实验25 探究影响电流热效应的因素-2020中考物理实验专题各个击破

实验二十五探究影响电流热效应的因素

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◎核心考点：

【设计与进行实验】

1.主要实验器材选取及作用：

（1）加热材料的选用：用煤油或空气（相比于水：①煤油是绝缘体；②煤油和空气的比热容小，可以使实验现象更明显）；

（2）选择加热物质的要求：①物质种类、质量和初温均相同；②绝缘体。

2.实验步骤：

（1）探究电流产生的热量与电阻的关系

将两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相同，通电一段时间后，比较两个容器中U型管液面的高度变化情况，发现与右边容器相连的U型管液面高度变化更大一些。如图1所示：

图1 图2 图3

结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。（2）探究电流产生的热量与电流的关系

如图2所示，两个密闭容器中的电阻丝阻值都是5Ω，在右侧容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过通过右侧容器中电阻丝的电流。在通电时间相同时，观察两个U型管中液面高度的变化。

发现与左侧容器相通的U型管液面变化更大一些。

结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

（3）探究电流产生的热量与时间的关系

如图3所示，将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察与左边容器相通的U型管的液面高度变化情况，发现随着通电时间越长，U型管中液面高度变化越大。结论：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。【实验结论】

导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关：①在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多；②在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电流产生的热量越多；③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多。

【实验方法】

（1）转换法：通过U形管液面高度的变化反映产生电热的多少；

（2）控制变量法：

①探究电热与通电电流的关系：控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过电热

丝的电流大小；

②探究电热与电阻的关系：控制电热丝的电流和通电时间相同，选择两个不同阻

值的电阻丝；

③探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和电流相同，改变通电时间的

长短；

【交流与讨论】

（1）容器内加热物质为空气的原因：气体的热胀冷缩明显，使现象更加明显；

（2）多次测量的目的：避免实验的偶然性，让实验结论更具有普遍性；

◎针对训练

下图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套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.

甲乙

（1）实验中通过观察______________________的变化来比较导体所产生的热量的多少；

这运用了_________（选填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想.

（2）用装置甲进行实验时，通过控制通电时间和电路中的________不变，来研究导体产生热量与电阻的关系.

（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是________容器.

（4）图乙是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系.

（5）为使甲装置得出的结论具有一定的普遍性，同学们讨论了以下两种方案：方案一：在图甲中，断开开关，待U形管中液面降回到起始高度后，再次闭合开关进行实验，比较U形管中液面上升情况，得出结论.

方案二：在图甲中，断开开关，换用阻值不同的电阻，再次闭合开关进行实验，比较U形管中液面上升情况，得出结论.

以上两种方案，你认为可行的是方案________.

（6）小明认为将容器中的空气换成水，也可以完成实验，你认为小明的做法是否合理，请说明理由：________________________________________.

（7）小明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是新买的电源线过________（选填“粗”或“细”）.

答案：（1）U形管液面高度差；转换法；（2）电流；（3）C；

（4）电流；（5）二；（6）不合理，水受热体积变化不明显(水是导体)；（7）细