2025年中考物理复习-探究电流产生热量的影响因素实验专题练习

中考复习-----探究电流产生热量的影响因素实验专题练习 1．小明用如图所示的电路研究电热与哪些因素有关的实验：     （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，这种研究方法是________； （2）在乙装置外并联5Ω电阻丝的作用是：使容器内两电热丝中的电流________（相同/不同）； （3）该装置是研究在电阻和通电时间都相同时，探究电热与________的关系。 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）通电后观察甲、乙两个实验装置，可以得出结论：在 ___________一定时，___________越大，产生热量越多。 （2）若要探究电流对电热的影响，应选择观察 ___________两个实验装置。 （3）通电相同时间，与 ___________（填“甲”或“乙”或“丙”）密闭容器相连的U形管两端液面高度差最小。 3．小京用如图所示的电路探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，两个完全相同的烧瓶中装有初温相同、质量相等的煤油，电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2。 (1)该实验采用串联电路可以控制________和通电时间相同； (2)实验中通过观察________判断两只电阻产生热量的多少； (3)闭合开关一段时间，观察到A温度计的示数变化较大，由此可得出实验结论：其他条件一定时，________，产生的热量越多； (4)利用该电路________（选填“能”或“不能”）探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系。 4．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变． （1）实验中通过_____的变化来比较电流通过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）在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与_____的关系． （4）甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与_____气球（填气球字母标号）相通的电阻丝产生的热量最多． 5．某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。 （1）实验中通过观察U形管中液面_________，可以比较电流通过导体产生热量的多少。 （2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝串联连接，这是为了控制通电时间和_________相等，探究的是电流产生的热量与_________大小关系。 （3）将图甲中开关闭合，通电一段时间后，_________（选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大。 （4）让两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联（如图乙），此时通过两容器中电阻丝的电流_________（选填“相等”或“不相等”），在通电时间相同的情况下，左侧U形管中液面高度变化大，由此得到的结论是________。 6．在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图所示的实验器材，其中R1>R2。 实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系： （1）电路中电阻丝的串联连接是为了控制______；则电阻丝放出热量的多少，可以通过______来进行判断； （2）闭合开关，经过一定时间，______（选填“A”或“B”）瓶中煤油升高的温度多一些。（实验中A和B瓶中煤油升高温度分别为Δt1、Δt2 ） 实验二：探究电流产生的热量与电流的关系： （3）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的电流的2倍，且通电时间相同。由得到的实验现象，可以发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高温度 （或）______（选填“大于”“等于”或“小于”）2Δt1（或2Δt2）。说明电流产生的热量与电流______正比例关系（选填“成”或“不成”）； （4）你认为做这个实验产生误差的主要原因______。 7．用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。 A．B．C． （1）烧瓶中装入的煤油是______（选填“导体”或“绝缘体”），两瓶中煤油的质量要______（选填“相等”或“不相等”）。 （2）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应______，通过R1的电流______通过R2的电流。 （3）同时通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明______。 （4）小红用如图乙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。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的关系图像。根据焦耳定律可知，图丙中能正确反映h﹣I关系的是______。 8．如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，两个透明的容器中密封着等量的空气，与透明容器相连的U形管中注入等量的液体。 （1）图甲所示，左容器中的电阻丝阻值为5Ω，右容器中的电阻丝阻值为10Ω，两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端。通电一段时间，是通过观察 _____来比较电阻丝产生热量的多少的。下列实验中与此物理研究方法相同的是 _____（填序号）； A.探究电流与电压、电阻的关系 B.比较电磁铁磁性强弱 C.研究磁场时，引入磁感线 （2）图乙所示，将5Ω电阻丝与右容器中的5Ω电阻丝并联，然后与左容器中的5Ω电阻丝串联接到电源两端，该实验可以探究电流产生的热量与 _____是否有关； （3）如图丙小明要用两个相同的烧瓶来探究物质的吸热能力， A、B两瓶内分别装有质量相等的水和某液体，为完成实验探究，则要求R1_____R2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图丁所示，由图可知，该液体的比热容为 _____J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 9．某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关，他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。 （1）请你用笔画线代替导线，把图甲中两个容器内的电阻丝连接到电路中______； （2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______； （3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后，______（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，______越大，所产生的热量越多； （4）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示），移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验，此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是：_________； （5）如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q＝_________； [拓展] 若将乙图中右侧两个电阻并联后一并放入容器内，相同时间内，U形管左右液面高度变化之比为______（不考虑热量损失）。 10．小刚在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验中，所用的实验器材如下图所示，两个透明容器内密封着等质量的空气，U形管中液面最初相平； （1）实验中是通过观察U形管中液面的______来显示容器内空气温度的变化，这里采用的方法是______； （2）实验中选用空气而不用水做实验，是因为相对于水，空气受热更容易_______，可使U形管中液柱上升更快，实验现象更明显； （3）用笔画线代替导线，把图中两个容器的电阻丝接到电路中，要求滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中电阻增大； （4）组装之前，将图中往U形管内注入适量红墨水，U形管_______ (选填“属于”或“不属于”)连通器； （5）另一实验小组进行实验时，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______；(填一种情况即可) （6）正确接好电路，闭合开关，通电一段时间后，______(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流、通电时间相同的情况下，______越大，它所产生的热量越多； （7）在探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时，应该控制______和______不变； （8）将下图的装置接入上图的虚线框中，重新做这个实验；①探究的是电流产生的热量跟_______的关系，通电一段时间后，______(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多，得出的结论是______； ②要进一步使该结论更具有普遍性，在装置不变的情况下，可以采取的方法是：______； （9）若通过R1的电流为2A，那么10 s内通过R1的电流产生的热量是______J； （10）小刚发现电热水壶在工作时，其内部的电热丝发热较多，而与电热丝连接的导线却发热较少，原因是______。 中考复习-----探究电流产生热量的影响因素实验专题练习答案 1.解：(1)根据转换法可知，实验中通过观察来比较U形管液面的高度差电流通过导体所产生热量的多少； (2)乙装置中，右侧两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，在乙装置外并联5Ω电阻丝的作用是：使容器内两电热丝中的电流不同； (3)该装置是研究在电阻和通电时间都相同时，探究电热与电流的关系； (4)在电阻相同时，电流越大，产生的热量越多，U形管的液面高度就越大，甲中的电流大，所以U形管甲中液面高度变化较大。 故答案为：(1)U形管液面高度差；转换法；(2)不同; (3)电流; (4)甲。 2.解：(1)甲、乙容器里的电阻串联， 由串联电路电流特点可知通过甲、乙两容器中的电阻的电流相等，乙图U形管的液面高度差大于甲图，则乙容器内电阻产生的热量多，所以通电后观察甲、乙两个实验装置，可以得出结论：在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多； (2)由于丙容器中的电阻与容器外的电阻并联后再与甲、乙容器里的电阻串联， 由并联电路的电流特点可知通过甲、乙的电流大于通过丙的电流，甲和丙的电阻阻值相等，所以探究电流对电热的影响，应选择观察甲、丙两个实验装置； (3)根据焦耳定律‘ 可知通电相同时间时，电流越小，电阻越小，电流通过导体产生的热量越少，所以与丙密闭容器相连的U形管两端液面高度差最小。 故答案为： (1)电流和通电时间；电阻；(2)甲、丙; (3)丙。 3.解:(1)采用串联电路可控制电流与通电时间相同； (2)电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数的变化反映出来，电阻丝产生热量的多少转化为温度计示数的变化，本实验应用了转换法； (3)闭合开关，两电阻串联接入电路，两电阻丝串联的目的是控制通过电阻丝的电流与通电时间相同，一段时间后观察到A温度计的示数变化较大，电阻丝 的阻值大于电阻丝 ，可知在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多； (4)利用该电路只观察A温度计随时间的变化，可以探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系。 故答案为： (1)电流大小； (2)温度计示数变化； (3)导体电阻越大； (4)能。 4.解:(1)当电阻丝通电后，电流产生热量使瓶内温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少。这种方法叫转换法； (2)甲中阻值不相等两电阻串联，则两电阻中的电流相等，通电时间也相等，所以可探究电流产生热量与电阻大小的关系； (3)由乙图可知两电阻并联，而B瓶与D瓶电阻相等，电压不相等，则可知两瓶中的电流不同，可探究电流产生的热量与通过电流的关系； (4)甲图中两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，由焦耳定律可得，电阻大的电阻丝发热较多，即B相通的电阻丝 发热量要多； 乙图中两电阻并联，则电压相等，由 —可得，电阻小的发热量要多，故C比D相通的电阻丝 发热量要多； 而B、D相通的电阻丝电阻相等，由欧姆定律可得，B相通的电阻丝电流小于D相通的电阻丝电流，故D相通的电阻丝热量要比B相通的电阻丝热量多，故C相通的电阻丝热量最多。 故答案为： (1)气球膨胀的程度大小；(2)电阻；(3)电流; (4)C。 5.解:(1)根据转换法可知，实验中通过观察液面高度差的变化来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)运用了控制变量法，通过串联不同的电阻丝，使通电时间和电流相等，从而可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系。 (3)在电流和通电时间相同的时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多，因此右侧的液面高度变化更大。 (4)此时电路变成三个电阻组成一个既有串联又有并联的混联电路，左边容器中的电阻处于干路中，电流较大，右边容器中的电阻电流较小。 左侧U形管中液面的高度变化大，说明左侧电阻产生的热量多，因此说明在通电时间和电阻相同时，电流越大，其通过导体产生的热量越多。 故答案为： (1) 高度差的变化; (2)电流; 电阻; (3)右;(4)不相等；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。 6.解: (1)[1]电流产生热量与电流大小和电阻大小有关，所以在探究电流产生的热量与电阻的关系实验中，需要将电阻丝串联，控制通过电阻丝的电流相等。 [2]实验中通过电阻丝产生的热对液体加热，液体温度升高的越多，即温度计示数升高得越多，表明电阻丝产生的热量越多。 (2)[3]通过两电阻丝的电流相等， 闭合开关，经过相同时间后，电阻 产生的热量比电阻 产生的热量多，所以A瓶中煤油升高的温度多一些。 (3)[4]由焦耳定律可知电阻丝产生的热量为 如果电流增加为原来的2倍，通电时间相同，则电阻丝产生的热量为原来的4倍。如果忽略热量损失，即电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，由 可知煤油升高的温度变为原来的4倍，即 所以 [5]电流通过电阻丝产生的热量为 所以电流产生的热量与电流不成正比，与电流平方成正比。 (4)[6]在该实验中，电阻丝产生的热量被煤油吸收，同时煤油也在向空气放热，电阻产生的热量并没有完全被煤油吸收，所以实验二中的定量关系无法通过该实验得出，只能得到在通电时间相同时，电流越大，电阻越大，产生的热量越多的定性关系。 答案：电流相等 温度计升高的示数 A 大于 不成 有热量损失 7.解:(1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体°； 根据控制变量法知，该实验应使两个瓶中煤油的质量相同； (2)由图知, 与 并联后再与 串联， 研究电流通过导体产生的热量与电流的关系，要控制电阻和通电时间相同，所以，为达到实验目的，选用的两电阻丝 与 的阻值应相等； 根据并联电路电流的规律可知，通过 的电流小于通过 的电流； (3)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明电阻丝 产生的热量多，说明电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多； (4)根据焦耳定律可知， Rt常数， 且 ，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映 关系的是A。 故答案为：(1) 绝缘体°; 相等; (2)相同; 小于;(3)电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多；(4)A。 8.解:(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U形管液面高度差来反映，这种研究方法叫转换法°； A.探究电流与电压、电阻的关系用的是控制变量法，故A错误； B.比较电磁铁磁性强弱时，通过电磁铁吸引小铁钉的个数来反映电磁铁磁性的强弱，这是转换法°, 故B正确; C.研究磁场时，引入磁感线，这是理想模型法，故C错误； 故选B。 (2) 图乙装置中，两个5Ω的电阻并联后与一个5Ω的电阻再串联，容器B外连接的5Ω电阻，它起分流的作用；根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻并联的总电流和左边电阻的电流相等，即 右边两个5Ω的电阻并联°，根据并联电路的电流特点知 所以 所以乙装置是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电流是否有关； (3)如图丙小明要用两个相同的烧瓶来探究物质的吸热能力，需让质量相等的水和液体吸收相同的热 量，图中两电阻串联接入电路，因此通过两电阻的电流相等，根据 可知，只有两电阻的阻值相等时，水和液体在相同时间内吸收的热量相等；由图丁可知，在第5分钟，水升高的温度 液体升高的温度 则液体的比热容 故答案为: (1)U形管液面高度差; B, (2)电流; (3)等于； 9.解:(1)将滑动变阻器，两相同的透明容器中的U形管，开关，逐一顺次连接即可，滑动变阻的连线要注意一上一下，如下图所示： (2)电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U形管内液柱的高度差来反映，这种方法是初中物理常用的转换法°； (3)因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由( 可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大所以B管中的液面较高； (4)在乙装置中一个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，B端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即 两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知. 两电阻阻值相等，则支路中电流相等， 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，根据U形管液面的高度可知，电流越大，热量越多；故结论为：在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多； (5)由焦耳定律可知， 此时左侧电阻和右侧电阻是串联的，则电流和通电时间都是相同的，根据焦耳定律的公式 可知， 电流、通电时间相同，热量与电阻大小成正比，则产生的热量比值为 电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度差的变化来反映，即U形管左右液面高度变化之比为2：1。 故答案为： (1) 见上图; (2)转换法°; (3)右; 电阻；(4)在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多； 10.解:(1)实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示容器内空气温度的变化，运用了转换法°； (2)要在较短的时间内达到明显的实验效果，即要求容器内的物质的体积变化较大，而空气相对于水来说，受热更容易膨胀，可以使U形管中液柱上升更快，实验现象更明显。 (3)电源、开关、滑动变阻器、两个电阻丝组成串联电路，滑动变阻器的滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器用左半部分电阻丝， 如图所示： (4)组装之前，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器。(5)通电一段时间后，电阻丝产生热量，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，说明与此相连的透明容器可能漏气。 (6)图中，两电阻串联°，电流和通电时间相同 ，接好电路，闭合开关，通电一段时间后右侧U形管中液面高度变化大，说明右侧容器内电阻丝产生的热量多，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，电阻越大，所产生的热量越多。 (7)根据控制变量法，在探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时，就应该控制电阻和电流不变，改变时间的长短。 (8)①将图乙的装置接入上图的虚线框中，图中右侧容器的电阻与容器外的电阻并联，再与左侧容器中的电阻串联，根据并联电路的电流规律可知，通过左侧容器内电阻°的电流要大于通过右侧容器内电阻的电流，探究的是电流产生的热量跟电流大小的关系，通过一段时间后，左侧容器内电阻丝产生的热量较多，可以得到在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。 ②为了获得普遍的规律，实验中需要移动滑动变阻器°来改变电流的大小，进行多次测量。 (9)10s内通过 的电流产生的热量是 (10)因为连接的导线和电热水壶是串联，电流相等，但是电热水壶的电阻远远大于导线电阻，相同时间内，由焦耳定律( 可知，电热水壶工作时产生大量的热，而与其连接的导线却几乎不发热。 故答案为：(1) 高度差; 转换法; (2)膨胀; (3)见解答图；(4)属于；(5)与其相连的透明容器可能漏气; (6)右; 电阻; (7)电阻; 电流; (8)电流; 左;在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多；需要移动滑动变阻器来改变电流的大小，进行多次测量；(9)200，(10)电热水壶的电阻远远大于导线电阻，相同时间内，电流相等，由焦耳定律 可知，电热水壶工作时产生大量的热，而与其连接的导线却几乎不发热。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$