焦耳定律實(shí)驗(yàn)典型例題含答案及解析資料-展示頁(yè)
2025-07-02 23:47本頁(yè)面
【正文】 變量法．煤油吸熱的多少是通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)反映的，這是采取的轉(zhuǎn)換法．故答案是：（1）溫度計(jì)示數(shù)；（2）小于；（3）在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；（4）控制變量法（或轉(zhuǎn)換法，填對(duì)一個(gè)即可）．點(diǎn)評(píng)：采用控制變量法是探究實(shí)驗(yàn)常用的方法，本實(shí)驗(yàn)可通過(guò)控制電流、通電時(shí)間不變，只改變電阻，然后看熱量的變化． 4．（2012?肇慶）如圖（甲）所示，兩只相同的燒瓶里裝有同樣的煤油，它們的初溫相同，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用該裝置探究“電流的熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系”．（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖（甲）的電路連接完整（要求兩電阻串聯(lián)、通過(guò)電阻絲的電流可以改變且連線不得交叉）（2）兩燒瓶中電阻絲的材料、橫截面積均相同，由圖可知：兩電阻絲的阻值Ra ＜ Rb（選填“＞”、“＜”或“=”）（3）通電一段時(shí)間后，a、b兩溫度計(jì)的示數(shù)如圖（乙）所示，則b的示數(shù)是 35 ℃．由此可知：在相同的時(shí)間內(nèi)，電流一定時(shí)，電阻越 大 ，它產(chǎn)生的熱量越 多?。?）若將圖（甲）的電路改成圖（丙）所示，通電一段時(shí)間后， a 溫度計(jì)的示數(shù)較大．（選填“a”或“b”）考點(diǎn)：焦耳定律．菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專(zhuān)題：壓軸題；實(shí)驗(yàn)探究題；電與熱、生活用電．分析：（1）滑動(dòng)變阻器、兩電阻絲串聯(lián)接入電路，注意滑動(dòng)變阻器要接上面的接線柱．（2）導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體材料、長(zhǎng)度、橫截面積決定，在材料、橫截面積相同的情況下，導(dǎo)體越長(zhǎng)，導(dǎo)體電阻越大，根據(jù)圖甲所示導(dǎo)體長(zhǎng)度間的關(guān)系．判斷兩電阻的阻值大?。?）根據(jù)圖乙b所示溫度計(jì)，確定溫度計(jì)的分度值，然后讀出溫度計(jì)的示數(shù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件、溫度計(jì)示數(shù)進(jìn)行分析，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．（4）由圖丙可知，兩電阻絲并聯(lián)，根據(jù)電阻大小、由并聯(lián)電路特點(diǎn)及電功公式W=t判斷哪個(gè)溫度計(jì)示數(shù)大．解答：解：（1）滑動(dòng)變阻器、兩電阻絲串聯(lián)接入電路，電路圖如下圖所示．（2）由圖甲可知，電阻Rb的電阻絲長(zhǎng)，又∵電阻絲的材料、橫截面積均相同，∴Ra＜Rb．（3）由圖乙b所示溫度計(jì)可知，溫度計(jì)分度值是1℃，溫度計(jì)示數(shù)是35℃；由圖乙可知，溫度計(jì)b的示數(shù)大于溫度計(jì)a的示數(shù)，則Rb產(chǎn)生的熱量大于電阻Ra產(chǎn)生的熱量，已知兩電阻串聯(lián)，Ra＜Rb，通過(guò)兩電阻的電流I、通電時(shí)間t都相等，由此可見(jiàn)：在相同的時(shí)間內(nèi)，電流一定時(shí)，電阻越大，它產(chǎn)生的熱量越多．（4）由圖丙可知，兩電阻并聯(lián)，電阻兩端的電壓U相等，已知Ra＜Rb，由Q=t可知，Qa＞Qb，所以通電一段時(shí)間后，a溫度計(jì)的示數(shù)較大．故答案為：（1）電路圖如下圖所示；（2）＜；35；大；多；（3）a．點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接電路圖、影響導(dǎo)體電阻的因素、溫度計(jì)讀數(shù)、電功公式的應(yīng)用、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法，解題時(shí)注意控制變量法的應(yīng)用． 5．（2013?無(wú)錫）如圖是“探究電流的熱效應(yīng)跟電阻大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．A、B兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A內(nèi)金屬絲是銅絲，電阻較小；燒瓶B內(nèi)的金屬絲是鎳鎘合金絲，電阻較大．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使兩瓶中盛裝的煤油的質(zhì)量 相等?。ㄟx填“相等”或“不相等”）．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后， B （選填“A”或“B”）瓶中溫度計(jì)示數(shù)上升較快．考點(diǎn)：電熱．菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題；壓軸題；控制變量法．分析：電熱的影響因素有電流、電阻、通電時(shí)間．首先要判斷清楚兩段導(dǎo)體的什么因素是相同的，什么因素是不同的，再根據(jù)焦耳定律來(lái)判斷哪段導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱多，即這個(gè)瓶中溫度上升較快．解答：解：（1）根據(jù)控制變量法，實(shí)驗(yàn)中改變要研究的因素，控制不研究的因素一定；（2）根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，銅絲和鎳鉻合金絲是串聯(lián)的，所以電流I和通電時(shí)間t相同，鎳鉻合金絲比銅比電阻大，所以產(chǎn)生電熱多，故B瓶的溫度上升較快．故答案為：相等；B．點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律的了解和掌握，在研究電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)時(shí)，要用好控制變量法． 6．（2013?甘孜州）小紅和小芳想利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大，兩瓶煤油中溫度計(jì)可以顯示煤油的溫度．（1）上述實(shí)驗(yàn)中銅絲和鎳鉻合金絲采用的電路連接方式是串聯(lián)，這樣連接的目的是控制通過(guò)金屬絲的 電流 和通電時(shí)間相同．（2）實(shí)驗(yàn)中，小明和小紅發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高很快，這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越 大 ，產(chǎn)生的熱量越多．（3）小紅提議利用該裝置改裝成“比較食用油和煤油的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)．若燒瓶B的器材不變，她們除了把燒瓶A的煤油換成食用油外，還需更換燒瓶A中的金屬絲．此外，為了能在通電一段時(shí)間后，通過(guò)兩溫度計(jì)示數(shù)的變化量來(lái)比較食用油和煤油的吸熱能力，他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)必須滿(mǎn)足的條件還有燒瓶A、B中食用油和煤油的 質(zhì)量 相同，燒瓶A、B中金屬絲的電阻 相同 （填“相同”或“不相同”）．考點(diǎn)：焦耳定律．菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有專(zhuān)題：探究型實(shí)驗(yàn)綜合題．分析：（1）根據(jù)圖示可知，兩電阻串聯(lián)，目的是控制通過(guò)它們的電流相等，由焦耳定律可知阻值越大的電阻產(chǎn)生的熱量越多，溫度升高越快；（2）根據(jù)Q=I2Rt可知，要研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，必須保持電流和通電時(shí)間相同，比較AB產(chǎn)生熱量多少與電阻大小的關(guān)系．（3）由吸熱公式Q吸=cm△t可知，要比較食用油和煤油的比熱容大小，應(yīng)讓兩瓶中食用油和煤油的質(zhì)量m相等、吸收的熱量相等，通過(guò)比較它們升高的溫度大小關(guān)系，得出比熱容的大小關(guān)系．解答：解：（1）兩電阻串聯(lián)，所以通過(guò)它們的電流相等；目的是控制通過(guò)金屬絲的電流和通電時(shí)間相同．（2）鎳鉻合金絲的電阻大于銅導(dǎo)線的電阻，燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高很快，這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．（3）要比較食用油和煤油的比熱容，則應(yīng)讓食用油和煤油的質(zhì)量相等，吸收的熱量相等，由溫度的變化求得比熱的大??；故用相同質(zhì)量的食用油代替水，兩瓶中都有相同電阻絲，電阻相等．故答案為：（1）電流；（2）大；（3）質(zhì)量；相同．點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)焦耳定律的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)控制變量法、轉(zhuǎn)化法的掌握和應(yīng)用，以及學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力；控制變量法為物理實(shí)驗(yàn)中的常用方法，應(yīng)重點(diǎn)掌握． 7．（2013?宿遷）在探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”實(shí)驗(yàn)中（1）為了探究電熱器產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了甲圖裝置，在燒瓶?jī)?nèi)安裝一根電阻絲，并插入一支溫度計(jì)，通過(guò)比較燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度變化，來(lái)判斷相同時(shí)間內(nèi)不同電流產(chǎn)生的熱量多少，這種研究方法叫 轉(zhuǎn)換法?。羲胱専?jī)?nèi)液體在短時(shí)間內(nèi)溫度變化更明顯，應(yīng)選用 煤油?。ㄟx填“煤油”或“水”），理由是 煤油比熱容小，相等的質(zhì)量吸收相同的熱量，溫度上升明顯?。?br />
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