内容正文:
物 理
第十八章 电功率
实验2 探究电流的热效应
温度计示数
越多
B
串联
转换法
控制变
量法
电流
转换法
甲
大
热量
当电流和通电时间一定时,电流通过导体产
1.6
生的热量跟导体的电阻成正比
在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
1题图
(1)用图甲所示装置探究电热器产生的热量与电流的关系,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较__________的变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。
(2)先测量烧瓶内液体的温度,然后闭合开关,通电30 s后再测量烧瓶内液体的温度,将温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(如表所示)。
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
温度升高量/℃
1
0.3
30
10
1.5
2
0.6
30
10
6.0
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量________。
(3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择图乙中________(选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶________(选填“串联”或“并联”)。
(4)物理研究方法有很多,本实验运用了两种方法,分别是________、________ _____。
[解析](3)要探究电热器产生的热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,电阻不同。
(黔东南州)如图所示,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。
2题图
(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中的________不相等。
(2)由于电流通过导体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A、B两U形管中液面高度的变化,________(选填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越________(选填“大”或“小”),导体中产生的热量越多。
(浙江台州)某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)采用优质保温材料的目的是减少实验过程中________的散失。
(2)保持水的质量和电流不变,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化ΔT和通电时间t的数据,整理部分数据并绘制图像如图乙。
3题图
根据上述实验,可以得出结论:________________________________________ ____________________________________。
(3)保持水的质量、电阻和通电时间不变,改变电流大小,相关数据整理如下表。请分析表中数据,并将表中所缺的数据补上。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
______
2.5
3.6
[解析](1)采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失。(2)水的质量相同,水温变化ΔT与吸收热量的多少成正比,水温变化ΔT越大,电阻丝产生的热量越多,即当电流和通电时间一定时,电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。(3)不计热量损失,Q吸=Q放,cmΔT=I2Rt, eq \f(ΔT1,ΔT3) = eq \f(I12,I32) ,ΔT3= eq \f(ΔT1I32,I12) = eq \f(0.4 ℃×(0.4 A)2,(0.2 A)2) =1.6 ℃。
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