题目内容

图为研究焦耳定律的电路，相同的烧瓶中装有等质量的煤油，通电一段时间后，发现玻璃管中液柱甲高于乙．由此可知：电阻丝________．(1分)

答案：大于

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回顾实验和探究：（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）探究焦耳定律：

器材	电源、导线、开关、两个装有相同质量煤油的烧瓶、铜丝、镍镉合金丝、滑动变阻器滑动变阻器．	装置图
准备	实验装置如图所示，在两个相同的烧瓶中装相等质量的煤油，瓶中各放一根电阻丝，右瓶中电阻丝比左瓶中的大，通电后观察电流通过电阻丝产生的热量是煤油的温度升高，电流产生的热量越多多，煤油温度上升的越快快．
步骤和现象	（1）如图连接电路，闭合开关一段时间后，发现右侧瓶中温度升高的慢升高的慢，这说明烧瓶中的镍镉合金丝产生的热量少少；（2）只将右瓶中的镍镉合金丝接入电路，再用滑动变阻器滑动变阻器改变电路中电流，使电流比刚才的电流大，通电时间跟上次实验一样，发现烧瓶中的煤油温度升高的比上次快快，这说明电阻和通电时间一定时，电流越大，电阻丝产生的热量越多电阻和通电时间一定时，电流越大，电阻丝产生的热量越多．（3）对于两瓶通电时间越长，烧瓶中煤油温度都升高的越快快．
研究方法	本实验用的物理学研究方法有控制变量法控制变量法和转换法转换法．
结论	电流通过导体产生的热量多少与电流电流、电阻电阻和通电时间通电时间有关．

（2）探究电磁感应现象与感应电流方向的影响因素：

实验过程现象	1、在如图所示的装置中，闭合开关，让导体不动，电流表的指针不偏转，让导体向上或者向下移动，电流表指针不偏转不偏转；让导体左右移动，电流表指针偏转偏转． 2、改变磁场中导体的运动方向，会发现电流表的指针偏转方向改变改变．（改变或不改变） 3、改变磁场方向磁场方向，电流表的指针的偏转方向会改变．
结论应用	闭合电路中的一部分中的一部分导体，在磁场磁场中做切割磁感线切割磁感线运动时，导体中会产生电流电流，这种现象叫电磁感应电磁感应，产生的电流叫做感应电流感应电流．此电流的方向与导体运动的方向导体运动的方向和磁场方向磁场方向有关．此现象中，机械机械能转化为电电能．据此制成了发电机发电机．

（3）伏安法测量小灯泡的额定功率：

电源、导线、开关、小灯泡（3.8V），电流表、电压表、

滑动变阻器

滑动变阻器

在左边的框中画出对应的电路图

方法
和
步骤

（1）按照电路图连接实物图
（2）实验中用

滑动变阻器

滑动变阻器

调节小灯泡两端的电压，电压表应和

并联，为了提高测量的准确性，最好选用

V的量程．闭合开关后发现小灯泡两端的电压只有3V，这时滑动变阻器的滑片应向

端移动，是电压表的示数为

V，此时电流表的示数为0.3A，则该灯泡的额定功率为

实验次数	U/V	I/A	P/W	小灯泡亮度
1	3.5	0.28	0.98	较暗
2	3.8 3.8	0.3	1.14 1.14	正常正常
3	4.0	0.31	1.24 1.24	较亮

（1）实验验证当小灯泡两端的电压大于额定电压时，灯泡的实际功率

于额定功率，灯泡变

；当灯泡两端的电压小于额定电压时，灯泡的实际功率

于额定功率，灯泡变

；当灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率，灯泡

．
（2）小灯泡的亮度由

功率决定．

下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程的记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整．
课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理．
①我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大．实验采用图所示的这种连接方式的目的是

控制电流相同

控制电流相同

．
②接通电路一段时间后，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：

瓶中的煤油上升得高．这表明，串联时的电阻越大，产生的热量越

．
③在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，将滑动变阻器的滑片向左移动，重做上述实验，通电时间与前次相同．在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高．实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较第一次的

．（选填“高”或“低”）这表明，同一电阻，

越大，电流产生的热量越多．
④小玲问小宇：“自来水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”．对于这个问题，小宇与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的一项是

A．因为煤油有颜色便于观察 B．因为煤油是绝缘体
C．因为煤油比水贵 D．看个人喜欢而定．
⑤有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子．

如图是刘宁家使用的电热水壶及其铭牌．通过上网查询，他了解到市场上电热水壶的质量参差不齐，安全隐患凸现，存在的主要问题：一是有的企业为了给消费者形成产品省电的印象，将产品的额定功率在铭牌上故意标低；二是电热水壶使用的电源连接线不符合国家规定的标准．学习了电学和热学相关知识后，刘宁在家里做了以下测量：在电热水壶中装满20℃的水，正常工作200s，水温升高到70℃．请你计算此过程中
（1）水需要吸收多少热量？
（2）小明分析：水吸收的热量是由消耗的电能转化为内能得到的，由此可以计算出电水壶正常工作时的电功率．请你将以上分析和解题过程写出来．
（3）以上过程计算出的电水壶功率是否与铭牌中的标识相符，请作简要的分析说明．
（4）电流在通过导体时，导体要发热（电能转化为内能），即电流的热效应．英国物理学家焦耳经过长期实验研究后提出：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，表达式是Q=I²Rt．这就是著名的焦耳定律按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源连接线不能过长，横截面积不能过小．请结合焦耳定律解释这样规定的原因．

下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整．
（1）课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理．
我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大．通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油上升的高度越

．
实验过程：
①接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：

瓶中的煤油上升得高．这表明，串联时的电阻越大，产生的热量越

．
②在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同．在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高．实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较第一次的

．这表明，同一电阻，电流越大，电流产生的热量越

．
③实验表明：通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越

．我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析，找到了电流产生热量的多少和

电流大小、通电时间、电阻大小

电流大小、通电时间、电阻大小

因素有关．
（2）应用：有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子．

电饭锅、电热毯、电暖炉（取其中两个）

电饭锅、电热毯、电暖炉（取其中两个）

如图是刘宁家使用的电热水壶及其铭牌．通过上网查询，他了解到市场上电热水壶的质量参差不齐，安全隐患凸现，存在的主要问题：一是有的企业为了给消费者形成产品省电的印象，将产品的额定功率在铭牌上故意标低；二是电热水壶使用的电源连接线不符合国家规定的标准．学习了电学和热学相关知识后，刘宁在家里做了以下测量：在电热水壶中装满20℃的水，正常工作200s，水温升高到70℃．请你计算此过程中
（1）水需要吸收多少热量？
（2）小明分析：水吸收的热量是由消耗的电能转化为内能得到的，由此可以计算出电水壶正常工作时的电功率．请你将以上分析和解题过程写出来．
（3）以上过程计算出的电水壶功率是否与铭牌中的标识相符，请作简要的分析说明．
（4）电流在通过导体时，导体要发热（电能转化为内能），即电流的热效应．英国物理学家焦耳经过长期实验研究后提出：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，表达式是Q=I²Rt．这就是著名的焦耳定律按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源连接线不能过长，横截面积不能过小．请结合焦耳定律解释这样规定的原因．