R和R2的电阻丝（Ri<R2） o(1)该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与 是否有关；(2)该实验中，电流通过导体产生热量的多少用 来反映。练习5. (2019 东营)如图所示，物理实验小组探究电流通过导体产生热的多少与什么因素有关，的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水形,U形管 (选填属于或不属于9连通器。(2)图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与大小是否有关的装置。(3)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是。A.探究电流与电压、电阻的关系B.用铁屑显示磁体周围磁场分布C.研究光的传播时，引入“光线” D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动(4)由图乙所示，电流表的示数为A在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Jo(5)某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 o练习6.用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油.图1图2烧瓶中装入的煤油是(填“导体”或“绝缘体”).(2)请根据实物电路，在虚线框图2内画出对应的电路图.(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝花与分的阻值应,通过用的电流通过发的电流.通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明(5)小红用如图3所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度力与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，图4中图3图4【拓展】用Q =Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因.练习7.(2017威海)根据下列两个实验，回一答相关问题:图1图2(1)电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出.小明同学为了“探究影响电流做功的因素，设计了如图1所示的实验，通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少.该实验是通过观察 比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为 能；将滑动变阻器的滑片P向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的度度也变大了，这说明.(2)实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图2所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端.在实验过程中，通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少：图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系，图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与 的关系，综合分析图甲乙两装置的实验现象，可以得出的结论是练习& （2019 长春）在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中:（1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝RI、R2 （Ri<R2）串联接到电源两端.电阻丝Ri和R2串联的目的是保证 相同，U型管中液面高度的变化反映;（2）通电:L0s,观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与 有关（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s,左侧U型管中液面高度的变化比（2）中左侧U型管中液面高度变化 （选填“大”或“小”）。