物理人教版（2024）第4节 焦耳定律课堂检测

这是一份物理人教版（2024）第4节 焦耳定律课堂检测，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．甲、乙两电热器通过的电流之比为3∶2，通电时间之比为2∶3，电阻之比为4∶3，则产生热量之比为（ ）
A．1∶2B．2∶9C．2∶1D．9∶2
2．下列不是利用电能的机器是（ ）
A．汽油机B．电饭煲C．电磁炉D．电水壶
3．要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应（ ）
A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半
B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍
D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍
4．以下说法正确的是（ ）
A．只有正电荷的定向移动才能形成电流
B．金属容易导电是因为内部有大量电子
C．导体的电阻越大，导体对电流的阻碍作用越大
D．电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能
5．现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台，分别接入电路中均正常工作，在相同时间内（ ）
A．三个用电器产生的热量相同
B．电风扇消耗的电能最多
C．电炉将消耗的电能转化为内能最多
D．单独将电冰箱接入电路时，电能表转得最快
6．俊羲在探究某个科学问题时，把阻值均为5Ω的两段电热丝R1、R2分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的不同液体（绝缘体），并连接成了如图所示的实验电路（两温度计完全相同），接通电路进行实验（忽略热损失）。则下列说法正确的是（ ）
A．该装置能用来探究电流通过导体产生热量跟导体的电阻的关系
B．该装置能用来探究电流通过导体产生热量跟流过导体电流的关系
C．某时刻A温度计示数比B温度计的大，则电热丝R1产生的热量比R2的多
D．某时刻A温度计示数比B温度计的大，则左侧烧瓶中液体的比热容比右侧的小
7．下列有关导电性能及材料应用的说法中，正确的是（ ）
A．硬币、钢尺、订书钉都是导体
B．铅笔芯、橡皮、塑料吸管都是绝缘体
C．超导体可用于制作电炉子的电热丝
D．半导体有良好的导电性
8．下列用电器在正常工作时消耗相同的电能，产生热量最多的是（ ）
A．洗衣机B．电暖气
C． 电视机D． 电风扇
二、填空题
9．计算热量的公式： 。
10．安装家庭电路时，主干线要选用比较粗的铜线，是用减小主干线 的方法来减少电线的发热量；远距离输电采取高压输电是在保证输出功率足够大的时候用减小 的方法来减少导线的发热量。
11．现代人的生活已经离不开电，电为无数家庭提供了巨大的便利。在电学的研究过程中，英国科学家 最先发现了电流的热效应，他发现电流通过导体所产生的热量与电流的平方成 （选填“正比”或“反比”）。
12．夏天的晚上，为了驱赶蚊虫，小敏在房间里使用电蚊香，插上电后，电蚊器变热了，利用了电流的 ；电蚊器上的蚊香片温度会升高，通过 的方式改变蚊香片的内能；过了会儿房间里就充满蚊香的气味，这是因为 。
13．一只标有“3V 0.5A”的小灯泡，接在电源电压为6V的电路中，我使其正常发光，应该串联一个 Ω的电阻，该电阻通电100s所产生的热量是 J。
14．一根阻值为的电阻丝，两端加上100V的电压时，通电1min所产生的热量为 J，电阻消耗的电功率为 W。
三、实验题
15．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。
16．在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，如图所示，在甲、乙两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。
（1）电流通过导体产生热量是电流的 效应；
（2）通电一段时间后 （选填“甲”或“乙”）容器连接的U形管液面高度差较大；
（3）实验表明：电流通过导体产生的热量跟 （选填“电流”或“电阻”）的大小有关。
四、计算题
17．如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻。当只闭合开关S时， 电流表示数为0.2A； 当闭合开关S、S₁时， 电流表示数为0.5A。求∶
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）当闭合开关S、S₁时，1min内电流通过，R2产生的热量。
18．如图所示，标有“6V 3W”字样的小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电路中。当变阻器连入电路中的电阻为6Ω时灯正常发光。（不考虑灯泡电阻受温度影响，电源电压不变）求：
（1）灯泡电阻；
（2）电源电压；
（3）灯泡正常发光1min，变阻器产生的热量。

B组能力提升训练题
一、单选题（本大题共8小题）
1．下列属于利用电热的是（ ）
A．电热水器装有发热管B．电脑机箱内有小风扇
C．电动机外壳有许多散热片D．电视机的后盖有很多孔
2．下列实例中，为了防止电热危害的是
A．用电热毯取暖
B．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C．收音机、电视机的机壳上有许多小孔
D．孵化家禽的电热孵卵机
3．将两根发热电阻丝串联起来接在电路中，如图所示，若，经过足够长的时间，则先被点燃的火柴是（ ）
A．火柴甲B．火柴乙C．同时点燃D．无法确定
4．一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，在额定电压下通电10min产生的热量为（ ）
A．4×102JB．2.4×104JC．2.2×103JD．1.32×105J
5．甲、乙两电热丝电阻之比为2:3，通过的电流之比为3:1，则相同时间内产生的热量之比为（ ）
A．2:1B．6:1C．1:2D．1:6
6．如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分，根据此图中所提供器材，可以直接研究的问题是（ ）
A．测小灯泡消耗的电能B．测小灯泡产生的热量
C．测小灯泡的实际电功率D．以上都不对
7．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1=R3，R2=R4，R2=1.5R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）。
A．甲、乙、丙、丁B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲D．甲、乙、丁、丙
8．将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器消耗的电能一样多
B．三个用电器产生的热量相等
C．三个用电器均能将电能全部转化为内能
D．可以根据可计算出三个用电器的电阻
二、填空题（本大题共5小题）
9．如图所示，将小灯泡与电池相接，闭合开关后，灯泡发光，则灯丝中电子的定向移动方向是 （填“由A到B”或“由B到A”），小灯泡中的灯丝是利用电流的 效应工作的。
10．已知电风扇线圈的电阻为20Ω，若加在该电风扇的电压为220V，此时通过的电流为1A，则电风扇在220V电压下连续工作10min产生的热量为 J。
11．一台电动机正常工作时两端的电压是380V，线圈电阻为2Ω，线圈中的电流为10A，这台电动机正常工作10s消耗的电能为________J，转化成的机械能为________J。
12．家庭电路常用导线的横截面积的规格有1.5mm2、2.5mm2、4mm2……，在安装电热水器、空调等大功率用电器时会选择4mm2，甚至更粗的导线。导后会发热，这是由于电流的 效应。大功率用电器需要使用更粗的导线的原因是 。
13．如图所示是两挡电饭锅内部加热部分的简化电路图，R1、R2均为发热电阻，将开关S分别置于1、2两位置时，电饭锅处于不同挡位。已知高温挡功率为1000W，R2的阻值为110Ω。当开关S置于2位置时，电饭锅处于 挡（选填“高温”或“低温”），该挡位正常工作10min产生的热量是 J。

三、实验题（本大题共2小题）
14．图A是探究“不同物质吸热能力”的实验；图B是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，其中R1>R2。
（1）探究“不同物质吸热能力”的实验时，图A中两个烧杯中的液体应为质量相同的 种类的液体，甲、乙加热器的规格 。（以上两空均选填“相同”或“不同”）。实验中两种液体吸收热量的多少可通过 （选填序号“液体升高的温度”或“加热时间”）来比较。
（2）探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时，图B中两个烧瓶内的液体应为质量相同，种类 的液体（选填“相同”或“不同”）。实验中电阻丝放出热量的多少，是通过 来进行判断的（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）来比较。
（3）图B所示实验中，闭合开关，经过一定的时间，用电阻丝R1加热的液体温度升高了，用电阻丝R2加热的液体温度升高了，那么 （选填“ > ”、“ < ”或“ = ”）。
（4）图B所示实验中，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（3）中电流的2倍，且通电时间与（3）保持相同。这次用电阻丝R1加热的液体温度升高量为，实验发现大于，说明电流产生的热量与电流 （选填“成”或“不成”）正比关系。为了得到更为普遍和精确的规律，你对此实验的建议是 。
15．某同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，请观察甲、乙两图并回答下列问题：
（1）在甲图实验中，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面高度变化较大，这表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的 越大，产生的热量越多。实验中主要运用了 和 两种物理学方法。
（2）乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与 的关系。在实验中观察到左、右两侧U形管中液面都很快出现高度差而且高度差相等，原因是电阻丝 断路。排除故障后，重新利用乙装置进行实验，要使实验现象更明显，应该将R3换成阻值更 的电阻（选填“大”或“小”）。
四、计算题（本大题共2小题）
16．如图所示的电路中，R1＝10Ω，R2＝15Ω，当开关S闭合时，电流表示数为3A，求：
(1)电源电压；
(2)通过电阻R2的电流；
(3)电路工作5min产生的电热。
A组基础训练题答案
1．C
【详解】由题意可知
由可得，电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．A
【详解】A．汽油机是将燃料的化学能转化为机械能的机器，故A符合题意；
B．电饭煲是消耗电能产生热能的机器，故B不符合题意；
C．电磁炉是消耗电能产生热能的机器，故C不符合题意；
D．电水壶是消耗电能产生热能的机器，故D不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】A．根据焦耳定律可知，当电阻不变时，使通过电热器的电流减小一半，则电热变为原来的，故A不符合题意；
B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故B不符合题意；
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故C符合题意；
D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故D不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】A．电荷的定向移动形成电流，不管是正电荷还是负电荷只要是发生定向移动都能形成电流，故A错误；
B．金属容易导电，是因为金属内部有大量的自由电子，自由电子定向移动时可以形成电流，故B错误；
C．电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大，故C正确；
D．用电器把电能转化成了各种形式的能，而内能只是其中的一种，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】ABC．由题知，电冰箱、电风扇、电炉的额定功率相同，由W=Pt知，正常工作时三个用电器消耗电能一样多，而三个用电器中，电冰箱和电风扇工作时，不仅将电能转化为内能，还转化为其他形式的能，只有电炉工作时将电能全部转化为内能，所以电炉消耗电能转化为内能最多，产生热量最多，故AB不符合题意，C符合题意；
D．三个用电器的额定功率相同，正常工作时，实际功率相同，电流做功快慢相同，所以单独将电冰箱、电风扇、电炉接入电路时，电能表转盘的转速相同，故D不符合题意。
故选C。
6．D
【详解】AB．通过两电阻的电流、通电时间、电阻都相同，故无法探究导体产生热量跟导体的电阻、电流的关系，故AB错误。
CD．根据题意，两个电阻串联，通过两电阻的电流、通电时间、电阻都相同，则电阻产生的热量相同，忽略热损失的情况下，两个烧杯中液体吸收的热量相同。两个烧瓶中的液体的种类是不同的，但是质量和初温也相同，可以根据温度计升高的示数来区别两种液体的比热容，故C错误，D正确.
故选D。
7．A
【解析】略
8．B
【详解】用电器工作时将电能转化为其他形式的能量，电暖气工作时将电能全部转化为内能；洗衣机工作时，主要将电能转化为机械能；电风扇工作时主要把电能转化为机械能，只有一少部分转化为内能；电视机工作时，电能转化为声能、光能等其他形式的能，只有一少部分转化为内能；由此可知，消耗相同的电能，产生热量最多的是电暖气，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9．
【详解】根据焦耳定律的相关知识可知，计算电学热量的公式是
10． 电阻 电流
【详解】[1]在导线材料与长度一定的情况下，导线的横截面积越大，导线电阻越小。主干线要选用比较粗的铜线可减小电阻。由焦耳定律可知，是用减小电阻的方法来减少电线的发热量。
[2] 根据P损=I2R，要减小功率的损耗，可以减小传输的电流或减小电阻；在功率一定的情况下，根据P=UI，采用高压输电的方法，要减小电流，减小导线的发热量。
11． 焦耳 正比
【详解】[1]电流的热效应是指电流通过导体产生热量的现象，该现象最先是由英国科学家焦耳发现的。
[2]英国物理学家焦耳通过大量实验研究发现：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。这个规律叫作焦耳定律。
12． 热效应 热传递 分子在不停地做无规则运动
【详解】[1]电热驱蚊器工作时将电能转化为了内能，是利用电流的热效应来工作的。
[2]蚊香片放到电热驱蚊器的发热板上，发热板上的温度较高，会向蚊香片传递热量，蚊香片的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能的。
[3]通电一段时间后，整个房间里都能闻到蚊香片的气味，这是扩散现象，扩散现象说明了分子在永不停息地做无规则运动。
13． 6 150
【详解】[1][2]灯泡正常发光时的电压UL​=3V，要使灯泡在6V的电源上正常发光应串联一个电阻分压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻两端的电压
UR​=U−UL=6V−3V=3V
因串联电路中各处的电流相等，所以，由可得，串联电阻的阻值
该电阻通电100s所产生的热量
Q=I2Rt=(0.5A)2×6Ω×100s=150J
14． 200
【详解】[1]通过电阻丝的电流为
通电1min所产生的热量为
[2]电阻丝消耗的电功率为
15． 电流和通电时间 电阻 甲、丙 丙
【详解】（1）[1][2]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）[3]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）[4]根据焦耳定律可知通电时间相同时，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。
16． 热 甲 电阻
【详解】（1）[1]电流通过导体电能转化为内能的现象叫电流的热效应，电流通过导体产生热量是电流的热效应。
（2）[2]由图可知，甲、乙中的电阻串联在电路中，电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知电阻越大，产生的热量越多，所以甲中产生的热量多，甲容器连接的U形管液面高度较大。
（3）[3]甲、乙两个透明容器中密封等量的空气，电阻串联在电路中，通电时间相同，电阻不同，电流相同，而甲中产生的热量多，说明电流产生的热量跟电阻的的大小有关。
17．（1）6V；（2）20Ω；（3）108J
【详解】解：（1）当只闭合开关S时，只有R1接入电路，电流表测通过R1的电流，由 得R1两端电压
电源电压等于R1两端电压等于6V。
（2）当闭合开关S、S1时，R1与R2并联，电流表测干路电流，通过的电流
的电阻
（3）电流通过R2产生的热量
答：（1）电源电压为6V；
（2）R2的阻值为20Ω；
（3）当闭合开关S、S₁时，1min内电流通过，R2产生的热量为108J。
18．（1）12Ω；（2）9V；（3）90J
【详解】解：（1）根据可知，灯泡的电阻为
（2）小灯泡正常发光时的电流为
当当变阻器连入电路中的电阻为6Ω时灯正常发光，此时电路中的电流为
I=I额=0.5A
此时滑动变阻器两端的电压为
U滑=IR滑=0.5A×6Ω=3V
电源电压为
U=U额+U滑=6V+3V=9V
（3）灯泡正常发光1min，变阻器也通电1min，此时变阻器接入阻值为6Ω，电流为0.5A，所以变阻器产生的热量为
Q=I2R滑t=(0.5A)2×6Ω×1×60s=90J
答：（1）灯泡电阻为12Ω；
（2）电源电压为9V；
（3）灯泡正常发光1min，变阻器产生的热量为90J。
B组能力提升训练题参考答案
1．【答案】A
【详解】
电热可供利用，但有时也有危害。
A．电热水器装有发热管，电能转化为内能，属于利用电热，故A符合题意；
B．电脑机箱内有小风扇是为了及时散热，故B不符合题意；
C．电动机外壳有许多散热片是为了及时散热，故C不符合题意；
D．电视机的后盖有很多孔是为了通风散热，故D不符合题意。
故选A。
2．【答案】C
【详解】
A. 用电热毯取暖，是电流热效应的应用，故A错误；
B. 高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置，是电流热效应的应用，故B错误；
C. 收音机、电视机的机壳上有许多小孔，是为及时将电视机内能产生的热量散发出去，是为了防止电热带来的危害，故C正确；
D. 孵化家禽的电热孵卵机，即利用电热来孵卵，是电流热效应的应用，故D错误；
故选C．
3．【答案】B
【详解】因为两电热丝R1、R2串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同；根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多；因为R1＜R2，所以Q1＜Q2，电炉丝R2的温度高，火柴先被点燃。
4．【答案】B
【详解】
在额定电压下通电10min电烙铁产生的热量
故选B。
5．【答案】B
【详解】
相同时间内产生的热量之比为
故选B。
6．【答案】C
【分析】
【详解】
根据电路图可知，电压表测灯泡两端的实际电压，电流表测通过灯泡的实际电流。
A．根据W=UIt可知，测小灯泡消耗的电能时需要知道通电时间，故A不符合题意；
B．由Q=I2Rt或Q=W=Pt可知，要测小灯泡产生的热量，需要知道通电时间，故B不符合题意；
CD．知道灯泡的实际电压和实际电流，据公式P=UI可计算出灯泡的实际功率，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
7．【答案】C
【分析】
【详解】
左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。因为
R2=1.5R1
所以
Q2>Q1
右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的产生的热量多。因为
R1=R3，R2=R4，R2=1.5R1
则
R4>R3
所以
Q3>Q4
左图中，通过R2的电流是
所以
右图中，通过R4的电流是
所以
因为
R2=R4
且通电时间相同，所以电流大的产生的热量多。因为
I4>I2
所以
Q 4> Q 2
这样我们得出了这四个电阻产生的热量关系是
Q 3>Q 4>Q 2>Q 1
不考虑热量损失，最后根据可知，水温从高到底应该是丙、丁、乙、甲。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．【答案】A
【详解】
A．电功率相同，工作时间相同，故消耗的电能相同，故A正确；
BC．电风扇将电能主要转化为机械能，少部分转化为内能，电视机一部分电能转化为光能，而电烙铁是将电能全部转化为内能，故BC错误；
D．电风扇不是纯电阻，不适合欧姆定律，故也不适合，故D错误。
故选A。
9．【答案】由A到B；热
【详解】在电源的外部，电流总是从电源的正极流出，经过用电器，回到电源的负极，题中为电子移动方向，故通过灯泡中电子方向是由A到B。
小灯泡灯丝是利用电能转化为内能，使灯丝温度升高，达到白炽状态，从而发光，故利用电流热效应工作。
10．【答案】1.2×104
【详解】电风扇在220V电压下连续工作10min产生的热量为
11．【答案】 38000 36000
【详解】[1]电动机消耗的电能为
W=UIt=380V×10A×10s=38000J
[2]线圈产生的热量为
Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×10s=2000J
所以产生的机械能为
W′=W-Q=38000J-2000J=36000J
12．【答案】热；见解析
【详解】
[1]导线长时间使用后会发热，这是由于电流通过导线时会产生热量，这就是电流的热效应。
[2]电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，在材料、长度和温度相同时，导线越粗，电阻越小，在电流、通电时间相同时，根据Q=I2Rt可知，电阻越小，产生的热量越少。
13．【答案】 低温 2.64×105
【详解】[1][2]由图可知，当开关S置于1时，R1、R2并联，当开关S置于2时，R1被短路，只有R2工作；根据并联电路电阻特点可知，当开关S置于2时，只有R2工作，电路中的总电阻较大，由可知，电路中的总功率较小，电饭锅处于低温挡；此时低温挡的电功率为
该挡位正常工作10min产生的热量为
14．【答案】；不同；相同；加热时间；相同；液体升高的温度；＞；不成；移动滑动变阻器的滑片，多做几次实验，画图像找规律
【详解】
（1）[1][2][3]探究“不同物质吸热能力”的实验时，变量是物质的种类，故需要选择不同种类的液体；那么其他的变量应该保持不变，用相同规格的电加热水器在相同的时间内放出的热量相同，保证两质量相同的液体在相同的时间内吸收的热量相同；由于相同时间内两种液体吸收的热量相同，故可以用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少。
（2）[4][5]探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时，变量是电流、时间、电阻的大小，其他的量需要相同，本实验是通过观察液体升高的温度来判断产生的热量的多少，液体的种类必须相同，才能通过观察液体升高的温度来判断哪一个电阻丝放出的热量多。
（3）[6]图B所示实验中，闭合开关，经过一定的时间，两电阻串联，电流相同，加热时间相同，R1>R2，由Q=I2Rt知，电阻R1产生的热量多。
（4）[7][8]电流增大为原来的两倍，若升高的温度也是原来升高温度的两倍，则成正比，现在升高的温度不是原来的温度的两倍，故不成正比；为了使结论具有更普遍性，需要移动滑动变阻器的滑片，多做几次实验，画图像以便找到普遍规律。
15．【答案】电阻；控制变量法；转换法；电流大小；R3；小；
【详解】
（1）实验中，U形管两侧液面高度差越大，产生的热量越多，甲图中，左右两侧电阻丝串联，即流过的电流大小相同，而两电阻丝的阻值不同，而B玻璃管内液面高度变化较大，说明在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多，实验中要控制无关变量，故运用了控制变量法，同时将电阻产生的热量的多少转换为U形管两侧液面高度差的大小，故还运用了转换法。
（2）乙图中，两侧电阻丝的阻值相同而流过电阻丝的电流大小不同，故研究的是电阻丝产生的热量与电流大小的关系；若在实验中观察到左、右两侧U形管中液面都很快出现高度差而且高度差相等，即两侧电阻丝产生的热量相等，可知流过两电阻丝的电流相等，故原因是电阻丝R3断路，此时R1与R2串联，流过的电流相等；因R3与R2并联，若R3阻值越小，则由欧姆定律可知，此时流过R3的电流越大，而流过R2的电流则越小，则此时左右U形管两侧液面高度差的差异越明显，故应将R3换成阻值更小的电阻。
16．【答案】(1)30V;(2)2A;(3) 4.5×104J
【分析】
由题意可知，本题考查了并联电路中电流、电压、电热等常见物理量的计算。可以根据并联电路特点、欧姆定律以及电热和电功的关系分析解题。
【详解】
(1)图中R1和R2并联，R1两端电压即为电源电压
(2)R2两端电压和电源电压相等，根据欧姆定律可求R2电流
(3)电路5min内产生的热量和消耗的电能相等
答：(1) 电源电压为30V。
(2) 通过电阻R2的电流为2A。
(3) 电路工作5min产生的电热为4.5×104J。