2025年中考物理压轴题训练--焦耳定律的探究

2025年中考物理压轴题训练--焦耳定律的探究 一、实验题 1．某实验小组在探究“通电导体放出的热量跟哪些因素有关”时采用了如图甲、乙所示的实验装置。 （1）实验时观察各图中两个U形管中液面 的变化来比较电阻丝产生的热量的多少； （2）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系； （3）该小组还设计了如图丙所示的装置来研究电流产生的热量与电阻的关系：在两个相同的烧瓶中装有质量 的同种液体，瓶中各放置一根阻值 （选填“相等”或“不等”）的电阻丝、，在实验中通过观察 的示数来比较电阻丝产生热量的多少。 2．小远同学利用如图所示装置完成“电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关”的探究实验。 （1）若要探究电流对电热的影响，应选择观察 两个实验装置； （2）实验中小远还发现，随着通电时间延长，各U形管左右两侧液面高度差均逐渐变大，这表明电流产热的多少与 有关； （3）通电相同时间，三个密闭容器中的电阻产生热量之比为 。 3．如图是李雷“探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验。装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。 （1）实验中通过观察U形管中 的变化来比较导体所产生热量的多少； （2）图中电路是探究电流产生的热量跟 关系的装置，一段时间后， 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。（选填“左”或“右”） 4．某同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。 （1）实验中通过观察两个U型管中 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）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的 越大，电阻产生的热量越多。 5．如图1是探究电流通过导体时产生热量的多少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，U形管液面高度变化是因为容器中空气的温度发生了变化。请回答下列问题： （1）图甲的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟 的关系； （2）图乙的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟 的关系； （3）通电后，甲图中A、B电阻产生的热量之比是 （4）这个实验中应用了控制变量法和 法 （5）如2图，三个完全相同的容器中密封了初温和质量都相等的空气，若通电一段时间后，甲乙丙三个U形管中液面高度差分别为h甲、h乙、h丙，则下列关系中正确的是 。 A．h甲＜h乙＜h丙 B．h甲>h丙>h乙 C．h甲=h丙>h乙 D．h甲=h乙＜h丙 6．如图所示是“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，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭等量的空气，图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。 （1）在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的； （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”）侧盒子中的电阻产生的热量多； （3）实验的结论可进一步用公式 来表达。由公式可知，图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为 ； （4）以下现象能用乙装置的实验结论解释的是 。 A．电炉丝通过导线连接到电路，电炉丝热得发红而导线几乎不发热 B．在家庭电路中，两根导线连接处往往比别处更容易发热 C．冬天在房间里使用电取暖器时，通电越久，房间里温度会越高 D．电风扇通过导线连接到电路里，导线几乎不发热，电热水壶通过同样的导线连接到电路里，导线明显发热 7．小东在探究“电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系”时，用甲、乙两个完全相同的烧瓶装入质量相等、初温相同的煤油，且分别插入两只相同的温度计，组装成如图所示的电路。已知两个烧瓶中电热丝A、B的电阻分别是RA=5Ω 、RB=10Ω。 （1）电热丝A、B以串联的方式接在电路中的目的是 ； （2）闭合开关一段时间后，小东发现甲、乙两瓶中温度计示数均无变化。为了排除电路故障，他用量程为0~3V的电压表进行检查判断。他将电压表的正接线柱与a接线柱连接，电压表的负接线柱依次与其他接线柱连接。对应的电压表示数如下表所示。 电压表的负接线柱与其他接线柱连接情况 接i 接h 接g 接f 接e 接d 电压表示数/V 3 3 3 0 0 0 若电路中只有一处故障，根据以上信息可判断 ；（选填字母） A．金属丝A短路　　B．滑动变阻器短路　　C．滑动变阻器断路　　D．金属丝B断路 （3）实验中我们可以用温度计示数的变化量来表示电流通过导体产生热量的多少，原因是 。 8．如图所示是“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，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。 （1）在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察 来比较的，应用的物理科学探究方法是 ； （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”）侧盒子中的电阻产生的热量多； （3）图乙可探究电流产生的热量与 的关系； （4）由图乙中的实验现象可以得到的结论是在 相同、 相同的情况下，通过电阻的 越大，产生的热量越多。 9．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”实验的部分装置， 两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 （1）实验中通过观察U形管内的液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少，下面实验中没有用到该实验方法的是( ) A．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系 B．探究导体电阻的影响因素 （2）如图甲所示，连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多； （3）图中U形管 （选填“是”或“不是”）连通器，图乙中R2与R3 并联，目的是使通过R1与R2 的 不同； （4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U 形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，经分析，电路存在故障，其故障是 。 10．小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热油和水，因此，她对一些物理现象有了一定的感性认识，她猜想油的比热容比水小。于是，她设计了探究实验如图所示电路，三个规格相同的烧瓶内分别装有质量相同，初温同为16℃的煤油或水，①、②、③分别表示温度计的序号。 （1）为比较水与煤油的比热容大小，应闭合开关 ，观察 （填温度计的序号）两支温度计示数的变化； （2）为探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”，应只闭合开关 ，观察 （填温度计的序号）两支温度计示数变化情况。 11．小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。 （1）实验中，必须取 （填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体； （2）实验中，用 （填序号）间接反映液体吸收热量的多少；通过比较 （填序号）来判断吸热能力的强弱； A．通电时间      B．温度计示数的变化 （3）如表是某次的实验数据，分析可知， （填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强； 物理量 物质 　质量 （g） 　初始温度 （℃） 　加热时间 （min） 　最终温度 （℃） 　液体甲 150 20 3 45 　液体乙 150 20 3 68 （4）若将甲、乙两瓶中的液体换成质量相同的同种液体，阻值不同的电阻丝，则该装置可用来探究电流产生的热量与 的关系。该实验中，将阻值不同的电阻丝串联的目的是 。下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是 。 A．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻； B．探究动能大小与质量、速度的关系； C．探究电功大小影响因素时，通过灯泡亮度表示电流做功多少。 12．在探究“影响电流热效应的因素”实验中： （1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小文设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，实验中烧瓶内液体选择了煤油而不是水，理由是 ； （2）小文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（见表）： 实验次数 电流I/A 通电时间t/s 电阻R/Ω 温度升高量∆t/oC 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：同一导体，在 相等时， 越大，其产生的热量越多； （3）若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻 （选填“串”或“并”）联； （4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油的吸热能力”的实验，则他应选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成 相同的水，实验时水和煤油吸热的多少是通过 来间接反映的。 13．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 （选填“相等”或“不相等”）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容器中定值电阻在内产生的热量是 J。 14．小京用如图所示的电路探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。两个相同的烧瓶中装有质量和初温相同的煤油，电阻丝、的材料和长度相同，但的横截面积较小。 (1)电阻丝的阻值 （选填“大于”“小于”或“等于”）电阻丝的阻值。 (2)该实验采用串联电路可以控制 和通电时间相同。 (3)实验中通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。 (4)通电一定时间后，发现装有电阻丝的烧瓶中温度计示数更高，由此得出的实验结论是：其他条件一定时，电流产生的热量与 有关。 15．如图是探究“电流通过导体时产生的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。甲、乙两装置使用的是同一电源。 （1）实验是通过比较 来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，乙装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后，甲装置中 侧容器中U形管中液面高度差较大。 （3）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 。 （4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比，这个规律叫做焦耳定律。 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 《2025年中考物理压轴题训练--焦耳定律的探究》参考答案 1． 液面高度差 电流 相等 不等 温度计 【详解】（1）[1]根据转换法可知，电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。 （2）[2]图乙是右侧有两个相同电阻并联，再与左侧容器中的电阻丝串联，左侧容器中的电阻丝在干路上，根据并联电路电流特点可知，通过液体中两个电阻的电流不变，但两个容器中的电阻和通电时间相同，因图乙是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。 （3）[3][4]图中两电阻丝串联，则电路中的电流相等，所以探究的是产生热量与电阻的关系，根据控制变量法可知，需要控制液体的质量相等，液体种类相同，但是电阻丝、的阻值不同。 [5]根据转换法可知，通过观察温度计的示数来反映吸收的热量的多少。 2． 甲、丙 通电时间 4∶8∶1 【详解】（1）[1]由于丙容器中的电阻与容器外的电阻并联后再与甲、乙容器中的电阻串联，根据串并联电路的电流特点可知，通过甲、乙的电流相同且大于通过丙的电流，而甲和丙的电阻阻值相同，根据控制变量法的要求，要想探究电流对电热的影响，应选择电阻阻值相同，通过电流不同的装置，即应该选择甲、丙两个实验装置。 （2）[2]实验中小远还发现，随着通电时间延长，各U形管左右两侧液面高度差均逐渐变大，说明电流产生的热量变多，则表明电流产热的多少跟通电时间有关。 （3）[3]丙容器中的电阻跟容器外的电阻并联，再与甲、乙容器中的电阻串联，根据串并联电路电流的特点可知 由焦耳定律可得通电时间相同时，甲、乙、丙容器中的电阻产生的热量分别为 则三个容器中的电阻产生的热量之比为 Q甲∶Q乙∶Q丙＝4∶8∶1 3． 液面高度差 电流 左 【详解】（1）[1]实验中通过观察U形管中液面高度差来比较导体所产生的热量的多少，用到了转换法。 （2）[2]图中两个容器内的电阻相同，通过的电流不同，探究是电流产生的热量跟电流的关系。 [3]由图可得，左边容器内的电流较大，由Q=I2Rt可得，左侧密闭容器内电阻丝产生的热量更多。 4． 液面高度 电阻 电流 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化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，根据控制变量法的思想可知，探究电流产生热量跟电阻的关系。 （3）[3]图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知 I右=I内+I外 所以I左>I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，通过U型管液面高度差可知：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。 5． 电阻大小 电流大小 1∶2 转换 A 【详解】（1）[1]图甲的装置中，两电阻串联，通过的电流相等，通过时间也相同，而容器内两电阻丝阻值大小不同，故是探究电流产生的热量跟电阻大小的关系。 （2）[2]图乙的装置中，根据并联电路电流的规律，通过左容器电阻丝的电流I左大于通过右边容器电阻丝的电流I右，而容器内两电阻丝阻值大小相同，通过时间也相同，故可以用来探究电流产生的热量跟电流大小的关系。 （3）[3]通电后，甲图中A、B电阻的电流相同，通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，甲图中A、B电阻产生的热量之比等于电阻大小之比，即A、B电阻产生的热量之比 QA∶QB=RA∶RB=5Ω∶10Ω=1∶2 A、B电阻产生的热量之比为1∶2。 （4）[4]这个实验中将电阻丝产生热量的多少转换为U形管液面高度差，应用了转换法。 （5）[5]图2中，甲、乙两容器内的电阻串联后再与丙容器内的电阻并联，根据串联电路电流的规律，甲、乙两容器内的电阻通过的电流相等，通电时间也相同，且R甲＜R乙，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，乙容器内电阻丝产生的热量多，根据转换法可知h甲＜h乙。根据电阻的串联，甲乙容器中串联的电阻大于丙容器中电阻的大小，由并联电路各支路电压相等和欧姆定律可知，通过丙容器中电阻丝的电流I丙大于通过乙容器中电阻丝的电流I乙，而乙丙容器内两电阻丝阻值相同，通过时间也相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，丙容器内电阻丝产生的热量比乙容器内电阻丝产生的热量多，根据转换法可得h丙>h乙，综上可得得h甲＜h乙＜h丙。故选A。 6． 液面的高度差 电阻 右 Q=I2Rt 4∶1 D 【详解】（1）[1]在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的，应用的物理科学探究方法是转换法。 （2）[2]甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系。 [3]通电一段时间后，根据Q=I2Rt可知，因右侧容器中电阻大，故右侧盒子中的电阻产生的热量多。 （3）[4]在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多，用焦耳定律Q=I2Rt表达。 [5]根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过图乙右侧容器内的电阻丝的电流等于通过容器外电阻丝的电流，根据串联电路各处的电流相等及并联电路干路电流等于各支路电流之和，可知通过左侧容器内的电阻丝的电流为通过右侧容器内电阻丝电流的2倍，由焦耳定律Q=I2Rt可知，因容器内电阻丝的阻值和通电时间相同，故电阻丝产生的热量与电流的平方成正比，故乙实验通电一段时间后，图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为4∶1。 （4）[6]A．图乙中的实验结论为：电流产生热量的多少与电流大小有关，在其他条件相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多； 电炉丝通过导线连接到电路里，电炉丝和导线串联，电流是相同的，故A不符合题意； B．在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，因为导线连接处与导线串联在电路中，所以通过的电流相等、通电时间相等，电阻越大产生热量越多，故B不符合题意； C．冬天在房间里使用电取暖器时，电流大小不变，通电越久，电流产生的热量越多，房间里温度会越高，故C不符合题意； D．电风扇和电热水壶的功率不同，电热水壶的功率大，导线中的电流大，所以电热水壶的导线明显发热，故D符合题意。 故选D。 7． 控制通过两电热丝的电流相同 D 见解析 【详解】（1）[1]串联电路中电流处处相等，电热丝A、B串联接在电路中的目的是使通过两电热丝的电流相同。 （2）[2]电压表的正接线柱与a接线柱连接，电压表负接线柱与i接线柱连接，电压表有示数，说明电源完好，电压表负接线柱与h接线柱连接，电压表有示数，说明jh之间完好，电压表负接线柱与接g线柱连接，电压表有示数，说明jg之间完好，电压表负接线柱与f接线柱连接，电压表示数为0，说明gf之间断路，电压表负接线柱与e接线柱连接，电压表示数为0，说明ge之间断路，电压表负接线柱与e接线柱连接，电压表示数为0，说明ge之间断路，电路中只有一处故障，结合选项可知金属丝B断路，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）[3]电流通过导体产生的热量通过热传递将热量传递给烧瓶中的液体，所以可以通过温度计的示数俩观察电流通过导体产生热量的多少。 8． U形管液面高度差 转换法 电阻 右 电流 电阻 通电时间 电流 【详解】（1）[1][2]该实验运用转换法，将电流通过电阻产生的热量转换为U形管液面高度差，U形管液面高度差越大，说明产生的热量越多。 （2）[3]图甲中，两电阻串联，电流相等，电阻不相等，故探究的是电流产生的热量与电阻的关系。 [4]当电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多；右侧电阻大，故右侧盒子中的电阻产生的热量多。 （3）[5]图乙中电阻相等，电流不相等，根据控制变量法可知，探究的是电流产生的热量与电阻的关系。 （4）[6][7][8]图乙中，左侧电流大，U形管液面高度差大，故产生的热量多；由此可得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。 9． A 电阻 不是 电流 电阻R3断路 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少，运用了转换法的物理研究方法。 A．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，需控制导体的电阻不变，因此用的是控制变量法，故A符合题意； B．探究导体电阻的影响因素，由于电阻的大小不易于直接比较，可根据接入电路中的电流表示数大小进行比较，因此使用的是转换法，故B不符合题意。 故选A。 （2）[2]连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧电阻大产生的热量多，故可以得出：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 （3）[3]图中U形管不是连通器，连通器的特点是上端开口、下端相连，图中U形管有一侧是封闭的，所以不是连通器。 [4]乙图中R3与R2并联，根据串联电路和并联电路电流的规律，目的是使通过R1与R2的电流不同。 （4）[5]某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右两侧产生的热量相同，因为R1=R2，且R1和R2产生的热量相同，说明R3中没有电流，故可能电阻R3断路了。 10． S1、S2、S3 ①③ S2 ①② 【详解】（1）[1][2]为比较水与煤油的比热容大小，需使用相同的加热源给水和煤油加热，需使电阻均为2R0的电阻对水和煤油加热，由Q=I2Rt和 知道，可使两电阻串联或并联，根据电路图知道，两电阻可形成并联电路，所以，需闭合开关S1、S2、S3，观察温度①③示数的变化，可比较出水和煤油比热容的大小。 （2）[3][4]探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”时，需保证通过两电阻的电流和通电时间相等，电阻不同，加热相同的液体，因此需使不同的电阻串联，故需闭合开关S2，断开S1、S3，使R0和2R0串联，然后观察温度计①②示数的变化。 11． 质量 A B 甲 电阻 控制电流和通电时间相同 B 【详解】（1）[1]控制变量法探究两种液体的吸热能力时，要控制两种液体的质量相等，吸收相同热量，温度变化小的吸热能力强。 （2）[2][3]串联电路电流相等，电阻丝相同，电功率相同，电功率与通电时间的乘积反映了焦耳热；吸收相同的热量，两种液体质量相同，通过比较温度变化的多少判断吸热能力的强弱。 （3）[4]通过表格发现，质量相同，加热时间相同，甲液体温度升高少，说明吸热能力较强。 （4）[5][6][7]相同液体吸热能力相同，电阻丝不同，电阻不同，串联电流相同、通电时间相同，故探究电流产生热量与电阻的关系，此实验方法叫控制变量法，探究动能大小时，有物体质量和速度两个变量，也用此法。 12． 煤油的比热容小，吸收相同的热量时，温度的变化比较大 通电时间 电流 B 串 A 质量 加热时间 【详解】（1）[1]水的比热容较大，温度不易改变，不容易反映出电阻产生热量的多少，而煤油的比热容小，吸收相同的热量时，温度的变化比较大。 （2）[2][3]由表格可以看出，两次实验中通电时间和电阻的大小均相同，第一次实验的电流小于第二次实验的电流，第一次实验煤油温度的升高量小于第二次实验，故可以得出结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多。 （3）[4][5]若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，要控制电流的大小相同，所以应该选择乙图中B烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联。 （4）[6][7][8]若要比较水和煤油的吸热能力，要使水和煤油吸收相同的热量，应该控制除液体种类外的其他条件都相同，所以应该让两个电阻产生的热量相同，故应该选择乙图中A烧瓶与甲图中的烧瓶串联，并将其中一个烧瓶换成质量相同的水，且吸热的多少通过加热时间来间接反映。 13． 相等 转换法 d 电流 b 300 【详解】 （1）[1]根据知，在比热容和质量都相同时，电流产生的热量越多，容器内气体升高的温度越大，液面高度差越大，所以a、b、c、d四个相同的容器空气的质量相等。 [2]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水面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。 （2）[3][4]图乙装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，电流产生的热量越多，容器内气体升高的温度越大，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即 两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知 所以 即c中的电流大，d容器的电流小，容器内的电阻值都是，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系。 （3）[5]由图甲知，两电阻串联，电流和通电时间相等，通电一段时间后，装置b容器内电阻大，产生的热量多。 [6]由图丙可知，通过的电流 图甲b容器中定值电阻在内产生的热量 14．(1)大于 (2)电流大小 (3)温度计的示数变化（煤油升高的温度） (4)电阻大小 【详解】（1）影响电阻大小的因素：材料、长度、横截面积、温度。烧瓶中电阻丝、的材料和长度相同，但的横截面积较小，所以R1大于R2。 （2）如图装置中，两电阻丝串联，根据控制变量法，得到让通过的电流大小和通电时间相同，研究电流产生的热量与导体电阻的关系。 （3）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化（煤油升高的温度）来判断电流产生的热量的多少。 （4）两电阻串联在电路中，电流和通电时间相同，R1电阻大，装有电阻丝的烧瓶中温度计示数更高，产生的热量更多。由此得出的实验结论是：在电流和通电时间相等时，电流产生的热量与电阻大小有关。 15． U形管中液面的高度差 电阻 电流 右 变小 电阻 通电时间 【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]甲装置中将容器中的电阻丝串联起来，接到电源两端，通过他们的电流与通电时间相同，电阻不同，探究电流产生的热量与电阻的关系。 [3]乙装置中电阻和通电时间是相同的，而通过它们的电流不同，所以探究导体产生的热量与通过导体的电流的关系。 [4]根据焦耳定律，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多。因此甲装置中右侧容器中U形管中液面高度差较大。 （3）[5]如果乙装置中R3发生了断路，那么电路的总电阻会变大，电流会减小，根据焦耳定律，左侧装置中的电阻产生的热量会变小，因此左侧U形管中液面的高度差将变小。 （4）[6][7]英国物理学家焦耳通过大量实验最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。 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 $$