2-重点实验综合全练(二)　探究电热的影响因素2026人教版（2024）初中物理九年级全一册同步习题课件（含答案）

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探究电热的影响因素类型一　电流和通电时间一定时,探究导体产生的热量跟电阻的关系1.(2023山东临沂九中期末)某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油,温度计显示煤油的温度,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。(1)该电路可探究当　　　　    和通电时间一定时,电流产生的热量跟　　　　    是否有关。电流电阻(2)实验采用的是　　　　    的研究方法,实验的设计依据是电流的　　　　    效应。(3)一段时间后,可以观察到甲瓶中温度计的示数　　　　    乙瓶中温度计的示数(选填“大于”“等于”或“小于”),判断依据是　　　　      。控制变量热 甲瓶中导体电阻比乙瓶中的小，由Q=I2Rt可知,甲瓶中导体产生的热量少，由Δt=  可知甲瓶中温度计示数小小于2.(新考法·分析论证)(2024辽宁大连西岗期末)如图所示,是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的部分实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。(1)在组装实验器材时,应使U形管左、右两液面　　　　    (选填“相平”或“不相平”);相平(2)在该实验中,是通过比较U形管左、右两液面之间　　    的大小,来比较电流通过电阻时产生热量的多少;(3)图甲的装置是为了探究电流产生的热量与　　　　    是否有关。在该实验中,将电阻串联连接的好处是可以控制    　　　    和通电时间都相等;(4)在用图乙的装置进行实验时,连接电阻R3的目的是使　     　　    不相等;高度差 电阻电流通过R1、R2的电流(5)在图乙中,若接通电路一段时间后,左侧U形管的实验现象明显,而右侧U形管没有任何变化,检查发现上述问题是电路故障引起的,则故障的原因可能是　　　　    。(有多项符合题目要求)A.R1电阻丝断路B.R2电阻丝断路C.R3电阻丝断路D.R3电阻丝短路BD解析    (1)实验中通过U形管中两边的液面高度差来反映电阻产生热量的多少,测量前U形管的液面应该相平;(2)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过比较U形管中两边的液面高度差来反映,这种研究方法叫转换法;(3)由甲图可知,两段阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相同、通电时间相同,由焦耳定律可知,该实验研究的是当通过导体的电流和通电时间相同时,电流产生的热量与导体电阻的关系;(4)图乙中R2、R3并联后再与R1串联,由串、并联电路的电流特点知,I1=I2+I3,两容器中电阻和通电时间相等,所以电阻R3的作用是使通过R1、R2的电流不相同,可探究电流产生的热量与电流大小的关系;(5)图乙中,若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,说明右侧容器中没有产生热量,根据Q=I2Rt可知,可能是R2电阻丝断路或R3电阻丝短路,导致右侧容器中的电阻丝中没有电流通过,故选B、D。3.(2023山东临沂兰山期末)为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图所示的甲、乙两组实验装置,将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的透明容器中,容器中密闭等量的空气,并与装有相同液体的U形管相连通。容器外电阻丝e与装置乙中电阻丝d并联,五段电阻丝中b的电阻为10 Ω,其余均为5 Ω。(1)图中,利用装置　　　　    (选填“甲”或“乙”)可探究电流产生的热量与电阻的关系;该装置　　　　    (选填“能”或“不能”)解释“电炉丝热得发红,而连接它的导线却几乎不发热”。甲能(2)如图,装置乙外部电阻丝e的作用是使通过左、右两容器中电阻丝的电流　　　　    (选填“相等”或“不相等”);通过观察,通电一段时间后,装置乙中左侧U形管两侧液面的高度差更大,由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越    　　　    ,导体产生的热量越多。(3)如图,让装置乙冷却到初始状态,把右侧并联的两根电阻丝e、d都放入右侧容器中,接通电源一段时间后,电阻丝产生的热量　　　　    (选填“左容器”“右容器”或“两容器一样”)多。不相等大左容器解析    (1)探究电流产生的热量与电阻的关系时,根据Q=I2Rt可知,应控制I、t相同,装置甲中两电阻丝串联,串联电路中I、t相同,容器内的电阻大小不同,所以可利用装置甲直接研究电热与电阻的关系;电炉丝、导线是较大电阻和较小电阻的串联关系,能用装置甲来解释;(2)电阻丝e的作用是分流,则装置乙中c、d两个电阻丝中的电流不相等;电阻丝e的分流使Ic>Id;根据Q=I2Rt可知左侧容器产生的电热多,由此可知,在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,产生的电热越多;(3)依据题意,右侧两个电阻丝并联后的等效电阻是左侧电阻的一半,由Q=I2Rt可知,在I、t相同时,电阻越大产生的热量越多,所以左侧容器电阻丝产生的电热多。4.(新考法·分析论证)(2024辽宁大连甘井子期末)实验小组的同学们依据生活经验,猜测:电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。在探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”时,同学们在烧瓶内安装一根电阻丝(R=20 Ω),装入适量的煤油,插入一支温度计,设计了如图所示的电路,其中电源电压为12 V。(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。答案　如图所示(2)为完成实验还需要的测量工具是　　　　    。停表(3)实验中通过观察　　 　　    来比较电流产生热量的多少。(4)调节滑动变阻器的滑片位置,改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电流I不同,温度计示数变化量不同,由此得出结论:　　　　     　　 　　    。(5)实验中加热煤油与加热水相比,好处是:相同质量的水和煤油,若吸收相同热量,　　　　    升温快。(c水>c煤油)温度计示数的变化 电流通过导体产生热量的多少与电流大小有关煤油量的多少;(4)调节滑动变阻器的滑片位置,改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电流I不同,温度计示数变化量不同,由此可得出结论:电流通过导体产生热量的多少与电流大小有关;(5)因煤油的比热容小于水的比热容,则由Q=cmΔt可知,相同质量的水和煤油,若吸收相同热量,煤油升高的温度多,即煤油升温快。5.(新考法·设计实验)(2024北京顺义期末)小京用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量与导体电阻和导体中电流是否有关”,两个透明容器中密封着等量的空气,两个U形管中液面高度相同,请完成下列问题。      (1)如图甲所示,容器中各有一段电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,通电一段时间后,观察U形管中液面高度的变化,该实验控制电流相同的方法是　 　　　    。(2)如图乙所示,容器中的电阻R1'=5 Ω、R2'=5 Ω,右侧容器外部电阻R3=5 Ω,并和R2'并联,该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与　　　　    是否有关;若将R3换成阻值为10 Ω的电阻,则　　　　    (选填“能”或“不能”)完成此探究实验。R1和R2串联接入电路中电流大小能解析    (1)根据图甲可知,电阻R1和R2串联接入电路中,根据串联电路的电流规律可知,通过R1和R2的电流是相等的;(2)根据图乙可知,R2'和R3并联,然后再与R1'串联接入电路中,根据并联电路的电流规律可知,通过两个容器内电阻的电流是不同的,通电时间、电阻大小相同,可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关;若将R3换成阻值为10 Ω的电阻,通过两个容器内电阻的电流仍是不同的,能完成此探究实验。