焦耳定律2.docx
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焦耳定律2
焦耳定律2
一．选择题（共10小题）
1．（2018•新吴区一模）小玲同学为了探究不同物质的温度变化与热量的关系，设计了如图所示的两个实验装置，对这两个装置的要求，必要的是（ ）
①水和煤油质量要相等
②加热器的功率要相等
③烧杯的规格要相同
④温度计规格要相同
A．①③B．③④C．①②③D．②③④
2．（2015秋•海港区校级月考）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析错误的是（ ）
A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更少
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
3．（2018•西宁）图是课本“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（ ）
A．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
B．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
C．要保持两个电阻丝两端电压相等
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
4．（2016秋•临海市期末）为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1＜R2，装入烧瓶的煤油质量均相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（ ）
A．在此实验中，将电流通过导体产生热量多少转化为煤油温度变化的大小
B．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关
C．比较相同通电时间内a、c温度计示数变化，可探究电流产生的热量与电流是否有关
D．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
5．（2018•禹城市二模）如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。
三个密闭容器中的电阻如图，三个容器串联，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，通电后，观察三个U形管中液面高度的变化。
实验现象表明（ ）
A．甲、乙、丙三容器串联，所以容器中电阻流过的电流相同
B．在通电相同时间下，三个容器中产热量之比为1：
2：
1
C．在乙、丙两容器可用来研究电流产热与电阻关系
D．在通电相同时间下，三个容器中产热量之比为4：
8：
1
6．（2011秋•埇桥区校级月考）电炉丝热得发红，而跟电炉连着的铜导线却不怎么热，这是因为（ ）
A．铜导线传热快，所以铜导线不怎么热
B．通过电炉丝的电流大于通过铜导线的电流
C．铜导线的电阻小，所以消耗的电能少，而电炉丝的电阻大，消耗的电能多
D．以上都不对
7．（2018•深圳）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。
两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。
下列说法正确的是（ ）
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
8．（2017•巴彦淖尔）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，R1=R2=R3，当开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B．通过电阻R1和R2的电流相等
C．通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的
9．（2016•武汉模拟）在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采取了如图所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。
下列说法错误的是（ ）
A．实验中通过观察液面的高度变化来比较电流通过电阻产生热量的多少
B．观察图甲中的A、B管，在通电时间相等时，发现B管液面上升得高，则表明电流通过导体产生的热量多少与电阻有关
C．采用图乙实验装置，可以得出结论：
在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多
D．该实验中用到了控制变量法和比较法
10．（2017•嘉祥县二模）如图实验装置可以用来探究“电流产生的热量与哪些因素有关”和“比较水和煤油的比热容大小”，关于该实验装置的说法不正确的是（ ）
A．两个实验都要用温度计示数的变化来显示吸热的多少
B．要用来探究“电流产生的热量与哪些因素有关”需要满足等质量的同种液体
C．要用来探究“比较水和煤油的比热容大小”，必须满足的条件是RA=RB且m水=m油
D．RA、RB串联是为了控制电流相等
二．多选题（共4小题）
11．（2018•顺义区一模）小明想探究电流通过电阻时产生的热量Q与电流I、电阻R的定性关系。
实验桌上有如下器材：
三个完全相同的烧瓶，瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计a、b和c、一个阻值为R1的电阻丝和两个阻值为R2的电阻丝（R1＞R2），还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、导线。
他连接了如图所示的电路进行实验，下列说法中正确的是（ ）
A．实验中电流通过导体产生热量的多少是用通电时间的多少体现的
B．闭合开关一段时间，温度计a比b的示数变化大
C．闭合开关一段时间，比较温度计b和c的示数变化，可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电流的大小是否有关
D．闭合开关一段时间，比较温度计a和c的示数变化，可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电阻的大小是否有关
12．（2017秋•来宾期末）如图所示是探究“电流通过导体所产生的热量与什么因素有关”的实验电路，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同
B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数增大
C．先闭合开关S1，再闭合开关S2，通过右容器中电阻丝的电流变大
D．闭合开关S1、S2一段时间后，左边温度计示数比右边温度计示数高
13．（2017秋•大石桥市期末）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析错误的是（ ）
A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙实验时为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
14．（2018•海淀区二模）如图所示，为“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，R1、R2、R3为三段完全相同的电热丝，R1、R2分别放在如图所示的完全相同的透明密闭容器中，R3按照图中连接方式接入电路。
两U形管中装有适量的且带有颜色的液体，透明密闭容器上端的气孔与U形管相连，通过U形管中的液体将一定量的空气封闭在透明密闭容器中。
闭合开关前，两U形管两侧的液面均相平。
闭合开关S，观察两U形管中两侧的液面差的大小关系，就可以比较两容器中电热丝产生热量的多少。
关于这个实验，下列说法中正确的是（ ）
A．通过R1、R2的电流一定相同
B．该装置此时电路的连接可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻是否有关
C．若电路连接完好，各元件无故障，通电一段时间后，两U形管中液面的高度差均不断增大，则左侧U型管中液面的高度差大于右侧U型管中液面的高度差
D．若容器外面的电热丝R3出现了断路，则在通电一段时间后将观察到两U型管中液面的高度差均不断增大，且它们的差值始终相同
三．填空题（共5小题）
15．（2018•黔南州）1840年，英国物理学家 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：
从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为 能。
16．（2017秋•广丰区期末）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，跟通电的时间成正比，这个规律叫做 定律，用公式表示为
17．（2011•威海）在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过 显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的是 。
18．（2011春•黄陂区校级月考）某电热器烧开一壶水用时16min，如果把它的电阻剪去一半接入同一电源处，烧开半壶水用时为 。
19．（2014秋•连州市期末）电流的三大效应是热效应、磁效应和化学效应。
其中电流热效应的应用广泛，如电熨斗、 等（写出一例）；由焦耳定律得知：
电流流过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟通电时间成正比。
四．作图题（共1小题）
20．（2015秋•和平区校级月考）在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到如图所示的实验器材。
若探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的器材完成实验电路的连接。
五．实验探究题（共15小题）
21．（2018•怀化）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验
如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电热丝的电流 ；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 关系。
（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的 关系。
（3）在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的 来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
（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，其表达式为 。
22．（2018•吉林模拟）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，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中 。
（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， （填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 。
（4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （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。
23．（2017秋•亳州期末）如图是“探究电流通过导体时产生热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内，盒内封闭一定量的空气，用橡皮导管与外面装有红色液体的U形管相连。
其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察 来比较的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与的 关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是 。
24．（2018•莫旗校级二模）如图是探究电流通过导体此时热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内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 。
在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察 来比较的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与 的关系，图乙可探究电流产生的 的关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是 。
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：
一是 法；二是转换法。
（5）通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是 。
25．（2018•长春模拟）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。
实验中选择的电阻丝为R1=R2=R3。
（1）两个透明容器中密闭着 相同的空气。
（2）图中所示的实验是探究电流通过电阻时产生的热量与 大小的关系。
（3）通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差 （选填“大于”、“等于”或“小于”）左边U形管内液面的高度差。
（4）该实验装置是利用 来反映电阻放出热量的多少的。
26．（2017秋•鼓楼区期末）如图是探究“电流通过导体产生热量的多少跟哪些因素有关”的实验电路（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同），瓶中的电阻采用电阻丝。
（1）实验中，通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。
（2）将该电路设计成串联的目的是 ，
（3）选用长度和横截面积都 的两种材料进行是按 ，为了使实验现象最明显，可以选用表中的铜与 进行对比。
材料
铜
铝
钨
镍铬合金
电阻（欧）
0.0175
0.029
0.053
1.0
（4）家用电烤箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的，小明依据上述规律，得出电烤箱低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要短一些的结论，此结论是否正确？
答：
（选填“正确”或“错误”）．原因是 。
27．（2018•兰州）探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”，他们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、阻值分别为R1、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、开关和导线，他们设计了如图所示的实验电路，进行如下实验：
闭合开
关，通电一段时间后，记下温度计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。
②请指出实验过程中存在的问题：
。
③实验改进后得出的结论是：
。
28．（2018•长沙模拟）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关“的实验装置：
（1）实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验方法叫转换法。
下列实验也用到这种实验方法的是：
A．认识电压时，我们用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花来判断音叉有没有振动
D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
（2）若想探究电流产生热量的多少与电流的关系，则应选择图中的 两个密闭容器进行实验；
（3）通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器 中的电阻丝。
29．（2018•长春模拟）实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）在实验过程中，通过观察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）图甲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）图乙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。
（4）综合分析图甲、乙两装置的实验现象，可以得出的结论是：
电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量 。
30．（2018•西城区模拟）小明猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。
为了验证猜想，他准备好三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝（RA＜RB＜RC）浸没在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图甲所示。
然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、如图甲中的烧瓶①用导线连成如图乙所示的电路。
接下来小明进行了如下操作：
a．闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为I，记录相关数据。
b．断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，记录相关数据。
c．断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，记录相关数据。
请你分析并回答下列问题：
（1）在小明计划探究的实验中，自变量是 ；
（2）小华认为小明的实验操作不能验证他的猜想，其理由是：
① ；② 。
31．（2018•石景山区一模）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）小亮计划探究的问题中的自变量是 ，因变量是 。
（2）实验中是通过观察 来反映电流产生热量的多少的。
（3）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：
，并写出改进措施：
。
（4）若用该实验装置探究电流通过电阻时产生的热量Q与电流I的关系，还需要增加的测量仪器是 。
32．（2017秋•潮南区期末）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）实验中煤油吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
（2）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。
（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是 。
（4）该实验中用到的两个研究为题的方法是① ；② 。
33．（2017秋•大余县期末）为了探究影响电热的因素，老师设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R甲＞R乙。
（1）在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要是由于 。
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与 的关系。
（3）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是 ，在相同时间内，观察比较 （同一个/两个）瓶中的温度计的变化。
（4）在两个烧瓶中放入等阻值的电热丝可测量煤油的比热容，具体做法是分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达c煤油= （已知水的比热容为c水）。
34．（2018•广东三模）在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”实验中，将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置。
已知电源电压相等且保持不变，R1＜R2。
（1）实验需要的器材有：
初温、 均相同的液体、电源、开关、滑动变阻器、两段不同的电阻丝，除了温度计之外还需要的测量工具是 。
（2）为了在较短时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水做实验，是因为 ，实验中煤油吸热多少是通过 来反映的。
A．温度计升高的示数B．通电时间C．电路的连接方式
（3）利用题17图甲实验装置可探究电流通过导体产生热量与 是否有关；观察温度计a、c的示数，可探究电流通过导体产生的热量与 是否有关。
35．（2018•临沭县校级模拟）小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：
在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
（1）通电一段时间后，小明发现烧瓶中温度计 的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越 ，产生的热量越多。
（2）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成相同 的水，且电阻丝的阻值R甲 R乙时，可以比较不同物质的吸热能力。
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关系C甲 C乙
六．解答题（共15小题）
36．（2018•铁东区校级模拟）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，该实验通过比较 ，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。
下面的探究实例中，也是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。
实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是 。
（2）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，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/A
通电时间/s
电阻/Ω
温度升高量/℃
1
0.3
30
10
1.5
2
0.6
30
10
6.0
由此得出：
同一导体，在通电时间相等时，电流 ，其产生的热量 。
（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，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“串联”或“并联”）．（本题中，三个烧瓶中的液体质量相等）
（4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”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 。
水和煤油吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
37．（2018•肃州区校级模拟）为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R甲＞R乙。
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不选用水，主要是由于 。
（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与 的关系。
（3）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是 。
38．（2017秋•应城市期末）在做“电流电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，盛名采用了如图甲所示的实验装置。
两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化。
（1）利用了如图甲实验装置的目的是探究 。
（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置的目的是探究，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，由此可得出结论：
在导体的 和通电时间相同的情况下，通过导体的 越大，产生的热量越多；
（3）“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一生活现象可用上面图 （甲或乙）的实验结论来解释。
39．（2017秋•东城区校级期末）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
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