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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 比热容的概念 影响电阻大小的因素 电功或电能的计算 试题正文
  • 探究题
    用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝，瓶中温度计显示煤油的温度。
    （1）实验中电流做功的多少是根据煤油_________ 变化的大小来判断的，为比较两电阻做功的多少，两瓶煤油的质量应_________ 。
    （2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油?”对此合理的解释是_________ 。（填字母）
    A.煤油有颜色便于观察 B.煤油密度较小 C.煤油比热容较小
    （3）两瓶中电阻_________联使得通过它们的电流和通电时间相等，甲瓶中的电阻丝较长，电阻较_________ ，电压较高。
    （4）实验发现，甲瓶温度升高较多。表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越_____________。

    本题信息：2010年福建省中考真题物理探究题难度一般 来源:牛青丹
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本试题 “用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝，瓶中温度计显示煤油的温度。（1）实验中电流...” 主要考查您对

比热容的概念

影响电阻大小的因素

电功或电能的计算

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  • 比热容的概念
  • 影响电阻大小的因素
  • 电功或电能的计算
定义：
单位质量的某种物质，温度升高(或降低) 1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。用符号c表示。

单位：
焦／(千克·摄氏度)，符号是J／(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度，它表示的物理意义是：单位质量的某种物质温度升高(或降低)l℃时，吸收(或放出) 的热量是多少焦。

比热容的特征：
(1)比热容是物质的一种特性：
a．比热容是反映质量相等的不同物质，在温度升高(或降低)的度数相同时，吸收(或放出)的热量是不同的物理量；
b.  不同的物质，比热容一般不同。

(2)比热容也是物质的一种属性：
a．比热容不随物体的质量改变而改变；
b．比热容与温度及温度变化无关；
c．比热容与物质吸热或放热的多少无关。

(3)比热容与状态有关：状态改变，比热容改变。

(4)比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量：在同样受热或冷却的情况下，比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大。

比热容与热量的区别和联系：
比热容 热量
特点 反映物质的吸热或放热的能力 反映物体吸收或放出热的多少
概念 单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量 在热传递过程中，传递的内能的多少
单位 J/(kg·℃) J
有关因素 只与物质的种类、状态有关，而与质量、温度、热量无关 与比热容、质量、温度的改变量有关
联系 Q=cm△t

巧法解图像类问题：
  在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。
例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得m两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T甲、T乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c甲，c乙分别表甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是(   )
A．T甲>T乙，c甲>c乙
B．T甲>T乙，c甲<c乙
C．T甲<T乙，c甲>c乙
D．T甲<T乙，c甲<c乙
解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T乙>T甲。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式Q=cm△t进行变形，c=，而可从图像看出甲的温度变化大，故c甲<c乙

答案：D
影响电阻大小的因素：
1．电阻是导体的属性，它的大小只与材料、长度和横截面积有关；与导体两端的电压和通过导体的电流无关。在材料相同时，长度越长，横截面积越小，电阻越大。

2．导体的电阻还与温度有关。一般来说，导体的电阻随温度的升高而增大，如金属导体；也有少数导体的电阻随温度的升高而减小，如石墨类导体。


易错点：
①电阻是导体本身固有的一种属性，不同导体的导电能力是不同的。
②绝缘体之所以能起到绝缘的作用，就是由于其电阻很大的缘故。

典型例题：
例题一：有一段导体电阻为8欧姆。
（1）如果把它截去一半，则阻值为多少？
（2）如果把它对折重叠，则阻值为多少？ 分析与提示：导体电阻与长度和横截面积有关。
解题过程：（1）导体长度为原来一半，所以电阻为原来一半为4欧。（2）对折重叠后，长度为原来一半，横截面积为原来的两倍，所以电阻为原来的四分之一为2欧。

易错情况分析：第（1）问一般没有问题，第二问容易错答为4欧或8欧，答4欧的原因是忘了重叠后横截面积发生的变化影响了电阻的大小，答8欧的原因是以为横截面积变大使得电阻变大，其实电阻与横截面积成的是反比，横截面积变为原来2倍使得电阻应在减小为二分之一，只有2欧。

选题角度：第一是检查学生是否知道哪些因素会影响电阻大小，第二是运用知识“导体电阻与长度成正比，与横截面积成反比”。

例题二：如图所示，开关闭合后，用酒精灯对串联在电 路中的电阻丝进行加热，这电流表的示数将____ （变大、变小、不变），小灯泡的亮度将____ （变亮、变暗、不变）。
分析与提示：导体电阻受温度的影响。

解题过程：用酒精灯对串联在电路中的电阻丝进行加热后， 电阻温度升高，电阻将变大，所以使得电路中的电流减小，所以电流表的示数将变小，小灯泡的亮度将变暗。

易错情况分析：有些学生可能会认为电阻温度升高，电阻将变小，所以答为电流表的示数将变大，小灯泡的亮度将变亮。

选题角度：温度对电阻的影响在初中的基础学习中不常提起，但在实际科技中，这一点不可忽视，所以目的在使学生记得导体电阻除了受自身因素（材料、长度、横截面积）影响之外，其实还应强调当时的温度情况。
用控制变量法研究电阻大小的影响因素：
     使用控制变量法的一般步骤是：
(1)明确研究的问题中有多少个物理量，搞清研究对象是哪个物理量。
(2)逐一研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时，要使其他物理量保持不变。
(3)把这些单一关系综合起来。
例如：在“研究电阻的大小与什么因素有关”时，就用到了控制变量法。因为影响电阻大小的因素有四个，即材料、长度、横截面积和温度。如要研究材料对电阻的影响，则需控制其他三个因素不变。

例：在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，某老师引导学生作了如下的猜想：
猜想1：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；
猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；
猜想3：导体的电阻可能跟导体的材料有关。

如图所示是他们进行实验探究时所用的器材，演示板上固定了四条金属电阻丝，a、b、c的长度均是lm， d的长度是0．5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c 的材料相同，但c的横截面积大于a的横截面积；a、d 的材料和横截面积都相同。
(1)在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把 M、N跟____的两端连接，闭合开关，记下电流表的示数。分析比较这两根金属电阻丝的电阻大小。
(2)依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属电阻丝的电阻大小，可探究电阻跟____的关系，其结论是： __________.
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到，被称为控制变量法。试根据学过的物理知识再列出两例可用这种方法研究的问题：___、____。
(4)一般来说，所有物体都有电阻。在探究过程中，又有同学提出猜想4：电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯(如图所示)设计一个实验来研究这个问题，要求：①说出方法，②画出电路图。

解析：本实验探究过程中采用控制变量法，通过研究电阻与材料、长度、横截面积和温度的关系，得出电阻的大小与这些影响因素之间的关系。

答案：(1)a、c
(2)长度在导体材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大(或导体的电阻跟长度成正比等)
(3)研究电流与电压和电阻的关系研究压强与压力和受力面积的关系
(4)①方法：用导线把废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成如图所示的电路，再用酒精灯给灯芯加热，同时观察电流表示数的变化，并进行分析，得出结论；
②电路图：如图所示。

电功计算基本公式及推导公式（适用于纯电阻电路）：W=UIt，W=I2Rt，W=U2t/R，W=Pt，W=Uq。
电功计算：
1. W=UQ电
电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能

2. W=UIt
我们来看一下电功的含义，电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能（A点到B点可以是一个用电器，也可以是一部分电路）电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功，电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量，时间也有了，那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt

3. W=Pt
W电功、P电功率、t时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间，在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间，同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间

W=I2Rt　（纯电阻电路）
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