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

期末复习《焦耳定律》实验题专练B卷 一、实验题 1．小南同学如图甲、乙两图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置图，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 （1）甲、乙实验中，通过观察 来反映电阻产生热量的多少； （2）探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，应选择 （选填“甲”或“乙”）图装置进行实验； （3）连接好电路后闭合开关，通电一段时间后图乙的容器中左、右两个电阻产生热量的比Q左：Q右 ； （4）完成上述实验后，小南同学又设计了如图丙所示实验装置，探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，其中A，B两个电阻丝的电阻是相同的。向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，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 2．小亮利用如图所示的装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关”，他将两阻值为5和10电热丝分别放在如图所示的甲、乙两个完全相同的烧瓶中，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计，并把两电阻丝串联接入电路。闭合开关通电一定时间，可以通过温度计的示数变化情况，了解电热丝产生热量的多少。请按要求完成下列问题： （1）这个实验方案是用来探究 和 相同时，电流通过电热丝产生的热量与 大小的关系。 （2）实验过程中 （选填：“甲”或“乙”）烧瓶内煤油的温度升高得更多。 （3）实验中用温度计升高的温度反映电流通过电阻生热多少，所用研究方法是 。 A．模型法　　B．等效替代法　　C．转换法　　D．控制变量法 3．在探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置中，甲、乙、丙三个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。实验小组同学猜想：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。于是他们利用如图器材进行了探究实验。 (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)选用 组合，并将它们 联接到电源两端进行实验，可以探究电热与电阻的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多； (3)选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与 的关系，其中15Ω电阻的作用是 ； (4)选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置 。 4．如图所示，两个烧瓶完全相同，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油以及完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值未知的电阻丝R1和R2，小明利用上述实验电路探究“电流通过电阻产生的热量跟电流大小有关”。闭合开关一段时间后，记录温度计甲乙的示数分别为40C和35C。根据实验过程及现象回答下列问题： (1)实验中是通过 反映电阻产生热量的多少的； (2)实验中，电阻丝R1的阻值 R2的阻值（选填“等于”或“不等于”），两电阻丝的通电时间应 。（选填“相等”或“不相等”） 5．如图甲、乙是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，其中，两个透明容器中都有一段电阻丝，密封着等量的空气。 （1）该实验方案是通过U形管中液面的 来反映电流产生热量的多少，这里应用的物理方法是 ； （2）实验装置甲是探究电流产生的热量与 大小的关系，实验装置乙是探究电流产生的热量与 大小的关系； （3）实验中，甲装置通电一会后，发现右边U形管中的液面上升较快，这一实验现象表明，在电流、通电时间相同时，电阻越大，电阻产生的热量 ； （4）实验乙装置通电一段时间后， （选填“左边”或“右边”）的U形管的液面上升得高一些。 6．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的装置，甲、乙、丙三个容器内盛有同种液体。 （1）容器内盛的液体选 （填“水”或“煤油”），更易于观察到温度的变化； （2）本实验通过 （填“加热时间”或“温度计示数”）比较电阻丝产生的热量的多少； （3）甲、丙可以探究电流通过导体产生的热量与 大小有关； （4）甲、乙可以探究电流通过导体产生的热量与 大小有关。 7．小亮想探究电流通过电阻时产生的热量Q与电阻R的关系。他选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油，相同的温度计A和B、阻值为R1和R2的电阻丝（R1<R2），还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线。他连接了如图所示的电路，进行了如下实验：闭合开关通电一段时间后，记录下温度计A的示数为t1，温度计B的示数为t2，发现t1<t2。请根据以上叙述回答下列问题： （1）实验中是通过观察 来反映电流产生热量的多少的； （2）通过上述实验现象小亮认为：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多，请指出小亮实验过程中存在的问题： ； （3）小华用另外一套装置来探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”，如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气，如果要探究产生热量的多少与电流大小的关系，应该选择图 （选填“甲”或“乙”），由此可得出产生的热量和电流大小的关系为： 。 8．小明同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关"时，采用了如图所示的实验装置.请仔细观察甲、乙两图 （1）实验时通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 （2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。 （3）在乙图所示的实验中小明把R3换成了3Ω的电阻，此实验还能否探究想要探究的问题并得出结论? ，（选填 “能”或“不能”）你的理由是 （4）该实验采取的探究方法是 （写一条即可）。 （5）通电一段时间，小明发现其中一个U形管几乎没有现象出现，则出现该情况的原因可能是 . 9．在“探究电流产生的热量与电阻大小是否有关”的实验中，小方同学选取两根阻值不同的电阻丝，两个装有初始温度相同（记为）、等质量（记为）煤油的玻璃瓶，组装成如图所示的电路进行实验． （1）将图中实验电路连接完整（要求变阻器的滑片P向右滑动电路中电流减小）． ( ) （2）在此实验中，滑动变阻器的作用主要是 （3）实验中是通过比较 来比较电阻丝放出热量的多少． （4）实验结束后，小明整理实验器材时，发现滑动变阻器连入电路的电阻丝比金属杆接入电路部分要热很多，其原因是 ． 10．实验桌上有电源一个、开关一个、导线若干以及如图所示的两个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，甲烧瓶内装有水，乙烧瓶内装有煤油，初温相同。水和煤油的比热容如表所示。以上器材均能满足实验要求，请利用上述实验器材。设计一个实验证明，写出实验步骤，画出实验数据记量表格。 水和煤油的比热容[]： 水 4.2×103 煤油 2.1×103 （1）把实验电路图画在下列方框中 ： （2）写出实验步骤： ； （3）设计表格 。 11．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，且里面都有一段电阻丝。用一个电阻与其中一个容器内的电阻丝并联，将透明容器与装有适量红墨水的U形管相连，利用U形管中液面 的变化来反映密闭空气温度的变化。由图可知，在 和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多。 12．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）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和 相等，同时选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （造填“串联”或“并联”）。（甲、乙两图中烧瓶内液体的种类和质量完全相同） 13．某同学用如图甲所示的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明容器中封闭着等量的空气。 （1）实验中通过观察 来比较电流通过导体所产生热量的多少； （2）采用图乙中的实验装置探究“电流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的电炉丝； （3）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线几乎不发热的现象可以用图 （填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 14．实验桌上有两个完全相同的烧瓶， 烧瓶内装有质量相等、 初温相同的煤油、 完全相同的温度计， 烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2。将它们与滑动变阻器、 电源、 开关、 以及导线等组成如题图所示的电路。 利用上述实验器材“探究电流通过电阻产生热量跟什么因素有关”。 (1)该实验探究的是：在 和通电时间相同的情况下， 电流产生的热量跟 的关系 。 (2)实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油的 变化量来表示，变化量大的表明产生的热量 ， 这种物理学研究方法叫做 法。 (3)闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是 温度计，这是因为R1 R2（选填“>“ 或“<”）。 15．小丽研究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关时，用了秒表和如图所示的实验装置。其中甲乙两个相同的烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插一根玻璃管，瓶内各装一个阻值不同的电阻丝R1、R2实验时她进行了下列实验操作步骤： ①将电阻丝R1、R2串联在电路中，标出烧瓶中两根玻璃管内液面的位置，闭合开关后，记下电流表的读数I1，经过时间t0后，标出两根玻璃管内液面的位置； ②断开开关，等两根玻璃管中的液面降回到原来的位置，减小滑动变阻器的阻值后，再闭合开关，记下电流表的读数I2，再经过时间t0后，标出两根玻璃管内液面的新位置； 请按完成下列问题： (1)根据步骤①可以探究电流通过导体产生热量的多少与 是否有关； (2)通过比较步骤①②中 可得出电流产生热量的多少与电流大小有关； (3)该实验中反映电流通过导体产生热量的多少，所采用的物理方法有： 。 A．等效替代法和放大法    B．放大法和转换法    C．控制变量法和等效替代法 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． U形管液面高度差 乙 4:1 水 【详解】（1）[1]实验中运用转换法通过观察U形管液面的高度差来表示电阻产生热量的多少。 （2）[2]要探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”需要控制电阻丝的阻值和通电时间相同，只改变电阻丝的电流，因此应选用乙装置。 （3）[3]根据可知，电阻和通电时间相同，左侧容器中电阻丝的电流为右侧容器中电阻丝电流的2倍，则图乙的容器中左、右两个电阻产生热量的比为4:1。 （4）[4]两圆底烧瓶中放有阻值相同的电阻丝，通电时间相同时产生的热量相同，则水和煤油吸收的热量相同，水和煤油初温相同、质量相等，此时煤油的温度更高，据可知水的吸热能力强。 2． 电流 通电时间 电阻 乙 C 【详解】（1）[1]实验中探究的是烧瓶中的电阻丝通电时产生的热量与哪些因素有关，图中，两电阻串联，通过它们的电流及通电时间相同，两电阻的阻值不同，所以，这个实验方案是用来探究电流和通电时间相同时，电流通过电热丝产生的热量与电阻大小的关系。 （2）[2]实验过程中，通过两个电阻的电流及通电时间相同，乙烧瓶中的电阻阻值较大，产生的热量较多，所以，乙烧瓶内煤油的温度升高得更多。 （3）[3]电阻产生的热量不便于测量，用电阻产生的热量来加热液体，通过测量液体温度变化来反映电阻产生热量的多少，把不便于测量的热量转换为便于观察的温度计示数，采用了转换法，故选C。 3．(1)U形管内的液面高度差 (2) 甲、乙 串 左 (3) 电流 分流 (4)漏气 【详解】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，容器内气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。 （2）[1][2]探究电热与电阻的关系时，应控制电流相同，只改变电阻的大小，所以选用甲、乙两实验进行，将它们串联在电路中。 [3]两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，左侧容器中的电阻大，产生的热量多。 （3）[1][2]选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，则通过容器中电阻的电流不同，而电阻大小和通电时间相同，因此可以探究电热与电流的关系，其中15Ω电阻的作用是分流。 （4）发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置漏气。 4． 观察两支温度计示数变化 等于 相等 【详解】(1)[1]实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少。 (2)[2][3]探究电流产生的热量与电流大小的关系，须使通过两电阻丝的电流不同，而两电阻丝的阻值和通电时间要相同，故电阻丝R1的阻值等于R2的阻值，两电阻丝的通电时间应相同。 5． 高度差 转换法 电阻 电流 越多 左边 【详解】（1）[1][2]实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，电流产生的热量用来加热密封的空气，空气膨胀推动U形管中液柱移动，两边就会出现高度差，电阻产生的热量越多，空气膨胀越大，U形管两面的高度差越大，所以电阻产生热量的多少可以通过液面高度差来反映，这样就把不能直接观察的热量转化为U形管液面高度差，是转换法的应用。 （2）[3]实验装置甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，所以是探究电流产生热量跟电阻大小的关系。 [4]乙图实验装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流与左边电阻的电流相等，根据并联电路的电流特点知，则支路中电流相等，所以右边容器中通过电阻的电流为左侧通过电阻电流的一半，左右两侧容器内电阻相同，所以该装置是研究电流产生的热量与电流大小的关系。 （3）[5] 甲装置通电一会后，发现右边U形管中的液面上升较快，而右侧电阻大于左侧电阻，说明右侧容器内电阻产生的热量多，故结论为∶在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多。 （4）[6]乙装置中。在电阻和通电时间相同的情况下，左侧容器中的电阻通过的电流大于右侧电阻通过的电流，根据焦耳定律可知，左边容器产生的热量更多一些，故左边U形管液面上升得更高一些。 6． 煤油 温度计示数 电阻 电流 【详解】（1）[1]煤油的比热容比水小，质量相同且吸收相同的热量时，温度变化较大，所以选择煤油，更容易观察到温度的变化。 （2）[2]根据转换法，本实验是通过观察温度计的示数变化来比较电阻丝产生的热量的多少。 （3）[3]甲、丙容器中，电流大小相同而电阻不同，说明可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 （4）[4]甲、乙容器中，电阻大小相同而电流不同，说明可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。 7． 温度计示数的变化 没有控制烧瓶中的液体种类相同（或没有进行多次实验，实验不具备普遍性） 乙 在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多 【详解】（1）[1]实验中运用转换法，通过观察温度计示数的变化来比较电流产生热量的多少。 （2）[2]实验中采用的是控制变量法，应控制烧瓶中的液体质量和初温相同且是同种液体；实验中只测了一次，不具有普遍性；为了探究产生的热量与电阻的关系，应改变电阻的阻值，故应选用不同的电阻进行多次实验。 （3）[3]图甲中两个电阻丝串联在电路中，通过的电流相同，电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系；乙图中容器内两个电阻丝的阻值相同，通过的电流不同，所以探究产生热量的多少与电流大小的关系时，故应选择图乙。 [4]该实验中容器内两个电阻丝的阻值相同，通过的电流越大，产生热量越多，可得出的结论为在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。 8． 液面高度差 电阻 能 把R3换成3Ω的电阻，仍然能使通过R1与R2的电流不同 控制变量法或转换法 空气盒有可能漏气 【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法； (2)[2]如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，探究的是电流产生热量跟电阻的关系； (3)[3][4]在乙电路中，R1与R2的阻值相同，但有R3与R2并联，能使通过R1与R2的电流不同，根据控制变量法可知，该装置探究电流产生热量跟电流的关系。把R3换成3Ω的电阻，仍然能使通过R1与R2的电流不同，所以仍然能完成想要探究的问题。 (4)[5]由以上分析可知，该实验采用了控制变量法和转换法。 (5)[6]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。 9． 控制电路中的电流或保护电路 温度计的示数的大小 根据焦耳定律，在电流和通电时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量远大于通过金属杆产生的热量 【详解】（1）由题意可知，要探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，应选取电阻不同的电阻，控制通过它们的电流、通电时间相同，故R1、R2应串联，图中滑动变阻器一端接A点，为了使变阻器的滑片P向右滑动电路中电流减小，所以另一端接C点；如图所示： （2）在实验中，滑动变阻器的作用是调节电路中电流的大小； （3）实验过程中，哪个电阻放出的热量多，哪个瓶中的煤油吸收的热量就多，温度就高，所以通过观察温度计示数的大小来比较放出热量的多少； （4）导体中产生的热量与导体中电流的平方成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比，即Q=I2Rt，由于电阻丝的电阻远远大于金属杆的电阻，所以在电流和通电时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量远大于通过金属杆产生的热量． 10． 见解析 见解析 【详解】[1]根据题意，两个完全相同的保温烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝R，乙烧瓶内装有煤油，初温相同，以上器材可探究液体温度的变化与液体的比热容是否有关，即两个电阻在相同的时间内放出的热量是相同的，探究液体温度的变化与液体的比热容有关时，应控制两种液体吸收的热量相同，故要用两个相同的电阻串联接入电路中。如图所示 [2]实验步骤 ①按电路图连接电路，读出甲乙烧瓶中温度计的示数t0，并记录在表格内；把水的比热容和煤油的比热容也记录在表格内； ②闭合开关，通电一段时间后，并记录在表格中； ③利用计算温度的变化，并将Δt的值记录在表格内。 [3]实验数据记录表格 c/ t3/℃ t/℃ Δt/℃ 11． 高度差 电阻 电流 【详解】[1]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U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。 [2][3]在容器右侧的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，这样使左侧的电阻在干路，右侧的电阻在支路，由于干路电流大于支路电流，所以左侧电阻的电流大于右侧电阻的电流；电阻和通电时间一定，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流越大，电阻产生的热量多。 12． 转换法 煤油 煤油比热容小，相等的质量吸收相同的热量，温度上升明显 电压 B 串联 【详解】（1）[1]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，可以通过温度计示数变化来反映，这是转换法。 [2][3]由于煤油的比热容较小，质量相同吸收热量相同时，煤油升高的温度多，在短时间内用煤油做实验效果更明显，便于观察，所以，应选用煤油进行实验。 （2）[4]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。 [5][6]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B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联。 13． U形管两液面高度差 5 甲 【详解】（1）[1]电流通过电阻丝产生的热量的多少不能直接看出来。可以观察两个U形管中液面的高度差，液面的高度差越大，说明空气体积膨胀的越多，吸收的热量越多，电阻产生的热量越多。因此实验中通过观察U形管液面高度差来比较电流通过导体所产生热量的多少。 （2）[2]探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，应控制电阻、通电时间相同，电流不同，故右边透明容器中应选用阻值为5Ω的电阻丝。 （3）[3]图甲中的实验结论为电流产生的热量的多少与电阻大小有关，电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。电炉丝通过导线连接到电路里，电阻丝与导线串联，电流是相同的，电阻丝的电阻比导线的电阻大，所以电阻丝产生热量多发红，导线产生热量少不发热。 14． 电流 电阻 温度 多 转换 R1 > 【详解】（1）[1][2]由图可知，烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2，且两电阻串联，说明此实验是在控制通电时间和电流相等的情况下，研究电流产生热量的多少与电阻大小的关系。 （2）[3][4][5]实验中电流产生的热量无法直接测量，而是利用温度计去测量煤油的温度变化情况去间接反映产热量的多少，温度变化大的说明产热量多，温度变化小的说明产热量少，这种研究方法叫做转换法。 （3）[6][7]根据可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，由图可知，R1烧瓶中温度计变大较大，产生的热量较多，所以R1＞R2。 15． 电阻大小 甲（或乙、或同一）容器内玻璃管两次液面高度差 B 【详解】(1)[1]步骤①里，将电阻丝R1、R2串联，可知通过导体的电流一样，通电时间也一样，根据可知，在I与t相同的情况下，导体产生的热量Q与导体的电阻R有关。 (2)[2]比较步骤①②可知，在串联电路中减小滑动变阻器的电阻，通过电路的电流会变大，通电时间也相同，根据可知，此时导体产生的热量Q与导体的电流I有关。但是电流产生的热量不能直接观察，可煤油具有热胀冷缩的性质，当受热温度升高，体积会膨胀，就可以通过细玻璃管中液柱的高度变化来判断电流产生的热量多少。因此可以分别观察甲或乙两个细玻璃管的液面高度差来判断产生的热量与通过电流的关系。 (3)[3]通过观察细玻璃管的液面高度差来间接判断产生热量的多少，运用了放大法和转换法。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$