专题二十三 探究影响电流通过导体产生热量的因素-备战2023年中考物理高效提分专题训练（全国通用）

专题二十三 探究影响电流通过导体产生热量的因素 知识点1：探究影响电流通过导体产生热量的因素 【实验目的】 研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？ 【实验原理】 Q=I2Rt 【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。 【实验方法】 1.控制变量法 ①在探究热量的多少与电流的关系时，应控制两个电阻丝的阻值相同，应采用并联多一个相同阻值的电阻；②在探究热量的多少与电阻的关系时，应控制通过两个电阻丝的电流相同，应采用串联的方式。这里就应用了控制变量法。 2.转化法 实验中电流产生的热量不能直接观察到，但热量的变化可以用温度的变化来感知。通过温度计升高的示数或者U型管的高度差间接知道电流产生的热量的多少，这是转化法。 【实验示意图】 【实验步骤】 ①电流产生的热量与电阻的关系 如甲所示，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。 ②电流产生的热量与电流大小的关系 如乙所示，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。 【实验结论】 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多。 【实验考点】 （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；而且是绝缘体。 （2）被加热材料选用空气的原因：空气受热易膨胀，实验现象更明显。 （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，采用在其中一个电阻的两端多并联一个电阻的方式。探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同，采用串联的方式；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，通过改变通电时间的长短的方式。 （5）通过温度计升高的示数或者U型管液面的高度差来比较热量的多少. （6）U型管没有明显的高度差的原因：①电阻断路或者短路；②装置漏气。 探究影响电流通过导体产生热量的因素 1．（1）如图甲所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，将两个容器中的电阻丝R1和R2串联接到电源两端，将容器外部的电阻丝R3和R2并联； ①图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与 ___________的关系，电阻丝R3的作用是使通过电阻丝R1和R2的电流 ___________； ②如图乙所示，某小组在实验中观察到左侧U形管中液面很快出现高度差，右侧U形管中液面高度差为零，原因可能是电阻丝 ___________断路。 （2）小华在探究怎样产生感应电流的实验中，设计了如图丙所示的实验装置。 ①将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：___________； ②将磁体从螺线管中向左拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向 ___________（选填“左”或“右”）偏转； ③通过前两步实验，可得出感应电流的方向与 ___________方向有关。 2．（1）如图甲装置是探究在通电时间和 ___________相同时，电流通过导体产生的热量与 ___________的关系的实验。在这个实验中： ①接通电源，通电一段时间后，U形管中液面高度变化如图甲所示，由此可判断 ___________（选填“右”或“左”）边容器内电阻丝产生的热量较多； ②实验现象表明，在电阻和通电时间相同的情况下，___________越大，电阻所产生的热量越多； （2）小鹏猜想：导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。为了验证猜想，他准备了下面一套器材：三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝（R1<R2<R3）浸没在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图乙所示。然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、如图乙中的烧瓶①用导线连成如图丙所示的电路。接下来小鹏进行了如下操作： a．闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，这时电流表的示数为I，记录相关数据； b．断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，记录相关数据； c．断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，记录相关数据； 小明认为小鹏的实验操作不能验证他的猜想，理由有两点，请你替小明写出来： 理由①___________； 理由②___________。 3．小明想探究电流通过导体时产生的热量Q与导体电阻R的关系。他选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶