题目内容

6．小明用如图甲所示的实验器材探究焦耳定律：在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．

（1）电路中将两金属丝串联的目的是控制电流相同．闭合开关后，观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快．这表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多．
（2）在探究电热与电流大小的关系时，可以通过移动滑动变阻器的滑片来改变电流的大小，通电相同时间，观察比较同一根电阻丝 （选填“不同的电阻丝”或“同一根电阻丝”）所在瓶中煤油温度的变化．
（3）小聪觉得以上的实验操作太繁，为此他设计了如图乙所示的电路（三个瓶中装有质量相同的煤油，三个金属丝电阻大小关系是：R甲=R丙＞R乙），这样只要连接一次电路就能完成实验探究．在小聪的设计中，探究电热的多少与电流的关系，应该对比甲、丙两个烧瓶中的煤油上升的温度，探究电热的多少与电阻的关系，应该对比甲、乙两个烧瓶中的煤油柱上升的温度．若闭合开关通电一段时间后，三个瓶中煤油的温度从高到低依次是丙、甲、乙．

分析 （1）由Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变．
（2）探究在通电时间相同时，电热跟电流的大小之间的关系时，可以保持金属丝的电阻不变，通过滑动变阻器改变电流的大小，观察瓶中煤油温度的变化．
（3）要比较电热与电流的关系应控制电阻相等，改变电流的大小；要比较电热与电阻的关系应控制电流相等，改变电阻的大小；再根据Q=I2Rt判断三个瓶中煤油的温度从高到低的顺序．

解答 解：（1）根据串联电路各处的电流相等可知，将两根不同的电阻丝串联起来接入电路，主要是为了控制电流相同；
根据Q=I2Rt可知，闭合开关后，观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快，这表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多．
（2）根据Q=I2Rt可知，探究在通电时间相同时，电热跟电流的大小之间的关系时，可以保持金属丝的电阻不变，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流，观察同一根电阻丝所在瓶中煤油温度的变化进行实验．
（3）由Q=I2Rt可得：要比较电热的多少与电流的关系，应使电阻相等，故应对比甲、丙两个烧瓶中的煤油上升的温度；
要比较电热与电阻的关系，应使电流相等，故应对比甲、乙两个烧瓶中的煤油上升的温度；
若闭合开关通电一段时间后，三个瓶中煤油的温度从高到低依次是：丙、甲、乙．
故答案为：（1）控制电流相等；在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；
（2）移动滑动变阻器的滑片；同一根电阻丝；（3）甲、丙；甲、乙；丙、甲、乙．

点评 本题通过焦耳定律的实验重点考查了学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．

练习册系列答案
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16．小明和小红在实验室测量某小石块的密度．
（1）有如下一些实验步骤：
①用调节好的天平测出矿石的质量m；
②向量筒中倒进适量的水，测出这些水的体积V1；
③根据密度的公式，求出矿石的密度ρ；
④将矿石浸没在置筒内的水中，测出矿石和水的总体积V2．
小明应采用的正确的实验步骤顺序为B
A．①②③④B．①②④③C．②③①④D．②③④①

（2）图甲中有三个观察位置，正确的是B．
（3）由图乙可知，小石块的质量是52g，小石块的密度ρ=2600kg/m3．
（4）小红在测量另一小石块的质量时，错将小石块放在了天平的右盘，砝码放在了左盘，当天平平衡时，游码在标尺3g位置处．由于小红没有发现此错误，则小红的测量值大于（填“大于”、“小于”或“等于”）小石块质量的真实值．
17．如图某同学用弹簧测力计和注射器测定大气压的探究实验
（1）请将实验步骤补充完整
A把注射器的活塞推到注射器筒低端，排净筒内空气，然后用橡皮帽堵住底部小孔，
B用细尼龙绳栓住注射器活塞颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当开始滑动时时，记下测力计示数F，即等于大气对活塞的压力．
C用刻度尺测出注射器的全部刻度长度，记位L，读出注射器的容积V，则活塞的面积S=$\frac{V}{L}$
D 最后计算出大气压强p=$\frac{FL}{V}$（写出表达式）
（2）你认为用上述方法测出大气压的结果准确吗？不准确写出理由活塞和注射器壁有摩擦．
14．电饼铛是现代家庭中常用的烙饼、煎饼家电之一，图2是某电饼铛的部分技术参数，问：

（1）该电饼铛在正常使用时的额定电流是多少安？
（2）如果用该电饼铛烧熟一张饼子时的功率与时间的关系如图3所示，则烧熟一张饼子需消耗多少千瓦时的能？
1．某学习小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值．

（1）图甲是按1：1的比例拍摄的注射器上的全部刻度线，注射器的最大可读容积为20mL，用刻度尺测量注射器全部刻度的总长为10.3 cm，可算得活塞的横截面积为1.94cm2．
（2）实验时，小华把注射器的活塞推至注射器底端，排尽筒内空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按图乙所示安装好器材，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当弹簧测力计的示数增大到F=28.0N时，注射器中的活塞刚开始滑动，则测得大气压值p=1.44×105 Pa．
（3）实验时若筒内空气没有排尽，将导致测得大气压值偏小；若活塞与注射器内壁间的摩擦较大，将导致测得大气压值偏大．（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）实验前小红同学在活塞和筒壁间涂了点凡士林，这样做的目的①减小摩擦②密封性好
（5）请对该小组选择的器材做出评估弹簧测力计量程较大，注射器的横截面积较小．
11．2016年里约奥运会上，中国运动员龙清泉以抓举137kg，挺举170kg，总成绩307kg的明显优势夺得男子56kg级举重金牌，假设他抓举用时1.5s．下列选项对龙清泉将杠铃从地面举至最高处过程中的有关估算结果，接近实际的是（　　）
A．他此次挺举对杠铃做功约为1700J
B．他此次挺举对杠铃做功约为5000J
C．他此次抓举对杠铃做功的平均功率约为1800W
D．他此次抓举对杠铃做功的平均功率约为2740W
18．扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（　　）
A．弹性势能B．重力势能C．体积D．阻力
15．阅读短文，回答问题
无人机作为空中平台，以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息，用计算机对图象信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图象．无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点．下表是某小型无人机的部分参数：
参数名称最大飞行
半径/km		最大巡航速度/km•h-l电池电压/V电池容量/mAh电动机额定功率/W拍摄速度/帧•秒-1
数据5502425002011000
（电池容量=放电电流×放电时间，例如，1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h．帧•秒-1是指每秒拍摄的画面数）

（1）人们是利用遥控器通过电磁波传输信息操控无人机的，其有效操控距离至少为5km．
（2）小轿车在高速公路上限速120km/h．如图甲所示，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测．一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为110帧，据此判断小轿车是否超速？是（是/否）．
（3）如图乙，是无人机竖直向上运动的v-t图象，由图象可知，在0～5s内，无人机受到的升力＞（＞/=/＜）重力．
（4）电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备，当它正常工作时，12s内消耗的电能是240J．已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%，则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过1.5h．
（5）为增大小型无人机的巡航时间，请从研制方面，提出一条合理化建议：减轻无人机的质量．
16．下列关于我们考室里一张单人课桌的估测，最接近实际的是（　　）
A．课桌质量约为 50kgB．课桌高度约为 0.8m
C．桌面面积约为 4m2D．课桌抽屉容积约为 1m3

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