题目内容

11．如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置．（甲、乙、丙是完全相同的密闭容器，内装有等量红墨水，闭合开关前，甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平）
（1）电流产生的热量不易直接测量，在实验中是通过观察玻璃管中液面的高度来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化；
（2）在通电时间相同的情况下，通过对比观察甲和乙容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电阻R的关系，得出的结论是在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多；
（3）在通电时间相同的情况下，通过对比观察乙和丙容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产生的热量Q与电流I的关系，得出的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多．
（4）请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时，电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”：电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，电炉丝的电阻较大，产生的热量较多，而导线的电阻极小，所以几乎不发热．

分析 （1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度的变化来反映，用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法．
（2）分析甲和乙两容器中的电阻丝的连接方式（串联），甲的电阻大于乙的电阻，在通电时间相同的情况下，得出结论；
（3）分析乙和丙两容器中的电阻丝的连接方式（并联），通过的电流不同，在通电时间相同的情况下，得出结论；
（4）根据焦耳定律公式Q=I2Rt进行分析．

解答 解：
（1）电流产生的热量不易直接测量，在实验时，电流产生的热量越多，温度越高，液体膨胀程度越大，玻璃管内液面越高，本实验是通过观察玻璃管中液面的高度来比较甲、乙、丙容器内空气温度的变化；
（2）甲和乙两容器中的电阻丝串联，通过的电流相同，甲的电阻大于乙的电阻，在通电时间相同的情况下，甲容器内电阻丝产生的热量多，由此得出结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多．
（3）甲和乙串联，再与丙的电阻丝并联，通过的乙的电流小于通过丙的电流，乙的电阻等于丙的电阻，在通电时间相同的情况下，丙容器内电阻丝产生的热量多，由此得出结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多；
（4）电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt，电阻越大，产生的热量越多，电炉丝的电阻远大于导线的电阻，所以在相同的时间内，电炉丝产生的热量较多，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热．
故答案为：
（1）高度；
（2）甲；乙；在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多；
（3）乙；丙；在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多；
（4）电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，电炉丝的电阻较大，产生的热量较多，而导线的电阻极小，所以几乎不发热．

点评 掌握电流产生热量多少的影响因素，利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系，不仅要掌握焦耳定律，而且要学会根据其解释有关现象．

练习册系列答案
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1．某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象：为探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案正确的是：（　　）（选填“A”、“B”或“C”）．
A．只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论
B．保持入射角不变，进行多次试验，测量入射角和每次实验的折射角，分析并得出结论
C．改变入射角，进行多次试验，测量每次实验的入射角和折射角，分析并得出结论
2．在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学作出了如下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如表：
编号材料长度/m横截面积/mm2
A镍铬合金0.50.5
B镍铬合金1.00.5
C镍铬合金0.51.0
D锰铜合金0.50.5
为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路．
（1）为了验证上述猜想①，应该选用编号为A、B两根电阻丝进行实验；如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想②（填序号）；如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想③（填序号）．分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关．
（2）有同学认为：可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况．老师指出：此实验中这种方法不可取．这是因为电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化不明显（选填“明显”或“不明显”）．
（3）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就减小了输电线的电阻，从而可以减小输电线上的电能损失（选填“增大”或“减小”）．
19．某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器，成为欧姆表，连接的电路如图，制作步骤如下：
（1）在A与B之间连接导线，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.6A（即满量程），不计这一段导线的电阻（认为此时AB间电阻为0），把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”；
（2）保持滑动变阻器R1不变，当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时，电流表示数为0.3A．此时滑动变阻器R1的有效阻值为80Ω，把“80Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处；
（3）据此原理，通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值，则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是40Ω；
（4）用此欧姆表能直接测量接入AB问导体的电阻阻值．请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的不同点：欧姆表零刻度线在右端，欧姆表刻度线不均匀．
6．电视是利用电磁波来传递声音信号和图象信号的．
16．为了测量某种液体的密度，小亮取适量这种液体的样品进行了如下实验：
（1）将天平、量筒放在水平台面上．将盛有适量液体的烧杯放在调节好的天平左盘内，改变右盘中砝码的个数和游码的位置，使天平横梁在水平位置重新平衡，此时砝码的质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，则烧杯及杯内的液体的总质量为161g．
（2）将烧杯中的一部分液体倒入量筒中，如图乙所示，则量筒中液体的体积为50cm3；再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量为106g．
（3）根据上述实验数据计算此种液体的密度为1.1×103kg/m3．
3．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L的额定电压为9V．当开关 S1、S2闭合，滑动变阻器R的滑片在B端，灯L正常发光，电压表V1的示数为U1，滑动变阻器R消耗的电功率为8W；当开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R的滑片P至中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为1W，电压表V2的示数为U2，且U2=U1．求：

（1）灯L的额定功率；
（2）电源电压．
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