期末复习《焦耳定律》实验题专练B卷 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

2024-2025学年人教版九年级（全一册）物理期末《焦耳定律》 实验真题专练B卷 姓名：___________班级：___________ 1．在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中，小雨猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是她利用图甲所示的装置进行实验探究，图乙三个装置的透明容器中密封着等量的空气，且各装有一段电阻丝，阻值分别为10Ω、5Ω、5Ω。实验中将A、B、C按一定的方式组合后，分别接入图甲中与MN两根导线相连的接线柱上。 (1) 用笔画线代替导线，将图甲中的滑动变阻器接入电路。要求：①滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数变大；②导线不能交叉； (2)闭合开关后，发现电流表指针偏转角度较小，且滑片左右移动时，电流表的指针偏转几乎不变，电路中的故障可能是 ； (3)排除故障后继续进行实验，实验中通过观察U形管中左右两侧液柱的高度差来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。请列举一个与该物理研究方法相同的实验： ； (4)要探究电流产生热量的多少与电阻大小的关系，应选用 （选填“A与B”“A与C”或“B与C”）组合，并将它们 （选填“串联”或“并联”）接入电路进行实验； (5)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流越大，通电导体产生的热量越 ； (6)小雨进一步学习了解到：英国物理学家 早在1841年就确定了，当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟 成正比的关系。 2．如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验装置。 (1)将、两电阻串联在电路中，目的是 ；两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较； (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间后，可以得出结论： ； (3)家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电线却不怎么热，主要是因为发热管的 比电线的大； (4)完成上述实验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，A、B两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的； (5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 3．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，小明和小华同时进行了实验，小明设计的实验电路如图甲所示，两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内，瓶中插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，小明应在图1的甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的 （选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是 　 　（选填序号）； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C．“伏安法”测电阻 (3)爱思考的小明，还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力，在图1甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体 。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系，c甲 c乙。（均选填“>”、“<”或“=”） (4)另一小组的小华同学用如图2探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验，实验中给装置通电， （选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度变化较快。如果通过左侧容器中电阻丝的电流是2A，则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是 J。 4．如图甲、乙所示，在探究“影响电流的热效应的因素”实验中，三个烧瓶中装入等质量的煤油。 (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示的装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，该实验通过比较 （选填“温度计示数的变化”或“加热时间”）来判断相同时间内不同电流产生热量的多少。下列探究实验也采用这种研究方法的是 。 A．探究电流与电压、电阻的关系； B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻； C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较。 (2)实验中，对于烧瓶内的液体，小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是 。 (3)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；然后移动滑动变阻器的滑片改变电流的大小，重复上述操作（见表）。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度的升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越 。 (4)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙所示的 （选填“B”或“C”）烧瓶中的电阻与图甲所示烧瓶中的电阻 （选填“串联”或“并联”）。 5．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。 (1)图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置； (2)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 ； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 (3)在如图乙这种情况下，左侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J； (4)某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 。 6．为了验证“通过电热丝电流大小和通电时间相同的情况下，电热丝的电阻值越大，其产生的热量越多”的猜想，电流表和停表各一块，导线若干，以及完全相同的温度计和阻值不同的电热丝，其中三个电热丝的电阻值大小关系为R1＜R2＜R3，它们的电阻值均不随温度发生变化，他设计的实验电路图如图2所示； (1)实验中用 反映电流通过电热丝产生热量的多少； (2)以下是小炜的主要实验步骤，请你帮他补充完整： ①按电路图将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入电路中，把滑动变阻器的滑片P调到接入电路阻值最大的位置； ②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，用电流表测量通过电热丝的电流I0，将电热丝阻值R、t0的数据记录在表格中，通电1min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S； ③分别用装置乙和装置丙替换电路中的装置甲，仿照步骤（2）再做2次实验，每次闭合开关S后，使 ，开始计时的同时观察并记录装置中温度计的示数t0，将电热丝阻值R、t0的数据记录在表格中，通电1min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S； ④利用公式Δt= （用测量的物理量的符号表示）计算出每次实验中煤油升高的温度，并记录在表格中； (3)请帮助该同学设计一个记录实验数据的表格。 7．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初温、质量相同的空气。 (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 来显示容器内空气温度的变化； (2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝 （填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与 的大小的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多； (3)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 的大小的关系，R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1：Q2＝ 。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，R3应选用 （从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻）； (4)图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，则可能的原因是 ； (5)图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的 液面高度差明显变大，但右侧U形管液面高度差不变，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是______。 A．R1电阻丝断路 B．R2电阻丝断路 C．R3电阻丝断路 D．R3电阻丝短路 8．如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气。 (1)接通电路后，容器中电阻丝的内能增大是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式，该实验中我们是通过观察 来反映电流通过导体时产生热量的多少。 (2)图甲中的A、B管，在通电时间相等时， 管液面上升更高，表明电流通过导体产生的热量多少与 有关。 (3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，右边透明容器中应该选用阻值为 Ω的电阻丝。 9．学习小组进行了3组探究实验，甲“探究不同物质吸热升温的现象”、乙“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”和丙“探究电阻对电流产生热量多少的影响”。 (1)甲、乙、丙中除了图中的器材，还要用到的测量工具是天平和 ； (2)甲图物质吸收热量的多少用 来表示，乙丙图物质吸收热量的多少用 来表示（填“加热时间的长短”和“温度计示数的变化”）； (3)把丙图中一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体， （“能”或“不能”）完成图甲实验； (4)学习小组对丙图实验装置进行了改进，改进后如图所示， 如上图，利用A、B可以研究电流通过导体产生热量的多少与 的关系；利用A、C可以研究电流通过导体产生热量的多少与 的关系。 10．实验小组利用下面实验装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关”； （1）在如图1实验方案中，小东想探究“电热与电阻的关系”，实验中通过观察 来比较电阻丝产生热量多少；在选择和时应注意阻值相差要 ；他把两个电阻串联的目的是 ； （2）在不改变电路连接方式的基础上，小方还想探究“电流产生的热量与电流大小的关系”。 ①请你写出实验思路； ②在得出通电导体产生热量和电流的关系后，小红又根据公式推导出热量Q和电流I定量关系，绘出其图2其中正确的是 。 11．如图所示，是小刚同学在探究“电流通过导体产生热量的影响因素”的实验装置。U形管中注入了水，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。 (1)其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着质量相等的空气，实验中通过观察两个U形管中水面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验方法叫 ； (2)图乙所示的实验装置 （选填“c”或“d”）容器中电阻的电流小，可以用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系； (3)用图甲所示的实验装置做实验，实验装置 （选填“a”或“b”）容器中产生的热量较多；在做某次实验中，观察到串联在图甲中电流表的示数如图丙所示，则图甲b容器中定值电阻在2min内产生的热量是 J。 12．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)实验中通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少； (2)甲装置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U形管中液面的高度差大； (3)乙装置可探究电流产生的热量与 的关系，电阻的作用主要是 ； (4)如果乙装置中发生了断路，则左侧容器中电阻丝的发热功率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (5)利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在 两个接线柱之间即可。 13．用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。 (1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 端； (2)闭合开关后，电流表和电压表示数为0，移动滑片P，两表指针不偏转；将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触B点，电压表指针偏转，若电路中只有一处故障，则可能是 ； (3)排除故障后，重新开始实验，记录数据，并画出I-U图像（图乙），依据图像，得到的结论是 ；实验过程中当电压表示数变大时，电路的总功率 ； (4)探究电流与电阻的关系时，将5Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，电流表示数如图丙所示；断开开关，换接20Ω的电阻，正确操作后，读取电流表的示数，1min内电流通过R产生的热量为 J。 14．在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验 ”中。某兴趣小组猜想：电 流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们 利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻 丝，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。 (1)如图甲，此时的 U 形管 （选填“是 ”或“不是 ”）连通器； (2)要探究电热与电阻的关系，应选用 组合，并将它们 接到电源两 端进行实验； (3)选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置 U 形管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻和 相同的情况 下，通过导体的电流越大，产生的热量 。其中丙容器外 5 Ω 的电阻起到 （选填“分流 ”或“分压 ”）的作用； (4)小红探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系 ”时。经多次实验测量，收集实验 数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度 h 与电流 I 的关系图象。根据焦耳定律可知，如图丁中能正确反映 h - I 关系的是 。 学科网（北京）股份有限公司 答案： 1．(1) (2)将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路 (3)探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，用海绵凹陷程度来判断压力的作用效果 (4) A与B 串联 (5)多 (6) 焦耳 电流的平方 【解题过程】（1）根据欧姆定律可知，当电压不变时，电阻变小则电流变大；题目要求把滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数变大，也就是把滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小，所以应该把滑动变阻器左下端接线柱接入电路，如下图所示： （2）闭合开关后，发现电流表指针偏转角度较小，说明滑动变阻器接入电路的电阻较大；滑片左右移动时，电流表的指针偏转几乎不变，说明移动滑片不能改变变阻器接入电路的阻值，则故障可能是：将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路。 （3）因为难以直接测量出电流产生热量的多少，实验中通过观察U形管中左右两侧液柱的高度差来比较相同时间内不同电流产生热量的多少，这样的实验方法叫转换法；在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，用海绵凹陷程度来判断压力的作用效果也是采用的转换法。 （4）[1][2]要探究电流产生热量的多少与电阻大小的关系，需要控制通过的电流大小和通电时间相等，根据串联电路中电流处处相等可知，应该选用A与B组合，并将它们串联接入电路进行实验。 （5）调节滑动变阻器改变接入电路总电阻，从而改变通过定值电阻的电流大小，经过多次实验比较后发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流越大，通电导体产生的热量越多。 （6）[1][2]由物理学史可知，英国物理学家焦耳在1841年发现载流导体中产生的热量与电流的平方、导体的电阻、通电时间成正比。即是当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的平方成正比的关系。 2．(1) 控制电流和通电时间相等 温度计升高的温度 (2)在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 (3)电阻 (4)相同 (5) 质量 水 【解题过程】（1）[1]串联电路电流处处相等，将RA、RB两电阻串联在电路中，目的是为了控制通过两电阻的电流和通电时间相等。 [2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察温度计升高的温度来反映电阻产生热量的多少。 （2）图甲中两不同的电阻串联，两电阻的电流和通电时间相同，可以得出的结论是：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 （3）电线的电阻远小于发热管的电阻，发热管和电线串联，通过的电流相等，由可知，相同时间，电流通过电线产生的热量较少，电流通过发热管产生的热量比较多，故家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电线却不怎么热。 （4）为保证不同物质相同时间吸收相同的热量，需要让甲、乙两个电阻丝相同时间放出相同的热量，由可知，甲、乙两个电阻丝的阻值必须相同。 （5）[1]比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的质量相等，故两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油。 [2]两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，由可知，两个电阻丝放出的热量相同，水和煤油吸收的热量也相同，煤油的温度更高，即煤油升高的温度更高，由可知，水的比热容更大，即水的吸热能力更强。 3．(1)煤油 (2)B (3) ＝ < (4) 左边 300 【解题过程】（1）水的比热容大于煤油的比热容，质量相同的水和煤油吸热相同，根据可知煤油的温度升高得多，为了让实验效果更显著，小明应在甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的油。 （2）实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，采用了转换法； A．探究电流与电压、电阻的关系，采用了控制变量法； B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关，根据电流表示数大小比较电阻的大小，采用了转换法； C.“伏安法”测电阻，为减小误差要多次测量取平均值，没有采用转换法；故AC不符合题意，B符合题意。 故选B； （3）[1][2]在甲、乙两瓶内换用质量，初温都相同的不同液体，根据Q=I2Rt，为控制相同时间不同物质吸热相同，故换用两个电阻丝的阻值。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，根据比较吸热能力的方法，则甲、乙两瓶内液体比热容的关系为c甲<c乙。 （4）[1][2]如图2，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联，串联电路各处电流相等，所以右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，并联电路干路电流等于各支路电流之和，即I左=I内+I外，比较可知I左>I内。 两瓶中的电阻值相等（均为5Ω），通电一段时间后，由于瓶中电阻相同、通电时间相同、I左>I内，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，左瓶内电阻丝产生的热量多，则左侧U形管液面高度的变化较大。 并联电路各支路两端电压相等，两个5Ω的电阻并联，由欧姆定律可得，I内=I外，则 右侧容器中电阻丝在7min内产生的热量为 4．(1) 温度计示数的变化 C (2)煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度变化比较大 (3)多 (4) C 串联 【解题过程】（1）[1]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，温度计示数变化越大，电流产生的热量越多。 [2]A．探究电流与电压，探究电流跟电压关系时，探究电流跟电阻关系时，这是控制变量法，故A不符合题意； B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，是等效替代法，故B不符合题意； C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较，这是把小车的动能转换为对木块做功的多少，是转换法，故C符合题意。 故选C。 （2）根据可知，煤油比水的比热小，吸收相同的热量，煤油的温度变化比较大，温度计示数变化明显，实验效果比较好。 （3）由表格数据知，电阻相同，电流越大，温度升高量越大，说明电流产生热量越多。 （4）[1][2]电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量多少跟电阻的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小，由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的C电阻与甲图中的烧瓶电阻串联。 5．(1) 电流 电阻 (2) U形管液面高度差 B (3)16 (4)透明容器密闭性不好 【解题过程】（1）[1][2]由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，电阻的大小不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。 （2）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，采用的是转换法。 [2] A．探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法，故A不符合题意； B．用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法，故B符合题意； 故选B。 （3）由图知，电流表选择的是量程，对应的分度值是，电流表示数为0.4A；左侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 （4）由可知，电阻丝和在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。 6．(1)温度计升高的示数 (2) 电流为I t﹣t0 【解题过程】（1）根据转换法，实验中用温度计升高的示数反映电流通过电热丝产生热量的多少。 （2）[1] ③根据实验目的，要控制电流和通电时间相同，分别用装置乙和装置丙替换电路中的装置甲，仿照步骤（2 ）再做2次实验，每次闭合开关S后，调节滑动变阻器滑片P，使电流为I，开始计时的同时观察并记录装置中温度计的示数t0，将电热丝阻值R、t0的数据记录在表格中。 [2] 利用公式Δt=t﹣t0计算出每次实验中煤油升高的温度，并记录在表格中。 （3）根据实验要求，控制通电时间相同，改变通过电阻丝的电流大小，用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少，且本实验进行了三次，据此设计记录数据的表格如下所示 实验次数 电流大小I/A 初温t0/℃ 末温t/℃ 升高的温度Δt/℃ 1 2 3 7．(1)U形管中液面高度变化 (2) 串联 电阻 右 (3) 电流 4∶1 2Ω (4)左侧容器漏气 (5)BD 【解题过程】（1）实验中，运用转换法通过观察U形管液面的高度差来得到容器内空气温度的变化，即U形管液面的高度差越大，容器内空气温度越高。 （2）[1]甲图中，容器内两电阻丝收尾顺次相连，是串联的。 [2][3]根据串联电路中电流的特点可知，两电阻丝电流相等，通电时间也相等，所以该实验是来探究电流产生的热量与电阻之间的关系，由可知，电阻越大产生的热量越多，因此右侧容器产生的热量多。 （3）[1]图乙中，R2与R3并联，再与R1串联，此时R1在干路上，R2在支路上，电流的大小不同，电阻及通电时间相同，所以是探究电流产生的热量与电流之间的关系。 [2]因为R2与R3的阻值相同，并联后电流相同，所以通过R1的电流是R2的2倍，根据可知 [3]根据并联电路中电阻的特点可知，总电阻小于最小的分电阻，所以当R3阻值越小，经过左侧容器的电流越大，左右两个U形管内液面高度差差异更大，因此选用2Ω电阻丝。 （4）通电一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，说明电路是通路，左侧U形管的液面高度不变，可能是左侧装置气密性不好，漏气。 （5）实验中，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，若是由于电路故障引起的，说明左侧容器内的电阻丝没有故障，右侧容器内无电阻丝产生热量，因此可能是R2电阻丝断路、R2电阻丝短路或R3电阻丝短路，故BD符合题意，AC不符合题意。 故选BD。 8．(1) 做功 U形管两边液面高度差 (2) B 电阻大小 (3)5 【解题过程】（1）[1]电流流过电阻丝时会做功，将电能转化为电阻丝的内能，则容器中电阻丝的内能增大是通过做功方式。 [2]电流通过电热丝产生热量的多少不能直接观察，各个容器内空气的温度变化可以通过液面高度差的变化来反映。 （2）[1][2]左图中两电阻丝串联，电流与通电时间相同，右边的电阻阻值较大，产生热量较多，则B管液面上升得更高。 （3）探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，需要控制导体的电阻和通电时间相同，左侧容器内电阻为5Ω，则右边透明容器中应该选用阻值为5Ω的电阻丝。 9．(1)秒表 (2) 加热时间的长短 温度计示数的变化 (3)不能 (4) 电流 电阻大小 【解题过程】（1）甲中控制沙子和水的质量相同、吸收的热量相同，同时记录温度升高的数值，吸收相同的热量通过相同的酒精灯火焰加热相同的时间实现，故需要天平和秒表。乙中控制酒精和碎纸片的质量相同、烧杯中的水的质量相同，需要天平，通过温度计温度升高的多少表示燃料放出的热量多少，两种燃料必须燃烧干净，不需要秒表；丙中控制电流相同、被加热液体的种类和质量相同，由于两电阻串联，加热时间相同，故需要天平，不需要秒表，综上可知，还要用到的测量工具是天平和秒表。 （2）[1][2]结合前面分析以及转换法可知，甲图物质吸收热量的多少用加热时间的长短来表示，乙丙图物质吸收热量的多少用温度计示数的变化来表示。 （3）把丙图中的一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体，还需要将两个电阻换成同一阻值的电阻才能保证相同时间产生相同的热量，才可以完成探究不同物质的吸热能力的实验，所以，不能完成图甲实验。 （4）[1]A、B装置中，两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，容器内两电阻大小相同，通过时间也相同，根据串联电路的电流特点可知，通过左侧容器电阻的电流大于通过右侧容器内电阻丝的电流，根据控制变量法，可研究电流产生的热量与电流的关系。 [2]在A、C装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系。 10． 细玻璃管中红色液柱上升的高度 大 控制通过两个电阻丝的电流和通电时间相同 B 【解题过程】（1）[1][2][3]电阻丝产生热量越多，液体受热温度升高，细玻璃管中红色液柱上升的高度越大，故可以根据细玻璃管中红色液柱上升的高度来描述电阻放出热量的多少；在选择和时应注意阻值相差要大一些，产生的热量相差比较大，细玻璃管中红色液柱上升的高度对比，更容易观察；把两个电阻串联的目的是保证了电流相同，同一个电路，保证了通电时间相同。 （2）①[4]想探究“电流产生的热量与电流大小的关系”，则需要改变电流，控制电阻相同，通电时间相同，在探究“电流产生的热量与电流大小的关系”时，可调电源的滑片置于某一点，观察（或）在通电时间t内液柱上升的高度；断开开关，当液柱回到原来位置后，将可调电源的滑片置于另一点，观察（或）在同一通电时间t内液柱上升的高度，加以比较。 ②[5]根据可知，控制电阻与通电时间不变，电阻产生的热量与电流的平方成正比，故电阻产生热量是电流的二次函数，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 11．(1)转换法 (2) d 电流 (3) b 300 【解题过程】（1）实验中采用转换法，通过观察两个U形管中水面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。 （2）[1]图乙所示的实验装置，右边容器内的电阻与容器外阻值相同的电阻并联后，再与左边容器内阻值相同的电阻串联，由串并联电流特点得，左边容器内电阻的电流等于右边容器内电阻的电流与容器外电阻电流之和，则d容器中电阻的电流小。 [2]实验中控制电阻的阻值相同，改变电阻的电流大小，可以用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。 （3）[1]甲图中容器内两电阻串联，则两容器内电阻的电流与通电时间相同，b容器中电阻阻值较大，由得，实验装置b容器中产生的热量较多。 [2]由图丙得，电流表的分度值为0.02A，示数为0.5A，则图甲b容器中定值电阻在2min内产生的热量是 12．(1)液面高度差 (2) 电阻 右 (3) 电流大小 使通过和的电流不相等 (4)变小 (5)BD 【解题过程】（1）电流通过电热丝产生热量的多少不能直接观察，电热丝产生的热量被容器内空气吸收，各个容器内空气的温度变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映。 （2）[1]在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流与通电时间相同，故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。 [2]通电一段时间，因为右边容器的电阻10Ω大于左边容器的电阻5Ω，根据可知右边产生的热量多，右侧容器中U形管中液面的高度差大。 （3）[1]乙装置中，通过R1、R2的电流不同，但二者阻值相同，又因通电时间一定，故研究电流产生热量与电流大小的关系。 [2]为使R1、R2的电流不同，可将R3与R2并联。 （4）乙装置中R3发生断路，则右侧的电阻变大，根据串联电路的电阻关系可知电路的总电阻增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，根据公式可知，电阻丝R1的发热功率将变小。 （5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，应将两电阻丝并联，所以将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在BD两个接线柱之间即可。 13．(1)左 (2)导线BC间断路 (3) 当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比 变大/增加 (4)12 【解题过程】（1）为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片P置于最大电阻处，即最左端。 （2）闭合开关后，电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数为0，说明电压表与电源没有连通；将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下，试触C点，电压表指针不偏转，试触B点，电压表指针偏转，说明此时电压表与电源连通，电压表并联的电路断路，若电路中只有一处故障，则可能是导线BC断路。 （3）[1]由图乙可知，图线为一条过原点的斜线，故得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 [2]根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器的电阻变小，两端的电压变小，电压表的示数变大，电路电流变大，电源电压一定，由P=UI可知，电路的总功率变大。 （4）由图丙知，电流表的量程为小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，根据欧姆定律得，电阻R两端的电压 探究电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压一定，断开开关，换接20Ω的电阻时，其电阻R两端的电压也调至2V，根据和受得，1min内电流通过R产生的热量 14．(1)不是 (2) 甲、乙 串联 (3) 通电时间 越多 分流 (4)A 【解题过程】（1）上端开口、底部连通的容器叫连通，由于图甲中一端封闭，故此时它的U形管不是连通器。 （2）[1][2]要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。 （3）[1][2]选用乙、丙组合，串联在电路中，此时右边两个电阻并联后再与左边的电阻串联（如下图），由并联电路的电流特点可知通过乙容器中5Ω电阻的电流大于通过丙容器中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。 [3] 丙容器外 5 Ω 的电阻与丙容器内5Ω的电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，右侧容器外并联的电阻丝起到分流作用。 （4）小红用如图丁所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图像，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，根据焦耳定律知道 ①Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图丁中能正确反映h-I关系的是A。 15．(1) 温度变化量 煤油 (2) 串联 B烧瓶中煤油温度变化量较大 【解题过程】（1）[1]电阻丝产生热流道多少无法直接观察到，是通过比较烧瓶内温度的变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。 [2]根据Q=cmΔt可知，在Q、m相同时，c越小，Δt越大，越容易观察，所以为了实验效果更加明显，实验应采用比热容较小的煤油。 （2）[1]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等，电阻不同，所以应该将RA和RB串联接入电路，以保证电流和通电时间相等。 [2]实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少。如果实验中观察到B烧瓶中煤油温度变化量较大，则说明其他条件相同时，导体的电阻越大，电流的热效应就越显著。 16．(1)高度差 (2)不是 (3) 1：2 电流 (4)控制变量法 【解题过程】（1）在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U形管内左右两侧液面高度差大小来体现的，这种方法叫转换法。 （2）图中的两个U形管上端不都是开口的，所以装置中的U形管不是连通器。 （3）[1]图甲两个电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过左侧电阻的电流等于通过右侧容器中电阻的电流，根据公式Q=I2Rt可知，通电后，图中左、右电阻相同时间产生的热量之比 Q1∶Q2=R1∶R2=5Ω∶10Ω=1∶2 [2]图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻后，由串并联电路电流的规律可知通过两个容器中的电流不同，两个容器中电阻相同，探究电流产生的热量与电流的关系。 （4）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，用到控制变量法。 学科网（北京）股份有限公司 $$