题目内容
【题目】某实验小组为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如下图甲和乙所示的实验电路。
(1)实验中通过观察U型管两边液柱上升的________来判断电流通过导体产生的热量的多少。
(2)通过实验得到结论:在电流、通电时间相同的情况下,电阻越________(选填:“大”或“小”),产生的热量多。
(3)该实验用到的实验方法是:________和转换法。采用图乙连接方式,其目的是为了_____________。
(4)若想比较另两个电热丝A和B阻值的大小,利用图甲的电路,用A、B分别取代5Ω和10Ω,发现A电阻对应的液注升高较快,则UA________UB,RA________RB。(均选填:“>”、“<”或“=”)
【答案】高度 大 控制变量法 控制两根电阻丝的电阻和通电时间相等,而使电流不等 > >
【解析】
本题考查焦耳定律的相关实验,根据控制变量法和转化法求解。
(1)[1]电流通过导体产生的热量,加热盒中的空气受热而膨胀,使U型管中的液体液面上升,左右两边产生的热量不同时,U型管中的液体液面出现高度差,从而反映电流通过导体产生的热量的不同。
(2)[2]由图甲可知,通过两电阻电流相同,右侧电阻大,液面上升的高,可知在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量多。
(3)[3]探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验中有两个变量,所以应用控制变量法。
[4]采用图乙连接方式,右侧两个10Ω的电阻并联,再与左侧10Ω的电阻串联,使两加热盒中电阻的阻值相同但电流不同,通过电阻丝的时间相同。
(4)[5][6]发现A电阻对应的液注升高较快,说明相同时间A电阻放出的热量多,由公式可知,电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多,即RA>RB,由串联分压规律可知UA>UB。
【题目】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
太阳照射时间/h | 装水量/kg | 吸热板面积/m2 | 水升高的温度/℃ | 水的比热容/J(kg℃)﹣1 | 太阳辐射功率/J(m2h)﹣1 |
10 | 100 | 2.5 | 50 | 4.2×103 | 1.68×106 |
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.
求:(1)水在10h内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×107J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
【题目】在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:
(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在________位置平衡,以方便直接读出力臂;
(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为,;而小军则认为实验还需要进一步改进,你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是________(选填“正确的”或“错误的”);
实验序号 | ||||
1 | 2 | 3 | 2 | 3 |
2 | 3 | 3 | 3 | 3 |
3 | 4 | 3 | 4 | 3 |
(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动________格,杠杆才会在原位置再次平衡。