期末复习 探究影响电流热效应的因素 （实验题）专题九 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

探究影响电流热效应的因素（实验题） 一、实验题 1．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 (1)实验中，通过观察 ，可比较电阻丝产生的热量的多少； (2)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系； (3)乙装置中的电阻R3的作用主要是 。 2．用图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”，甲、乙、丙三个烧瓶盛有质量和温度都相同的食用油，温度计显示食用油的温度，每瓶食用油中都浸泡着一段电阻丝，中 （1）此实验控制变量是 ；因变量电流通过导体时产生的热量通过 来表示；通过实验可知，丙瓶中的温度计示数变化量最大，则电流通过三段电阻丝产生热量最多的是 ； （2）若探究“电流通过导体时产生的热量与导体中电流的关系”，将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，你认为是否可行并说明理由， 。 3．小明和小芳用如图所示装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验。 （1）小明猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持他猜想的现象是 ； A．接线板上接入的用电器越多，接线板的导线越容易发热 B．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却几乎不热 （2）如图实验装置通过比较U型管内 可以比较容器内电流产生热量的多少，这种研究方法称为 法； （3）小芳用乙装置可探究电流产生的热量与 的关系。将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在 （填“左”或“右”） 侧容器中产生的热量较多。如果乙装置中R3发生了断路，则与断路前相比较，通电相同时间，右侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）通过实验可知，超导材料 （填“能”或“不能”） 作为电饭锅的发热部件。 4．在探究“影响电流热效应的因素”实验中： （1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫 。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用 （选填“煤油”或“水”），理由是 。 （2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）。由此得出：同一导体，在通电时间相等时， 。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.4 30 10 2.4 3 0.6 30 10 5.0 （3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应控制 （选填“电压”或“电流”或“电阻”）和通电时间相同，同时选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （选填“串联”或“并联”）。 5．如图，甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 （1）实验中，用 反映密闭空气温度的变化； （2）图甲可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多； （3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 ； （4）如果乙装置中R3发生了断路，在通电时间相间的情况下，与R3未发生断路之前相比较，左侧U形管中液面的高度差将 选填“变大”“变小”或“不变”）； （5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图 （选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 6．如图所示,在研究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”时,将电阻丝R1、R2、R3分别装在甲、乙、丙三个相同的透明容器中,容器中密封着等量的空气,橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连,容器内电阻丝的电阻R1=10Ω、R2=R3=5Ω;另有一个阻值为5Ω的电阻丝在容器外部,与R3电阻丝并联． (1)若要探究导体产生的热量的多少与电流大小是否有关,则应选用_________两容器及其相连的U形管比较,正确结论是:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的_____越大,产生的热量越多． (2)若要探究导体产生的热量的多少与电阻大小是否有关,则应选用_______两容器及其相连的U形管比较,正确的结论是:在电流和通电时间相同的情况下,导体的________越大,产生的热量越多． (3)通电一段时间后,______容器相连的U形管中两侧的液面高度差变化最大． 7．用如图所示的装置做“探究电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验．(甲、乙是两完全相同的密闭容器．闭合开关前，A、B两U形管内液面相平)            (1)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形管中液面的 来显示甲、乙两容器内空气温度的变化，这里采用了 的探究方法。 (2)通过对比观察， (选填“甲”或“乙”)容器中的电阻产生的热量较多。由此可知，在电流和通电时间相同时，电阻越 ，导体产生的热量越多。 8．如图所示为研究焦耳定律的实验装置.在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中电阻丝的阻值关系为R 甲 ＞R 乙 .闭合开关一段时间，实验现象如图所示.这表明，在 相同时， 越大，电流产生的热量越多. 9．学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。 （1）在A、B两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油，RA和RB串联是为了控制 和加热时间相同，如果有秒表，利用该装置 （选填“可以”或“不可以”）探究电热与电流的关系； （2）如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点，则将对实验器材作哪些改进 、 。 10．（1）如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在 （选填“AC”、“BC”或“BD”）两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断；熔丝熔断前，导线AB中的电流 熔丝CD中的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；在实际生活中，除短路外， 也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断；      （2）小明利用如图乙所示的电路探究“电功与电流的关系”； ①图中两只灯泡工作时的电阻要 （选填“相同”或“不同”）； ②小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去他应该尝试进行的最合理的操作是 ； A．检查滑动变阻器的滑片是否接触不良 B．将甲灯泡换成一个好的同规格灯泡 C．拧紧甲灯泡及它和电流表A1相连的两接线柱 ③小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是 。 试卷第6页，共6页 试卷第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)U形管中液柱的高度差 (2)电阻 (3)使通过R1、R2的电流不同 【详解】（1）利用转换法，通过观察U形管液面高度差，就可比较电阻丝产生的热量的多少。 （2）甲装置中两个电阻串联，当电流和通电时间相等时，探究电流产生的热量与电阻的关系。 （3）乙装置要探究电流产生的热量与电流的关系，所以需要控制电阻和通电时间相同，电流不同，将R3和R2并联，R3可以起分流的作用，使通过R1和R2的电流不相等。 2． 电流和通电时间 温度计示数变化量 R3 不可行，因为三段电阻丝的阻值不同 【详解】（1）[1][2]本实验把三个阻值不同的电阻丝串联，探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系，所以自变量是电阻丝的阻值，控制变量是电流和通电时间；电流通过导体时产生的热量通过温度计示数的变化来表示，这种方法叫转换法。 [3]电阻丝通电后产生的热量越多，食用油吸收的热量就越多，食用油的温度升高的越高，温度计示数变化就越大。丙瓶中的温度计示数变化量最大，说明丙瓶中电阻丝R3产生的热量最多。 （2）[4]要探究电流通过导体时产生的热量与导体中电流的关系，需控制电阻丝的阻值和通电时间相同，由于三段电阻丝阻值不同，故将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路不可行。 3． B 液面高度差 转换 电流 左 变大 不能 【详解】（1）[1] A．接线板上接入的用电器越多，接线板的导线越容易发热是因为并联的用电器越多，干路的电流越大，产生的热量越多，故A不符合题意； B．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却几乎不热，是因为导线的电阻小，在电流相同时，产生的热量少，故B符合题意。 故选B。 （2）[2][3]电流产生的热量不易观察，实验通过比较U型管内液面高度差可以比较容器内电流产生热量的多少，这种研究方法称为转换法。 （3）[4]图乙中电阻大小相同但电流不同，探究的是电热与电流的关系。 [5]左侧电阻接在干路上，右侧电阻接在支路上，左侧电阻的电流更大，由可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，所以左侧容器中产生的热量较多。 [6]由图可知，R3与R2并联，若R3断路，R2的电流等于原来R2与R3电流之和，即R2的电流将变大，由可知，其他条件不变时，R2产生的热量将变多，所以U型管内液面高度差变大。 （4）[7]电饭锅的发热部件是利用电流的热效应工作的用电器，若使用超导材料，在特定条件下没有电阻，则不能产生热量，故不能使用超导材料作为电饭锅的发热部件。 4． 转换法 煤油 煤油的比热容较小，水和煤油的质量与吸收热量相同时，煤油温度上升较明显 电流越大，产生的热量越多 电流 B 串联 【详解】（1）[1]实验中通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法。 [2][3]由于煤油的比热容较小，水和煤油的质量与吸收热量相同时，煤油温度变化较明显，故应选用煤油进行实验。 （2）[4]由表格中数据知，通电时间和电阻相同时，电流越大，温度升高越多，即产生的热量越多，故可以得出结论：通电时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。 （3）[5][6][7]若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相同，电阻不同，所以应该选择B烧瓶与甲图中的烧瓶串联。 5． U形管中液面高度的变化 电阻大小 右 使通过R1和R2的电流不相等 变小 甲 【详解】（1）[1]根据实验装置可知，电流通过导体产生的热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，故虽然热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映。 （2）[2]甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，电阻不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系。 [3]左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，则右侧U形管中液面的高度差大。 （3）[4]图乙的装置，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，通过电阻R3和电阻R2的电流之和等于通过电阻R1的电流，则通过电阻R1的电流与电阻R2的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系，所以电阻R3的作用是分流，使通过R1和R2的电流不相等。 （4）[5]当乙装置中R3发生了断路时，电路中只有R1和R2串联，因R2的阻值大于R2与R3并联的阻值，所以此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内，电流通过电阻丝R1产生热量变少，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将变小。 （5）[6]电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过的电流相等，与甲实验的原理相同，所以可以用甲实验解释“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”。 6． 乙丙 电流 甲乙 电阻 甲 【详解】（1）要探究导体产生的热量的多少与电流大小是否有关，应控制电阻和通电时间一定，则应选用乙和丙两容器及其相连的U形管比较，由Q=I2Rt可知，在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多； （2）要探究导体产生的热量的多少与电阻大小是否有关，应控制电流和通电时间一定，则应选用甲和乙两容器及其相连的U形管比较，由Q=I2Rt可知，在相同时间内，电流相同，电阻越大，通过导体时产生的热量越多； （3）由分析可知，导体产生的热量越多，液面高度差变化越大，由（1）（2）分析可知，通电一段时间后，由Q=I2Rt可知，甲容器相连的U形管中两侧的液面高度差变化最大． 7． 高度差 转换 乙 大 【详解】(1)[1]实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。 [2]像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法； (2)[3][4]由图知,电流相同,时间相同,乙中的电阻大,根据公式Q＝I2Rt可知，乙产生的热量多；由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。 8． 通电时间和电流 电阻 【详解】因为本实验的目的是在保持电流和通电时间相同的前提下，探究热量与电阻的关系，根据电路图知两个电阻丝是串联关系，通过它们的电流相同，通电时间也相同，它们的电阻不同，产生的热量不同，产生热量多的电阻阻值大． 9． 电流 可以 见解析 见解析 【详解】（1）[1]由图可知，两电阻串联， 根据串联电路电流规律可知，通过两电阻的电流相等。 [2]探究电热与电流的关系，应该控制电阻相等，改变通过电阻的电流，由图可知，通过移动滑动变阻器的滑片可以改变电路中的电流，移动滑片多次实验，观察A烧瓶中温度计的变化可以探究探究电热与电流的关系。 （2）[3][4]如用该装置探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，则应对器材作如下调整为使相同时间内放出的热量相同，应将两电阻丝的阻值换成相同的；探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，A、B两烧瓶内应装初温和质量相等的不同种液体。 10． BD 等于 总功率过大（或超负荷运行） 不同 C 较亮灯泡支路中的电流表示数较大（或电流表示数较大的支路中灯泡较亮，意思相同即可） 【详解】（1）[1]如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在BD两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断。 [2][3]熔丝熔断前，导线AB中的电流等于熔丝CD中的电流，在实际生活中，除短路外，用电器的总功率过大也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断。 （2）[4]图中两只灯泡工作时的电阻要不同，在电压相同时，电流不同。 [5]小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去应该用拧紧灯泡和接线柱的方法检查灯泡甲所在的支路是否因为接触不良造成断路。故C符合题意，AB不符合题意。 [6]小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是：电流表示数越大的那条支路上的灯泡越亮。 答案第4页，共4页 答案第3页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $$