专题09 电学探究型实验（二）-备战2022年中考物理常考热点实验攻略（通用版）

专题09 电学探究型实验（二）（原卷版） 实验一、探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 【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】 （1）电流产生的热量与电阻的关系 如图所示，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。 （2）电流产生的热量与电流大小的关系 如图所示，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。 【考向点拨】 1.实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体 。 2.被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显。 3.选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。 4.探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。 5.两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同。 6.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 7.该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好。 8.如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计，也可以完成实验。 【典例1】（2021·广西贵港·中考真题）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R1>R2。 实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系； （1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；_______ （2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制_______；电阻丝放出热量的多少，通过_______来进行判断。 （3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入_______相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容_______水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）； 实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系 （4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在实验一中温度升高Δt1，在实验二中温度升高Δt1′，则Δt1′_____2Δt1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小______正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。 （5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值_______的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为________（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。 【典例2】（2021·贵州安顺·中考真题）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提出了下列猜想： A．与通电时间有关 B．与电阻大小有关 C．与电压大小有关 D．与电流大小有关 实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。 请回答下列问题 （1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明： ①电阻丝产生的热量通过______的方式传递给火柴头； ②电阻丝产生的热量与通电时间______（选填“有关”或“无关”）； （2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）； ①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热量多？__