专题09 焦耳定律验证实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）

专题09 焦耳定律验证实验 一、核心实验原理 1、焦耳定律公式 焦耳定律的数学表达式为 Q=I2Rt，即电流通过导体产生的热量（Q）与电流的平方（I2）、导体的电阻（R）及通电时间（t）成正比。 适用条件：该定律适用于所有电路（包括纯电阻和非纯电阻电路），但在非纯电阻电路中（如含电动机的电路），电能转化为内能的部分才可用此公式计算。 2、实验验证方法 转换法：通过观察煤油在玻璃管中上升的高度（或温度计示数变化）间接反映电流产生的热量多少，将不可见的“热量”转化为可见的“液柱高度”或“温度变化”。 控制变量法： 固定电阻与时间，改变电流，验证 Q与I2的关系。 固定电流与时间，改变电阻，验证 Q与R的关系。 固定电流与电阻，改变时间，验证 Q与t的关系。 二、实验设计与关键操作 1、实验器材 电阻丝（阻值不同）、煤油、U形玻璃管（或温度计）、电源、滑动变阻器、开关、导线等。 煤油的作用：比热容小，温度变化明显；绝缘且不易导电，确保安全。 2、实验装置 将不同阻值的电阻丝（如 R1、R2）分别浸入装有等质量煤油的密闭容器中，串联或并联接入电路（根据实验目的调整）。 通过调节滑动变阻器改变电流大小，记录通电时间，观察煤油液面高度或温度变化。 3、关键操作步骤 步骤1：调节滑动变阻器，使电路电流为预设值，记录初始温度或液面高度。 步骤2：闭合开关开始计时，观察并记录液面高度变化（或温度变化）。 步骤3：多次实验，对比不同条件下热量产生的差异。 三、数据验证与结论 1、数据验证方法 比较相同时间内，不同电阻或电流下煤油液面升高的高度（或温度差）。 若 R1>R2，在相同电流和时间内，R1对应液面升高更多 → 验证 Q与R的关系。 若电流增大为2倍，液面升高高度约为4倍 → 验证 Q与I2的关系。 2、实验结论 电流通过导体产生的热量与电流平方、电阻及通电时间成正比，符合焦耳定律。 拓展结论：在非纯电阻电路中，电能仅部分转化为内能（如电动机工作时 Q<UIt）。 四、误差分析与注意事项 1、误差来源 ①热量散失（容器隔热性差）。②电阻丝发热导致自身电阻变化。③煤油吸热不均或温度测量误差。 2、操作规范 确保电阻丝完全浸入煤油，减少热损失。 通电时间不宜过长，避免煤油沸腾或温度过高。 使用相同规格的容器和等质量煤油，保证变量控制 一、常见实验题型与解题策略 1、电路设计纠错题 高频错误： ①电阻丝未串联或并联（需根据实验目的调整连接方式）。 ②未使用等量同种液体或气体（影响实验对比性）。 答题技巧：检查电路是否符合“控制变量”原则（如探究热量与电阻关系时，需保持电流和时间相同）。 2、数据分析与图像题 典型问题： 根据表格数据计算热量或绘制Q-I2、Q-R 图像。 判断图像是否符合正比/反比关系（如双曲线表示 Q 与R 成反比）。 答题关键：明确自变量与因变量，结合公式推导图像趋势。 3、实验步骤与操作规范 高频考点： 调节滑动变阻器控制电流大小，多次测量减少误差 。 通电时间需相同，确保变量单一。 规范表述：描述步骤时需包含“调节滑动变阻器使电流保持恒定”等细节。 4、拓展探究题 进阶题型： 非纯电阻电路热量计算（如电动机工作时 Q<UIt）。 结合电热器、保险丝等生活实例分析焦耳定律应用。 解题思路：区分电能转化为内能与其他形式能量（如机械能）。 二、答题技巧与易错点 1、控制变量法的应用 示例：探究 Q 与 I 的关系时，需保持 R 和 t不变；若串联不同电阻丝，则电流相同但电阻不同。 2、误差分析与改进 常见误差：环境散热、电阻丝发热不均、液体挥发等。 改进措施：使用绝热材料密封容器、缩短通电时间。 3、计算题速解方法 公式变形：已知 Q、t、R 时，求电流 I。 单位统一：时间需转换为秒，电流单位用安培。 4、易错点提醒 混淆电热与电功：纯电阻电路中 Q=W，非纯电阻电路中 Q<W。 忽略前提条件：结论需强调“在电阻/电流/时间一定时”。 1．（2025·萧山模拟） 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）电阻丝产生的热量与水温的变化量⊿T之间成　 　关系(不计热损失)。 （2）要探究电阻丝产生的热量与电阻的关系，除了要保持电流、通电时间不变外，还应保持　 　不变；在上述条件不变时，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化AT的数据并绘制图像如图乙所示。 （3）根据上述实验，可以得出结论：　 　。 (写出一条即可) （4）根据所学知识，在上述实验条件不变的情况下，在图乙中画出通电时间为30s时，水温变化⊿T和电阻的关系图像。　 　。 2．（2025·台州模拟） 某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。 实验一：闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作 和 实验二：断开开关，当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作 和 实验序号 电流表读数 4分钟后甲瓶升高的温度/℃ 4分钟后乙瓶升高的温度/℃ 1 1 5.0 10.0 2 1.5 △11 △12 3 2 20.0 40.0 （1）除电流表和秒表外，本实验中还需要用到的测量工具为　 　。 （2）实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时　 　相同。 （3）多次重复实验均发现 则可以得出的结论为　 　。 （4）该同学将玻璃管换成温度计，重新实验，测得数据如表所示，得出“在通电时间不变时， 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比”的结论，则表中 的值为　 　。 3．（2024·温州竞赛） 如图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。两个 相 同的透明容器中密封着等量且初温相同的空气，甲、乙两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示。 （1）本实验利用U形管中液面的高度差大小来反映放出热量的多少，这是利用了科学方法中的　 　法。 （2）本实验得到的结论：　 　。 （3）现将乙图中上方5Ω的电阻也放在右边的容器内，重复上述实验，一段时间后　 　管内液面的高差大。 4．（2024·浙江模拟）小明学习了焦耳定律表达式之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验： ①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值； ②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大； ③维持V1，V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示； ④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。 t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4 T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6 试回答下列问题： （1）两个电动机采用串联连接方式的目的是　 　。 （2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时，U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是 　。 （3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是　 　。 5．（2024·富阳模拟）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中 （1）探究电流产生的热量与电阻的关系。 ①电路中电阻丝的连接方式是为了控制　 　相同。 ②闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)△t2。 （2）探究电流产生的热量与电流的关系。 闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，温度升高量△t1　 　(选填“大于“”等于“或”小于“)2△t1，该实验说明电流产生的热量与电流　 　(选填“成”或“不成")正比例关系。 【评估】你认为做这个实验产生误差的主要原因是　 　。 6．（2023·杭州模拟）某小组同学猜想电流通过导体产生的热量跟下列因素有关： 猜想A：与电流大小有关； 猜想B：与电阻大小有关；猜想C：与通电时间长短有关于是他想用如图1和图2所示的实验装置进行探究 （1）图1实验烧瓶中装的煤油是　 　（选填“导体”或“绝缘体”）。 （2）小金同学设计并连接了如图2所示的电路，则他是为了探究猜想：　 　（填字母即可） （3）通过焦耳定律的学习，小金知道：图中　 　装置（填“甲”、“乙”、“丙”）U形管两边液面高度差最小。 7．（2023·浙江模拟）小瑞在验证“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用如图甲所示电路，其中R1、R2为不同长度的同种电阻丝（长度大于），火柴用相同大小的石蜡粘在、上（如图乙），闭合开关，记录火柴掉落所用的时间。调节滑动变阻器的滑片，重复实验，所得结果如下表： 实验序号 滑动变阻器滑片位置 火柴掉落所用的时间/s 1 最右 126 124 2 中点 32 33 3 最左 15 15 （1）在完成一次实验后，小瑞将滑片移到滑动变阻器的中点位置，在闭合开关前还应考虑会影响实验准确度的因素是　 　； （2）小瑞得出“电流越大，相同时间内电阻产生的热量越多”的结论，他的分析过程是　 　； （3）小瑞的实验中、的阻值不同，火柴几乎同时掉落，请结合实验示意图解释原因　 　。 8．（2023·温州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。 图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。 （1）将步骤③补充完整。 （2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。 （3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由：　 　。 9．（2023·杭州模拟）科学兴趣小组用如图甲所示装置进行“探究影响电流热效应的因素”的实验。两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。闭合开关，每隔1分钟记录液面上升的高度，多次实验处理结果如图乙。 （1）除电流表外，本实验中还需要用到的测量工具有 　 　。 （2）实验中通过 　 　（选填“加热时间”或“玻璃管内液面的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。 （3）分析图乙，可得出的结论是 　 　。 （4）小明经过调查发现：常温下，空气的比热容是煤油比热容的二分之一，空气的比热容会随温度的变化而变化。小明建议用空气代替煤油进行实验，装置如图丙。你是否赞同小明的建议并说明理由 　 　。 10．（2023·龙湾模拟）小龙用如图甲所示的电路探究影响电流热效应的影响因素，把热熔胶棒竖直压在两根阻值不同、但长度和直径均相同的电阻丝上， R1和R2的阻值之比为3：2 (夹持仪器未画出)。用刻度尺测量两根热熔胶棒下降高度，分别记为L1和L2，来比较电阻丝产生热量的多少。 （1）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同?　 　。 （2）在探究电流的热效应与电阻大小的关系时，小龙记录数据如下表所示。分析表中数据，判断通电时间和电阻大小哪个因素对电流产生热量的影响更大，并从表中选择组别作为证据。　 　。 组别 1 2 3 4 5 6 电阻 R1 R2 通电时间/分 1 2 3 2 3 4 热熔胶棒的下降高度/毫米 9 18 27 12 18 23 （3）小龙继续延长通电时间，获得更多组数据，并画出L (L1、L2之和)随通电时间的变化情况，得到如图乙所示的曲线。请解释在to时间后曲线L增速变缓的原因。　 　。 11．（2022·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△T和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。 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。 电流I/A 02 0.3 0.4 0.5 0.6 升高的温度△T/℃ 0.4 0.9 　 　 2.5 3.6 请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。 12．（2021·下城模拟）小金认为，电流通过导体产生的热量可能与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关。于是他将 A、B 两个完全相同的烧瓶，分别装相同质量的酒精和煤油，按图甲所示接入电路。 （1）若两瓶中的电阻丝阻值相同，接通电路后，由温度传感器记录下两瓶中液体温度变化情况，并得到如图乙图线。则酒精的比热容比煤油稍　 　（选填“大”或“小”）。 （2）若两瓶中电阻丝的阻值RA＞RB，接通电路后，观察到温度传感器显示出A的温度明显比B升得快。多次重复，现象相同。由此他得出结论：在电流与通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量也越多。小金得出的结论是正确的，请说明理由。　 　。 （3）若将（2）中的两个烧瓶内的电阻丝并联接在电路中，请分析能否用来探究电阻丝产生的热量与电流大小的关系，并说明原因：　 　。 13．（2020九上·绍兴月考）某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下： ①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。 ②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I。通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。 ③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。 ④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I。当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。 电流大小 烧瓶玻璃管内液面的变化高度 A烧瓶 (RA=10欧) B烧瓶 (RB=20欧) I Δh1 Δh2 2I Δh3 Δh4 （1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为　 　安。 （2）本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？　 　。 （3）小科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：　 　。 14．（2019·绍兴）在验证焦耳定律（Q=I²Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电 路连接情况（已知R甲<R乙）。闭合开关，三种电路的电流表指均发生了偏转，经过一段时间后观察并记录2根玻璃管内液面上升的高度△h。小组实验报告汇总如下表，请把表格空白处填写完整。 实验电路 玻璃管内液面高度 小组结论 你的合理解释与评价 A 液面都不上升 导体产生的热量跟电阻无关 ⑴　 　 B 液面都上升，且△h甲<△h乙 电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就⑵　 　 电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系 C 液面都上升，且△h甲⑶　 　△h乙 电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多 ⑷　 　 15．（2019·嘉兴）某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。 猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多； 猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。 为验证猜想一，设计以下方案： ①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数 l1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置； ②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数l2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。 请回答下列问题： （1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有　 　（写出一条即可）。 （2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是　 　。 （3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：　 　 。 16．（2019·新昌模拟）小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小． （1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容　 　（选填“大于”或“小于”）水的比热容． （2）闭合开关，通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结是　 　． （3）移动滑动变阻器滑片，继续观察，发现煤油的温度升高得更快，那么滑动变阻器滑片应向　 　（填“A”或“B”）移动． （4）该实验运用了转换法这一科学方法，即实验中通过玻璃管内液面上升的高度来反映电阻丝放出热量的多少．此研究方法与下列　 　（选填字母）实验所用方法相同． 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 焦耳定律验证实验 一、核心实验原理 1、焦耳定律公式 焦耳定律的数学表达式为 Q=I2Rt，即电流通过导体产生的热量（Q）与电流的平方（I2）、导体的电阻（R）及通电时间（t）成正比。 适用条件：该定律适用于所有电路（包括纯电阻和非纯电阻电路），但在非纯电阻电路中（如含电动机的电路），电能转化为内能的部分才可用此公式计算。 2、实验验证方法 转换法：通过观察煤油在玻璃管中上升的高度（或温度计示数变化）间接反映电流产生的热量多少，将不可见的“热量”转化为可见的“液柱高度”或“温度变化”。 控制变量法： 固定电阻与时间，改变电流，验证 Q与I2的关系。 固定电流与时间，改变电阻，验证 Q与R的关系。 固定电流与电阻，改变时间，验证 Q与t的关系。 二、实验设计与关键操作 1、实验器材 电阻丝（阻值不同）、煤油、U形玻璃管（或温度计）、电源、滑动变阻器、开关、导线等。 煤油的作用：比热容小，温度变化明显；绝缘且不易导电，确保安全。 2、实验装置 将不同阻值的电阻丝（如 R1、R2）分别浸入装有等质量煤油的密闭容器中，串联或并联接入电路（根据实验目的调整）。 通过调节滑动变阻器改变电流大小，记录通电时间，观察煤油液面高度或温度变化。 3、关键操作步骤 步骤1：调节滑动变阻器，使电路电流为预设值，记录初始温度或液面高度。 步骤2：闭合开关开始计时，观察并记录液面高度变化（或温度变化）。 步骤3：多次实验，对比不同条件下热量产生的差异。 三、数据验证与结论 1、数据验证方法 比较相同时间内，不同电阻或电流下煤油液面升高的高度（或温度差）。 若 R1>R2，在相同电流和时间内，R1对应液面升高更多 → 验证 Q与R的关系。 若电流增大为2倍，液面升高高度约为4倍 → 验证 Q与I2的关系。 2、实验结论 电流通过导体产生的热量与电流平方、电阻及通电时间成正比，符合焦耳定律。 拓展结论：在非纯电阻电路中，电能仅部分转化为内能（如电动机工作时 Q<UIt）。 四、误差分析与注意事项 1、误差来源 ①热量散失（容器隔热性差）。②电阻丝发热导致自身电阻变化。③煤油吸热不均或温度测量误差。 2、操作规范 确保电阻丝完全浸入煤油，减少热损失。 通电时间不宜过长，避免煤油沸腾或温度过高。 使用相同规格的容器和等质量煤油，保证变量控制 一、常见实验题型与解题策略 1、电路设计纠错题 高频错误： ①电阻丝未串联或并联（需根据实验目的调整连接方式）。 ②未使用等量同种液体或气体（影响实验对比性）。 答题技巧：检查电路是否符合“控制变量”原则（如探究热量与电阻关系时，需保持电流和时间相同）。 2、数据分析与图像题 典型问题： 根据表格数据计算热量或绘制Q-I2、Q-R 图像。 判断图像是否符合正比/反比关系（如双曲线表示 Q 与R 成反比）。 答题关键：明确自变量与因变量，结合公式推导图像趋势。 3、实验步骤与操作规范 高频考点： 调节滑动变阻器控制电流大小，多次测量减少误差 。 通电时间需相同，确保变量单一。 规范表述：描述步骤时需包含“调节滑动变阻器使电流保持恒定”等细节。 4、拓展探究题 进阶题型： 非纯电阻电路热量计算（如电动机工作时 Q<UIt）。 结合电热器、保险丝等生活实例分析焦耳定律应用。 解题思路：区分电能转化为内能与其他形式能量（如机械能）。 二、答题技巧与易错点 1、控制变量法的应用 示例：探究 Q 与 I 的关系时，需保持 R 和 t不变；若串联不同电阻丝，则电流相同但电阻不同。 2、误差分析与改进 常见误差：环境散热、电阻丝发热不均、液体挥发等。 改进措施：使用绝热材料密封容器、缩短通电时间。 3、计算题速解方法 公式变形：已知 Q、t、R 时，求电流 I。 单位统一：时间需转换为秒，电流单位用安培。 4、易错点提醒 混淆电热与电功：纯电阻电路中 Q=W，非纯电阻电路中 Q<W。 忽略前提条件：结论需强调“在电阻/电流/时间一定时”。 1．（2025九下·萧山模拟） 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）电阻丝产生的热量与水温的变化量⊿T之间成　 　关系(不计热损失)。 （2）要探究电阻丝产生的热量与电阻的关系，除了要保持电流、通电时间不变外，还应保持　 　不变；在上述条件不变时，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化AT的数据并绘制图像如图乙所示。 （3）根据上述实验，可以得出结论：　 　。 (写出一条即可) （4）根据所学知识，在上述实验条件不变的情况下，在图乙中画出通电时间为30s时，水温变化⊿T和电阻的关系图像。　 　。 【答案】（1）正比（2）水的质量（3）当其他条件相同时，电阻丝产热与电阻成正比（4）略 2．（2025·台州模拟） 某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。 实验一：闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作 和 实验二：断开开关，当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作 和 实验序号 电流表读数 4分钟后甲瓶升高的温度/℃ 4分钟后乙瓶升高的温度/℃ 1 1 5.0 10.0 2 1.5 △11 △12 3 2 20.0 40.0 （1）除电流表和秒表外，本实验中还需要用到的测量工具为　 　。 （2）实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时　 　相同。 （3）多次重复实验均发现 则可以得出的结论为　 　。 （4）该同学将玻璃管换成温度计，重新实验，测得数据如表所示，得出“在通电时间不变时， 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比”的结论，则表中 的值为　 　。 【答案】（1）刻度尺（2）电流大小和时间（3）在通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大、导体电阻越大，则电流通过导体产生的热量越多（4）22.5 【解析】（1）实验中要测量玻璃管中液面上升的高度，除电流表和秒表外，还需要用到刻度尺。 （2）将电阻丝串联连接，根据串联电路电流处处相等的特点，能保证通过两电阻丝的电流大小相同，同时也能保证通电时间相同，便于利用控制变量法探究与电阻的关系 。 （3）h1<h3 <h4，h1、h3对应的电阻相同，h3对应的电流大，说明电阻相同时，电流越大，产生热量越多；h3、h4对应的电流相同，h4对应的电阻大，说明电流相同时，电阻越大，产生热量越多。所以在通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大、导体电阻越大，则电流通过导体产生的热量越多。 （4）由 “在通电时间不变时，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比”，设Q=kI2R。以实验 1 数据为例，Q1=k×12×5=5k，对应的温度升高5.0 ∘C； 实验 2 中， Q2=k×1.52×10=22.5k，因为Q与温度升高量成正比，所以ΔE2=22.5 ∘C。 3．（2024·温州竞赛） 如图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。两个 相 同的透明容器中密封着等量且初温相同的空气，甲、乙两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示。 （1）本实验利用U形管中液面的高度差大小来反映放出热量的多少，这是利用了科学方法中的　 　法。 （2）本实验得到的结论：　 　。 （3）现将乙图中上方5Ω的电阻也放在右边的容器内，重复上述实验，一段时间后　 　管内液面的高差大。 【答案】（1）转换（2）在电阻和通电时间一定的情况下，电流越大产生的热量越多（3）甲 【解析】 （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，这是利用了科学方法中的转换法。 （2）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，B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=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，玻璃管A、B内液面，A更高。 这表明：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。 （3）不改变导线连接方式，如果将图中上方5Ω的电阻也放在右边的容器内，这样右边容器内的电阻减小，左右容器的电阻串联，电流相同，故在通电时间和电流一定时，左边容器的电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多，甲液面的高度差大。 4．（2024·浙江模拟）小明学习了焦耳定律表达式之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验： ①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值； ②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大； ③维持V1，V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示； ④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。 t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4 T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6 试回答下列问题： （1）两个电动机采用串联连接方式的目的是　 　。 （2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时，U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是 　。 （3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是　 　。 【答案】（1）使通过两个电动机的电流大小和通电时间相等 （2）电流通过导体产生的热量（Q）与导体两端电压（U）无关 （3）电动机工作时是将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1将电能转换为机械能就少，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2 【解析】（1）两个电动机采用串联连接方式，根据串联电流相等可知，控制了电动机通过的电流和通电时间相等； （2）表格中同一时间，两个电动机金属外壳相同位置上固定的电子温度计的示数变化在误差范围内是相同的，说明同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等； （3）电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W=UIt可得U1＜U2。 5．（2024·富阳模拟）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中 （1）探究电流产生的热量与电阻的关系。 ①电路中电阻丝的连接方式是为了控制　 　相同。 ②闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)△t2。 （2）探究电流产生的热量与电流的关系。 闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，温度升高量△t1　 　(选填“大于“”等于“或”小于“)2△t1，该实验说明电流产生的热量与电流　 　(选填“成”或“不成")正比例关系。 【评估】你认为做这个实验产生误差的主要原因是　 　。 【答案】（1）电流和通电时间相等；大于（2）＞；不成；热量的散失 【解析】 （1）①电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流和通电时间相等； ②闭合开关，因电流和通电时间相同，R1＞R2，根据Q=I2Rt可知，经过一定时间，R1产生的热量多，根据可知，升高的温度Δt1大于Δt2； （2）①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍； 根据可知，用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高量Δt1'大于2Δt1，该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系； ②实验中电流产生的热量不能全部被煤油吸收，存在热量的散失。 6．（2023·杭州模拟）某小组同学猜想电流通过导体产生的热量跟下列因素有关： 猜想A：与电流大小有关； 猜想B：与电阻大小有关；猜想C：与通电时间长短有关于是他想用如图1和图2所示的实验装置进行探究 （1）图1实验烧瓶中装的煤油是　 　（选填“导体”或“绝缘体”）。 （2）小金同学设计并连接了如图2所示的电路，则他是为了探究猜想：　 　（填字母即可） （3）通过焦耳定律的学习，小金知道：图中　 　装置（填“甲”、“乙”、“丙”）U形管两边液面高度差最小。 【答案】（1）绝缘体（2）A（3）乙 【解析】（1）烧瓶中的煤油不容易导电，属于绝缘体。 （2）在并联电路中，干路电流大于支路电流。在并联电路中，如果一个支路电路变大，那么总电阻变大。 根据图2可知，三个电阻阻值相等，且甲在干路上，而乙和丙都在支路上，因此通过电流甲的电流最大，即通过它们的的电流大小不同，那么实验探究电流产生的热量与电流的关系，即探究猜想A。 （3）电阻乙和5Ω的电阻并联，电阻丙与10Ω的电阻并联，则乙部分的总电阻小于丙部分的总电阻，而串联电路中电压与电阻成正比，因此乙两端的电压肯定小于丙两端的电压。根据可知，通过乙电阻的电流小于通过丙电阻的电流。比较可知，通过乙的电流是最小的。根据Q=I2Rt可知，相同时间内乙产生的热量最少，则U形管两边液面高度差最小。 7．（2023·浙江模拟）小瑞在验证“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用如图甲所示电路，其中R1、R2为不同长度的同种电阻丝（长度大于），火柴用相同大小的石蜡粘在、上（如图乙），闭合开关，记录火柴掉落所用的时间。调节滑动变阻器的滑片，重复实验，所得结果如下表： 实验序号 滑动变阻器滑片位置 火柴掉落所用的时间/s 1 最右 126 124 2 中点 32 33 3 最左 15 15 （1）在完成一次实验后，小瑞将滑片移到滑动变阻器的中点位置，在闭合开关前还应考虑会影响实验准确度的因素是　 　； （2）小瑞得出“电流越大，相同时间内电阻产生的热量越多”的结论，他的分析过程是　 　； （3）小瑞的实验中、的阻值不同，火柴几乎同时掉落，请结合实验示意图解释原因　 　。 【答案】温度；1、2、3；见解析 【解析】（1）在完成一次实验后，小瑞将滑片移到滑动变阻器的中点位置，在闭合开关前还应考虑会影响实验准确度的因素是电阻丝的温度，应等到电阻丝温度恢复到室温再开始下次实验，以避免上次实验时电阻丝温度较高带来的干扰。 （2）小瑞得出“电流越大，相同时间内电阻产生的热量越多”的结论，他的分析过程是：分析实验1、2、3，滑片向左移滑动时，变阻器连入阻值减小，电路总电阻减小，由欧姆定律可知，当电源电压不变时，电路电流增大；电阻 R1或R2上粘的火柴掉落的时间越短，说明电阻R1或R2上产生的热量越多，综合可知，电流越大，相同时间内电阻产生的热量越多。 （3）小瑞的实验中R1、R2的阻值不同，火柴几乎同时掉落，原因是： R1、R2为不同长度的同种电阻丝，由图乙可知两电阻丝粘在火柴上的长度几乎相等，相则与火柴相连的两段电阻丝电阻几乎相同，在电流相同、通电时间相同时，产生的热量几乎相同，故两根火柴会几乎同时掉下。 8．（2023·温州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。 图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。 （1）将步骤③补充完整。 （2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。 （3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由：　 　。 【答案】（1）煤油的温度 （2）如图： （3）不合理。当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值 【解析】（1）实验中，要用煤油升高的温度反映产生热量的多少，因此步骤③的内容为：将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度。 （2）方格纸上已经存在描点，只需在各个描点附近画一条平滑的线将相临的点连接起来即可，如下图所示： （3）滑动变阻器的阻值不变，如果两个电阻的阻值不同，那么电流表的示数会发生改变，则他的做法不合理，理由是：当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值。 9．（2023·杭州模拟）科学兴趣小组用如图甲所示装置进行“探究影响电流热效应的因素”的实验。两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。闭合开关，每隔1分钟记录液面上升的高度，多次实验处理结果如图乙。 （1）除电流表外，本实验中还需要用到的测量工具有 　 　。 （2）实验中通过 　 　（选填“加热时间”或“玻璃管内液面的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。 （3）分析图乙，可得出的结论是 　 　。 （4）小明经过调查发现：常温下，空气的比热容是煤油比热容的二分之一，空气的比热容会随温度的变化而变化。小明建议用空气代替煤油进行实验，装置如图丙。你是否赞同小明的建议并说明理由 　 　。 【答案】（1）秒表、刻度尺（2）玻璃管内液面的变化 （3）在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多 （4）赞同，空气的比热容小，温度升高快，实验现象明显 【解析（1）在探究影响电流热效应的因素的实验中，要测量电流的大小，还要测量通电时间和液面上升的高度，因此除了电流表，还需要秒表和刻度尺。 （2）实验中通过玻璃管内液面的变化来反映电阻丝产生热量的多少。 （3）根据图乙可知，两个电阻丝串联，则通过它们的电流相等。当通电时间相同时，B液面比A液面升高的更多，那么得到结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多。 （4）我赞同小明的建议，理由：空气的比热容小，温度升高快，实验现象明显。 10．（2023·龙湾模拟）小龙用如图甲所示的电路探究影响电流热效应的影响因素，把热熔胶棒竖直压在两根阻值不同、但长度和直径均相同的电阻丝上， R1和R2的阻值之比为3：2 (夹持仪器未画出)。用刻度尺测量两根热熔胶棒下降高度，分别记为L1和L2，来比较电阻丝产生热量的多少。 （1）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同?　 　。 （2）在探究电流的热效应与电阻大小的关系时，小龙记录数据如下表所示。分析表中数据，判断通电时间和电阻大小哪个因素对电流产生热量的影响更大，并从表中选择组别作为证据。　 　。 组别 1 2 3 4 5 6 电阻 R1 R2 通电时间/分 1 2 3 2 3 4 热熔胶棒的下降高度/毫米 9 18 27 12 18 23 （3）小龙继续延长通电时间，获得更多组数据，并画出L (L1、L2之和)随通电时间的变化情况，得到如图乙所示的曲线。请解释在to时间后曲线L增速变缓的原因。　 　。 【答案】（1）通电时间、电流大小（2）一样大。或2、3、5 (其它合理答案也可) （3）随着通电时间变长，电阻丝的温度升高，电阻变大，根据Q=t，在通电时间、电源电压相同时，电阻变大，电热丝产生的热量变少 【解析】（1）根据Q=I2Rt可知，探究电阻对导体产生热量多少的实验中，需要控制通电时间和电流大小相同，只改变电阻。在串联电路中，各处电流都相等，且开关同时闭合同时断开，因此设计串联电路可以控制通电时间和电流大小相同。 （2）比较实验3和5可知，此时电流和通电时间相等（3min），电阻之比为：3：2，热熔胶棒降低的高度之比为27：18=3：2； 比较实验2和3可知，此时电阻和电流相等，通电时间之比为：3：2，热熔胶降低的高度之比为27：18=3：2。 比较可知，通电时间和电阻对产生热量的影响是相同的。 （3）在t0时间后曲线L增速变缓的原因：随着通电时间变长，电阻丝的温度升高，电阻变大，根据可知，在通电时间、电源电压相同时，电阻变大，电热丝产生的热量变少。 11．（2022·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△T和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。 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。 电流I/A 02 0.3 0.4 0.5 0.6 升高的温度△T/℃ 0.4 0.9 　 　 2.5 3.6 请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。 【答案】（1）热量（2）当电流和通电时间一定时，电阻丝产生的热量与电阻成正比（3）1.6 【解析】（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量散失。 （2）根据图像可知：当电流和通电时间一定时，电阻丝产生的热量与电阻成正比。 （3）根据表格可知，当电流为0.2A时，升高温度：； 当电流为0.3A时，升高温度：； 当电流为0.5A时，升高温度：； ………… 则升高温度与电流的关系为：△t=I2×10； 则当电流为0.4A时，升高的温度为：（0.4A）2×10=1.6。 12．（2021·下城模拟）小金认为，电流通过导体产生的热量可能与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关。于是他将 A、B 两个完全相同的烧瓶，分别装相同质量的酒精和煤油，按图甲所示接入电路。 （1）若两瓶中的电阻丝阻值相同，接通电路后，由温度传感器记录下两瓶中液体温度变化情况，并得到如图乙图线。则酒精的比热容比煤油稍　 　（选填“大”或“小”）。 （2）若两瓶中电阻丝的阻值RA＞RB，接通电路后，观察到温度传感器显示出A的温度明显比B升得快。多次重复，现象相同。由此他得出结论：在电流与通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量也越多。小金得出的结论是正确的，请说明理由。　 　。 （3）若将（2）中的两个烧瓶内的电阻丝并联接在电路中，请分析能否用来探究电阻丝产生的热量与电流大小的关系，并说明原因：　 　。 【答案】（1）大（2）酒精的比热大，相同时间内升高温度也多，则说明电阻丝RA产生的热量更多。 （3）不能，因为电流与电阻都不同（有两个变量），无法得出结论。 【解析】（1）A、B中电阻丝串联，那么通过它们的电流和时间相同，根据公式Q=I2Rt可知，如果两个电阻丝阻值相同，那么产生的热量相同。根据乙图可知，升高的温度△tA<△tB，且QA=QB，根据Q=cm△t可知，A 酒精的比热容大于B煤油的比热容。 （2）A酒精的比热容大，A升高的温度也大，根据 Q=cm△t可知，酒精吸收的热量多，即理由为：酒精的比热大，相同时间内升高温度也多，则说明电阻丝RA产生的热量更多。 （3）若将（2）中的两个烧瓶内的电阻丝并联接在电路中，不能用来探究电阻丝产生的热量与电流大小的关系，原因：电流与电阻都不同（有两个变量），无法得出结论。 13．（2020九上·绍兴月考）某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下： ①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。 ②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I。通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。 ③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。 ④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I。当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4，实验数据如表。 电流大小 烧瓶玻璃管内液面的变化高度 A烧瓶 (RA=10欧) B烧瓶 (RB=20欧) I Δh1 Δh2 2I Δh3 Δh4 （1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为　 　安。 （2）本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？　 　。 （3）小科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：　 　。 【答案】（1）0.24（2）电流和通电时间（3）h3>h2 【解析】（1）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么此时的电流为：0.2A+0.02A×2=0.24A； （2） 本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响， 可以控制电流和通电时间相同； （3） 科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”， 这两个量的大小关系为：△h3>△h2。 14．（2019·绍兴）在验证焦耳定律（Q=I²Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电 路连接情况（已知R甲<R乙）。闭合开关，三种电路的电流表指均发生了偏转，经过一段时间后观察并记录2根玻璃管内液面上升的高度△h。小组实验报告汇总如下表，请把表格空白处填写完整。 实验电路 玻璃管内液面高度 小组结论 你的合理解释与评价 A 液面都不上升 导体产生的热量跟电阻无关 ⑴　 　 B 液面都上升，且△h甲<△h乙 电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就⑵　 　 电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系 C 液面都上升，且△h甲⑶　 　△h乙 电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多 ⑷　 　 【答案】两实验电阻没接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R定性关系；越多；>；两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系 【解析】 实验电路 玻璃管内液面高度 小组结论 你的合理解释与评价 A 液面都不上升 导体产生的热量跟电阻无关 ⑴ 两实验电阻没接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R定性关系 ； B 液面都上升，且△h甲<△h乙 电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就越多 电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系 C 液面都上升，且△h甲＞△h乙 电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多 两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系 。 15．（2019·嘉兴）某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。 猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多； 猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。 为验证猜想一，设计以下方案： ①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数 l1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置； ②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数l2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。 请回答下列问题： （1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有　 　（写出一条即可）。 （2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是　 　。 （3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：　 　 。 【答案】（1）通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少（其它合理也给分） （2）保持前后两次电阻的大小相同 （3）电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多（其它合理也给分） 【解析】（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有：通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少； （2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是保持前后两次电阻的大小相同； （3）科学研究倡导有依据的猜想，生活中支持猜想二实例：电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多。 16．（2019·新昌模拟）小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小． （1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容　 　（选填“大于”或“小于”）水的比热容． （2）闭合开关，通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结是　 　． （3）移动滑动变阻器滑片，继续观察，发现煤油的温度升高得更快，那么滑动变阻器滑片应向　 　（填“A”或“B”）移动． （4）该实验运用了转换法这一科学方法，即实验中通过玻璃管内液面上升的高度来反映电阻丝放出热量的多少．此研究方法与下列　 　（选填字母）实验所用方法相同． 【答案】（1）小于（2）通过导体电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多（3）A（4）C 【解析】（1）煤油的比热容比水小，在质量相同，吸热相同时，其温度变化更快，所以为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验；（2）由图可知，两电阻丝串联，则两烧瓶中电流相同，通电时间相同，乙瓶中镍铬合金丝的电阻较大，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此可得出结论：通过导体电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多．（3）由图知，滑片应向A移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多，煤油温度升高得更快；（4）实验中通过玻璃管内液面上升的高度来反映电阻丝放出热量的多少，此研究方法为转换法； 研究分子之间存在间隙时，用黄豆和芝麻混合，这是类比法；用α粒子袭击原子研究原子结构这是逻辑推理法；用U型管内液面的高度差来反映液体内部压强的大小这是转换法．故选C； 学科网（北京）股份有限公司 $$