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初中物理

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    在讨论“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”这个问题时,小明和小华提出了猜想:“电流通过导体产生热量与通过导体电流的大小、导体的电阻及通电时间有关”,他们决定通过实验对这个问题进行研究.

    魔方格

    (1)怎样比较通电导体产生热量的多少呢?他们决定将一段电阻丝浸没在液体中,用电阻丝通电产生热量给液体加热,如图1所示,可以通过比较质量相等的同种液体______来比较电阻丝发热量的多少,这是科学研究的一种常用方法.下列研究实例中也采用这种研究方法的是______ (填序号).
    ①敲鼓时鼓面是否振动,我们可以通过在鼓面上撒一些纸屑观察纸屑是否振动来认识;
    ②学习电压,我们可以通过对比水压来认识它;
    ③电路中是否有电流,我们可以通过观察电路中电流表的指针是否偏转来认识.
    (2)如图2所示,质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,已知乙电阻比较小,他们通过实验发现,在______和通电时间相同的情况下,导体的电阻越小,产生的热量越少.
    (3)爱动脑筋的小军受小明他们的启发设计了如图3所示的另一种实验装置,他将两段阻值不同的电阻丝(R1>R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连.
    ①让图3中甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与气球______(填气球字母标号)相通的电阻丝产生热量最多.
    ②请对图2和图3所示的两种不同的实验装置进行评价,你认为较好的装置是______,理由______
    (4)老师告诉他们利用图2装置还可以做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,提醒他们应将其中一烧瓶中的煤油换成______相等的水,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻______.水和煤油吸热的多少是通过______来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”).
    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “在讨论“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”这个问题时,小明和小华提出了猜想:“电流通过导体产生热量与通过导体电流的大小、导体的电阻及通电时间有关”,...” 主要考查您对

焦耳定律及计算公式

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  • 焦耳定律及计算公式
焦耳定律:
1. 定义:电流通过导体时所产生的热量Q,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。

2. 公式:Q=I2Rt,适用范围:任何电路。

探究方法:
控制变量法:
(1)控制电流和电阻相同,研究电热与通电时间的关系
(2)控制通电时间和电阻不变,改变电流的大小,研究电热与电流的关系
(3)控制通电时间和电流不变,改变电阻大小,研究电热与电阻的关系

串并联电路电热关系:

串联电路中,电热之比等于电阻之比,
(根据Q=I2Rt)
并联电路中,电热之比等于电阻的反比(或倒数比),即(根据:

“焦耳定律”中的控制变量法:
     焦耳定律的实验运用了控制变量法,当两段电阻串联时,控制电流和通电时间相同,得出电流产生的热量与电阻大小有关,当两电阻并联时,控制电阻和通电时问不变,得出电流产生的热量与电流大小有关。
例:小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油,烧瓶A中浸泡着一段铜丝,电阻较小;烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝,电阻较大,温度计显示煤油的温度。

(1)为保证实验科学合理,两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
(2)实验中,小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量______。

解析:(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变,如煤油的质量,相同的烧瓶,相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计升高得快,说明相同时间内煤油吸收的热量多,由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻,所以在电流和通电时间相同时,导体电阻越大,产生的热量越多。

答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)


为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” :
      由于电炉丝和导线串联在电路中,通过它们的电流相等,而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多,根据 “在电流相等的条件下,电能转化成热时的功率跟电阻成正比”,Q=I2Rt可知,在通电时间相同时,电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多.所以电炉丝热得发红,而导线却不怎么热。


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