探究焦耳定律实验专题训练

探究电流热效应（焦耳定律）实验专项训练

1.(2012包头)用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生

的热量与电阻的关系”。

⑴实验中通过观察来比较电流产生的热量

的多少。

⑵为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙

两瓶中要装入、的同种液体。

⑶为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能。

⑷实验结论是。

⑸该实验装置还可以研究通电时间一定时,导体产生的热量与的关系。

2.（13济南）电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应．常见的白炽灯就是利用这一原理工作的．图1所示为小丽、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景．

（1）图1中，小军发表的观点应用到的物理知识是．根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？于是，小丽和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材，并组装出图2所示的实验装置．为了在较短时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水的主要理由是_____。A．煤油有颜色便于观察 B．煤油的密度比较小C．煤油的比热容比较小D．煤油的热值比较大（2）在小丽和小梅的实验装置中，是通过来反映电流在一定时间内产生热量的多少的．

（3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量．在下列问题的研究中，也用到这一物理学方法的是（双选）．

A、在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小

B、在研究影响动能的因素时，通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小

C、在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因

D、在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱

（4）小军看了小丽和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好．于是，他们拆除了密封塞和玻璃管，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验．这是通过来反映电流在一定时间内产生热量的多少的。在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是：．

初温均相等的煤油，R甲>R乙。

甲乙

（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___________________

______________________________________________________________________。

(4)将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图乙所示。测量时，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，分别读出温度计示数为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式c煤油=__________________（已知水的比热容为c水）。

4．在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图15所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1>R2。（1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较 (选填“大”

或“小”)。开关接在干路，是为了控制相同。

（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快。则B中电阻丝放

出的热量比A中放出的热量（选填“多”或“少”）。由此得

出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体

产生的热量越（选填“多”或“少”）。（3）电烘箱高温和低

温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的。由上述

实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要（选填“长”或“短”）一些。

5. 在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题。如图两电阻丝串联在电路中，将其放入同样大小的烧瓶中，可以对瓶中液体加热。现有如下课题：

A. 探究不同物质的吸热能

B. 探究导体电阻大小与材料是否有关

C. 探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系

D. 探究导体电阻大小与长度是否有关

（1）如果两瓶中电阻丝电阻大小相等，烧瓶中装着相同质量的水和煤油，则可探究课题。（2）如果烧瓶中都装着相同质量的水，但电阻丝电阻大小不同，则可以探究课题。（3）在与（2）条件相同的基础上应选择相同，材料不同的电阻就可以探究课题B。6．小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关

系”。装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。小靖提议利用该装置

改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。若保持甲的器材不

变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的__ _____。

此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比

较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有

____________________。

探究电流热效应（焦耳定律）实验专项训练答案

答案：1.⑴两支温度计示数（或变化）⑵质量相同初温相同⑶相同

⑷在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多⑸电流大小

2.考点：焦耳定律．

分析：（1）根据小明的说法是阻值不同与材料的长度、粗细有关分析即可知道应用到的物理知识．

（2）电流产生热量的多少不能直接观察，可以通过煤油受热膨胀，体积变化的多少来反映，体积膨胀越多，电流产生的热量越多．

（3）初中物理中有很多实验应用转换法，例如用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性强弱，用木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小等等．

（4）用温度计代替两端开口的细玻璃管，根据控制变量法应控制煤油的质量相同，但需要注意的是原来是在密封塞的作用下，将相同多的煤油密封在烧瓶里，受热膨胀的煤油在玻璃管里，现在换用温度计，则需要考虑受热膨胀的煤油去处，根据这一点可知遗漏的一个重要操作．

解答：解：（1）因为小明的说法是灯丝的长度相同、粗细不同灯丝的阻值不同，说明电阻阻值不同与材料的长度、粗细有关，所以应用的物理知识是影响电阻的因素．

（2）电流通过导体产生热量的多少，不能直接观察，而是通过煤油体积变化的大小体现出来，所以通过观察玻璃管液面上升的高度来电流在一定时间内产生热量的多少的．

（3）电流通过导体产生热量的多少，不能直接观察，而是通过煤油体积变化的大小体现出来，这种方法是转换法．

①探究电流与电压、电阻的关系，采用控制变量法．

A、在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小，用了等效法，

B、在研究影响动能的因素时，通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小，采用了转换法．

C、在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因，用了类比法

D、在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱，用了转换法．用到这一物理学方法的是BD．

（4）根据控制变量法本实验，应控制煤油的质量相同，原来是在密封塞的作用下，将质量相同多的煤油密封在相同的烧瓶里，受热膨胀的煤油在玻璃管里；现在换用温度计，受热膨胀的煤油会溢出，所以应倒出一部分煤油，但根据控制变量法还要保持烧瓶内煤油质量相等，故遗漏的一个重要操作是：倒出一部分煤油．并使烧瓶内煤油质量相等．

故答案为：（1）影响电阻的因素；（2）玻璃管液面上升的高度；（3）BD；（4）倒出一部分煤油．并使烧瓶内煤油质量相等．

点评：（1）初中多采用控制变量法、转换法、模型法、类比法、等效替代法等来探究物理问题．（2）掌握电流产生热量多少跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系，采用控制变量法和转换法探究电流产生热量跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系．

3.答案：（1）煤油的比热容小（2）电阻（3）移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲

（或乙）烧瓶中温度计的示数变化。（4）

4.答案：（1）大（1分）；通电时间（2）多；少（3）长

5.答案：（1）A (2) C (3)长度和横截面积

6.电阻丝；甲、乙质量和初温相同，电阻丝阻值相等。