《2019年中考物理实验专题复习-探究电流的热效应的实验(答案解析).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年中考物理实验专题复习-探究电流的热效应的实验(答案解析).docx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2019年中考物理实验专题复习 探究电流的热效应的实验答案解析1（2018日照）某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。（1）请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中。（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫转换法。（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后，右（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，电阻越大，所产生的热量越多。（4）让两个密闭容器中的
2、电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多（5）如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q=I2Rt。【考点】JH：焦耳定律菁优网版权所有【专题】13 ：实验题；5A5：探究型实验综合题【分析】（1）根据“在电流和通电时间相同时，导体产生的热量与电阻大小的关系”，可确定是串联电路，以根据电流流向法，从电源的正极出发依次连接
3、电路元件，然后回到电源负极即可；（2）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度差的变化来反映；（3）由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答；（4）探究电流产生热量跟通电电流关系时，控制通电时间和电阻不变；（5）根据焦耳定律的公式分析。【解答】解：（1）将滑动变阻器，两相同的透明容器中的U形管，开关，逐一顺次连接即可，滑动变阻的连线要注意一上一下，如下图所示：；（2）电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U形管内液柱的高度差来反映，这
4、种方法是初中物理常用的转换法；（3）因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由Q=I2Rt可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大所以B管中的液面较高；（4）在乙装置中一个5的电阻与两个5的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，B端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，根据U型管液面的高度可知，电流越大，热量越多；故结论为：
5、在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多；（5）由焦耳定律可知，Q=I2Rt。故答案为：（1）见上图；（2）转换法；（3）右；电阻；（4）在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多；（5）I2Rt。【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。2（2018年兰州）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（R1R2）还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电
6、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t1t2，请根据以上叙述回答下列问题：实验中是通过观察温度计示数的变化来反映电流产生热量的多少。请指出实验过程中存在的问题：没有控制烧瓶中的液体的质量和种类是相同的。实验改进后得出的结论是：电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。【分析】（1）温度计示数的变化反应了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少；（2）探究电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小的关系，根据Q=I2Rt可知，应控制电流和通电时间相同，控制烧瓶中
7、的液体的质量和种类是相同的这样才能得出正确的规律；（3）电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。【解答】解；（1）实验中通过观察温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少；（2）实验中采用的是控制变量法，应控制烧瓶中的液体的质量和种类是相同的；（3）实验改进后得出的结论是：电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。故答案为：（1）温度计示数的变化；（2）没有控制烧瓶中的液体的质量和种类是相同的；（3）电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。【点评】理解焦耳定律的公式Q=I2Rt，知道要想探究电流通过电阻产生的热量跟电阻
8、阻值大小的关系，就要控制电流和通电时间相同，是解答的突破口。3.（2018河北）用如图19所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。(1)烧瓶中装入的煤油是_(选填“导体”或“绝缘体”)。(2)请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图。(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应_，通过R1的电流_通过R2的电流。(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明_。(5)小红用如图20所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据
9、焦耳定律可知，图21中能正确反映h-I关系的是_。【拓展】用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因。_。【答案】 (1). 绝缘体 (2). (3). 相等 (4). 小于 (5). 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多 (6). A (7). 不能 (8). 因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功，而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能【解析】分析：（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，根据导体和绝
10、缘体的定义可做出判断。（2）以实物图为依据，根据电流方向画出电路图；（3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”的实验，应采取控制变量法，以此分析即可；（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明导体产生的热量多；（5）根据焦耳定律可知，分析h-I关系即可；解答：(1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体；（2）根据实物图可知，从电源正极先接开关，再接L2，R0和R1并联后，再串联在电路中，答案如下图：（3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”的实验，应采取控制变量法，必须控制电阻相等，电流不同，根据并联电路的特点可知，通过R1的电流小于通过R2的电流。(4)通电一段时间后，乙
11、烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多。（5）根据焦耳定律可知，电阻产生的热量与电流的平方成正比。而烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h越大，导体产生的热量越多，能正确反映h-I关系的是A。不能用 计算通过任何用电器产生的热量，因为用计算出来的是电路产生的总功，而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能。故答案为： (1). 绝缘体 (2). (3). 相等 (4). 小于 (5). 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多 (6). A (7).
12、不能 (8). 因为用计算出来的是电路产生的总功，而总功除了用电器产生的热量，另外一部分可能转化为其他能量，例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热，一部分转化为机械能。【点睛】本题考查了学生对焦耳定律的认识，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型。4（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，通电一定时向后，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相等；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻关系。（2）在
13、图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的电流关系。（3）在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的高度差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，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为Q=I2Rt。【分析】（1）探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；（2）探究电流产生热量跟电流关系时，控制电流和通电时间不变；（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（4）根据焦耳定律内容分析。
14、【解答】解：（1）在图甲中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同；故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。（2）在图乙中，电阻和通电时间时相同的，而通过它们的电流不同，故探究导体产生的热量与通过导体的店里关系。（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（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，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为Q=I2Rt。故答案为：（1）相等；电阻；（2）电流；（3
15、）高度差；（4）电阻；通电时间；Q=I2Rt。5.（2017衢州）大家都知道：“摩擦生热”那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功（W）和做功产生的热（Q）两者之间的比值关系其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高焦耳通过测量所挂重物的重力（质量）和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W ）；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热（Q ）（1）焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关
16、系（2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系具体方案是：用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水计算出h杯h水，这也就是杯中水下落的高度在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙将保温杯慢慢上下翻转多次（n次）（填写操作），计算出水的重力所做的功（W）测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）根据、数据，得出两者的比值关系【分析】根据W=Gh要计算出重物做的功，需要测量G与
17、h（1）由题意解答即可；（2）将保温杯慢慢上下翻转多次（n次），根据W=Gh算出水的重力所做的功，再算出与水吸收的热（Q）之比【解答】解：根据W=Gh知要计算出重物做的功，需要测量所挂物体的重力G和重物下落的距离h；（1）由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系；（2）要粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系，具体方案是：用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水计算出h杯h水，这也就是杯中水下落的高度在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保
18、温杯，如图乙将保温杯慢慢上下翻转多次（n次），根据W=Gh=nm水g（h杯h水），算出水的重力所做的功W测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）根据、数据，得出两者的比值关系故答案为：所挂重物的重力； （1）研究摩擦做功和产生热量的关系；（2）将保温杯慢慢上下翻转多次（n次）【点评】本题考查了“研究摩擦做功和产生热量的关系”的实验设计的实验目的、实验步骤等知识，难度不是很大6（2017威海）根据下列两个实验，回答相关问题：（1）电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出小明同学为了“探究影响电流做功的因素”，设计了如图1所示的实验，通过此
19、实验可以较形象的比较出电流做功的多少该实验是通过观察物体被提升的高度比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为机械能；将滑动变阻器的滑片P向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的度度也变大了，这说明当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，电流做功越多（2）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2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 在实验过程中，通过观察U形管中液面高度的变化来
20、比较电流通过电阻丝产生热量的多少：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电阻大小的关系，图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系，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，产生的热量越多【考点】J6：电功的测量；JH：焦耳定律【分析】（1）电流做的功过程中，将电能转化为物体的机械能；根据W=UIt进行分析，即当时间相同时，电压越大，电流越大，电流做的功就越多，电流转化为物体的机械能就越多；（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的
21、变化来反映，这种研究方法叫转化法；电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同；综合分析图甲乙两装置的实验现象得出结论【解答】解：（1）图1所示的实验是通过观察物体被提升的高度来比较电流在不同情况下做功多少的；由W=UIt可知，当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，物体被吊起的高度也越大，说明电能转化为物体的机械能越大，即电流做功越多（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法；如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相
22、同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻的关系；通过一段时间后，b容器中U形管液面高度差大，电流产生的热量较多；图乙装置中两个5的电阻并联后再与一个5的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即I右=I左；两个5的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左=I内+I外，所以，I左I内，烧瓶内的电阻值都是5，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中U形管液面高度差大，电流产生的热量多；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
23、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，产生的热量越多故答案为：（1）物体被提升的高度；机械；物体被提升的高度；当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，电流做功越多；（2）液面高度；电阻大小；电流大小；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，产生的热量越多7(2017绥化)利用如图所示的电路装置，探究“电流产生的热量跟什么因素有关”接通电源，两容器内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况，比较瓶内电阻丝的发热多少？（1）此装置可以探究电流产生的热量跟电阻的关系，一段时间后，右容器内电阻丝产生的热量较多（选填“左”或“右”）（2）如果通过R1的电流为2A，那么10s内通过R1的电流产生的热量是200J【考点】JH：焦耳定律【分析】（1）分析图示装置与实验控制的变量分析答题；（2）根据Q=I2Rt可求热量【解答】解：（1）由图示实验可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置可以探究：电流产生的热量与电阻的关系；由于右侧中的电阻丝阻值较大，将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在右侧容器中产生的热量较多；（2）R110s内产生的热量：Q=I2Rt=（2A）2510s=200J故答案为：（1）电阻；右；（2）200