题目内容

10．为了探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关，设计了如图1所示实验，三只完全相同的烧瓶中盛有等质量的煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根电阻丝．已知电阻丝R甲＞R乙，R乙=R丙．

（1）实验中可以通过玻璃管内液柱高度来判断电流产生热量的多少．
（2）为了探究产生的热量与电阻的关系，应选择的电阻丝为甲和乙．
（3）闭合开关后，在相同的通电时间内，产热最少的电阻丝是乙．
（4）利用图2装置也可探究电流通过导体时产生热量与电流的关系，当通过R1的电流量是2A时，10s内电流通过R1产生的热量是200J．

分析 （1）电阻丝的热量转化为煤油的内能，所以虽然热量的多少不好判断，但我们可以将电流所产生热量的多少转化为玻璃管内液柱高度进行判断；
（2）导体产生的热量与导体的电阻、电流、通电时间有关．当研究导体产生的热量与电阻的关系时，应控制导体中的电流、通电时间相同；
（3）先判断甲乙丙电阻的连接方式，根据串联电路电流相同和焦耳定律判断出甲和乙产生热量的多少；再根据焦耳定律的推导公式Q=$\frac{{U}^{2}t}{R}$，判断出乙和丙产生热量的多少，得出结论；
（4）当研究导体产生的热量与电流的关系时，应控制导体的电阻、通电时间相同；导体产生热量的多少可利用Q=I2Rt计算．

解答 解：（1）由于热量的多少看不见、摸不着，所以该题中我们将电流所产生热量的多少转化为玻璃管内液柱高度进行观察；
（2）当研究导体产生的热量与导体电阻的关系时，应控制导体中的电流、通电时间相同．电阻丝甲和乙串联，则电阻丝甲和乙中的电流和通电时间相同，故选电阻丝甲和乙；
（3）观察图可知，电阻丝甲和乙串联后又与电阻丝丙并联，且电阻丝R甲＞R乙，R乙=R丙，
甲和乙的电流相等，通电时间相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，甲产生的热量大于乙产生的热量；
由Q=I2Rt，I=$\frac{U}{R}$得，Q=$\frac{{U}^{2}t}{R}$，乙和丙的电阻相等，通电时间相同，但丙两端的电压大于乙两端的电压，所以丙产生的热量大于乙产生的热量；
所以相同的时间内，产生热量最少的是乙；
（4）两容器中的导体电阻相同，通电时间相同，通过两电阻的电流不同，导体产生热量不同是由于电流大小不同造成的，所以可探究电流通过导体时产生热量与电流的关系；
通过R1的电流I=2A，R1的阻值R1=5Ω，通电时间t=10s，
10s内电流通过R1产生的热量：Q=I2Rt=（2A）2×5Ω×10s=200J．
故答案为：（1）玻璃管内液柱高度；（2）甲和乙；（3）乙；（4）电流；200J．

点评 本题综合考查了“探究导体产生的热量与什么因素有关”实验，考查了控制变量法的解题思想以及焦耳定律公式的灵活应用，是中考的热点题型．

练习册系列答案
相关题目
17．下列各物体中最接近200N的是（　　）
A．一辆小汽车B．一个中学生C．一桶水D．一本物理书
1．小丽同学在探究并联电路的电流规律，实验电路如图甲所示．她用电流表分别在A、B、C处测得电流记入下表．请帮她完成如下几项工作：
测量处ABC
电流（A）0．320．180．14
电流（A） 0．20．3

（1）在连接实物电路时，开关应处于断开状态；电流表应串联（填“串联”或“并联”）在被测电路中．
（2）小丽把电流表接入C点后，闭合开关时发现电流表指针如图乙所示，出现此现象的原因是电流表正负接线柱接反了．同时发现小灯泡L2强烈发光后很快就熄灭，而小灯泡L1的亮度不变，则故障是灯L2断路（填“短路”或“断路）．
（3）小丽把电流表接入A点测量A点电流时，电流表的示数如图丙所示，请帮她把表格填写完整．分析右表数据，可以得出的结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和．（文字表达）
18．李明同学在参加物理实验技能大赛时，对串联电路电压规律进行了探究．
【猜想与假设】
串联电路总电压等于各用电器两端电压之和．
【设计与进行实验】
（1）按图所示的电路图连接电路；
（2）闭合开关，用电压表测出L1两端的电压；
（3）在测L2两端的电压时，李明同学为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B点不动，只断开A点，并改接到C点上；
（4）测出AC间的电压．
【交流与评估】
（1）闭合开关S后，灯L1和L2都不亮，电压表有示数，则故障原因可能是B．
A、灯L1短路           B、灯L1断路        C、灯L2短路       D、灯L2断路
（2）故障排除后，李明同学用上面的方法能否测出L2两端的电压？不能；
（3）方法改进后，实验数据记录如表，李明同学分析后得出结论：
UAB/VUBC/VUAC/V
2.41.43.75
串联电路总电压不等于各用电器两端的电压之和；他的结论与猜想不相符；这个实验在设计方案上还存在的不足之处是：只凭一组实验数据得出的结论带有偶然性，不具普遍性（写出一条）．
5．在“探究并联电路电流规律”实验中，李洋小组的同学们在老师的指导下，设计了如图1所示的电路图．

（1）如图所示电路中，根据电路图1请用笔画线代替导线连接图2中的电路，要求电流表测C点电流．
（2）电流表在使用时必须串联在被测电路中，并且所测的电路的电流不能超过它的量程，连接电路过程中开关必须断开．
（3）闭合开关后，通过C处的电流如图3所示，则C处的电流为0.4A．
（4）该小组同学又分别测出A、B两点的电流值后，得出结论：IA+IB=IC，请你对该小组的实验过程进行简单评估（实验中存在的问题和改进方法）：实验只进行一次测量，不具有普遍性；应换用不同的灯泡进行多次测量．
15．为了研究压力的作用效果与哪些因素有关，小明和小华在家里找到了一块海绵（如沙发垫）、木板、一个方凳、一个铁锤（或其他重物），小明进行如下实验：
①将凳腿朝下放在海绵上，如图A；
②在凳上加一铁锤，如图B；
③将凳面改为朝下放在海绵上，并加上铁锤，如图C．
根据小明的作法及图中实验现象，回答下列问题．
（1）实验中小明选用海绵而不是其它像木板之类的材料是因为海绵材质较软，压力作用效果更明显，而木板之类的材料实验现象不明显．
（2）实验中小明是根据海绵的形变程度来比较压力的作用效果的．
（3）由图A和B可得结论：当受力面积相同时，压力越大作用效果越明显．
（4）由图B和C可得结论：当压力大小相同时，受力面积越小，作用效果越明显．
（5）而同组的小华利用所提供的器材设计了图（a）、（b）两个实验，通过观察图（a）、（b）后得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显”的结论．此后小华把小桌挪放到一块木板上，发现小桌对木板的压力效果不够明显，如图（c）所示．通过对图（a）、（c）的比较又得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论．

请你根据已学过的压强知识分析：
①造成前后两个结论不一致的原因是形变物体材料不同．
②设图（b）中小桌对海棉的压强是pb，图（c）中小桌对木板的压强是pc，则pb等于pc（小于/等于/大于）．
2．在如图所示的电路中，电源电压恒定，R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器．开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P在a、b之间滑动的过程中，电压表的示数最大为4V，电阻R1的电功率变化范围是0.8W～7.2W，则滑片在a端时，电流表的示数为（　　）
A．0.4AB．0.6AC．0.8AD．1.2A
19．在图示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器R2上标有“100Ω  1A”字样．闭合开关S后，则下面说法正确的是（　　）
A．滑片P向右移动，电压表V1示数不变，V2示数旳变大
B．滑片P向右移动，电压表V2旳示数与电流表A的示数比值变小
C．滑片P向右移动，电压表V2示数旳变化量与电流表A示数的变化量比值不变
D．滑片P由右端滑到左端，R1消耗电功率的比值为1：6
20．下列关于实像与虚像的说法中，正确的是（　　）
A．实像能在光屏上呈现，虚像不能在光屏上呈现
B．虚像就是影子，实像是由实际光线形成的亮斑
C．虚像是人的幻觉，实像是有实际光线进入人眼
D．光线经过折射后总是成实像，经平面镜反射后总是成虚像

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