資源簡介 實驗 10 探究影響電流通過導體產生熱量的因素1.【實驗目的】探究影響電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關。2.【實驗器材】電源、開關、導線、阻值不同的兩段電阻絲、電流表、滑動變阻器、溫度計、煤油、天平、兩個燒瓶(帶橡膠塞)等。3. 【實驗原理】電熱絲通電發熱,溫度升高,把熱量傳遞給煤油;煤油吸收熱量,內能增大,溫度升高,故溫度計示數上升。所以,我們通過比較溫度計升高的溫度來反映電熱絲產生熱量多少。4. 【實驗電路】5. 【實驗步驟】(一)探究產生熱量與通電時間的關系:(1)方法:按圖連接好電路,檢查無誤后接通電源,按下計時器并同時記錄溫度計的示數。保持電流的大小不變,每間隔一定時間記錄一次溫度計的示數,并填寫到設計好的表格中。(2)實驗表格:時間/min溫度/℃(3)實驗結論:對同一電阻絲,在電流大小不變的情況下,通電時間越長,煤油的溫度越 ______,表明電流產生的熱量越 _______。(二)探究產生熱量與電流的關系:(1)方法:取質量、溫度均與上述實驗初始狀態相同的煤油,按圖連接電路。閉合開關,調節滑動變阻器,增大通過電阻絲的電流,通電時間與前次相同,記錄玻璃瓶內煤油的溫度。(2)實驗表格:時間/min溫度/℃(3)實驗結論:對同一電阻絲,在通電時間相同的情況下,通電電流越大,煤油的溫度越_____,表明電流越大,電流產生的熱量越 _____。(三)探究電流產生的熱量與電阻大小是否有關(1)方法:選取兩根阻值不一樣的電阻絲,兩個裝有初始溫度相同、等質量煤油的玻璃瓶,按下圖所示的電路將實驗器材連接起來,檢查無誤后接通電源,通電一定時間后,記錄兩個玻璃瓶內煤油的溫度。(2)實驗表格:時間/min溫度R1/℃溫度R2/℃(3)實驗結論:在通電電流大小不變,通電時間相同的情況下,電阻越大,煤油的溫度越 _____,表明電阻越大,電流產生的熱量越 _____。6. 【實驗結論】電流通過導體產生熱量多少與通電時間、電流大小和電阻大小有關:通電時間越長,電流越大,電阻越大,電流產生的熱量越多。7.【注意事項】(1)連接電路時,開關要斷開。(2)電流表串聯,選擇合適的量程,“正進負出”。(3)滑動變阻器按“上下各一”的原則串聯接入電路;閉合開關前,滑片移到阻值最大處。(4)實驗裝置一定要保持良好的氣密性。1.實驗采用煤油的原因:(1)煤油比熱容小,在相同條件下吸熱,溫度升高的快。(2)煤油是絕緣體 。2.實驗方法:控制變量法、轉換法。(1)轉換法:根據溫度計升高的溫度來判斷電流通過電阻絲通電產生電熱的多少 。(或者細玻璃管中液面上升的高度)(2)控制變量法。3.實驗中把電阻絲串聯的目的:控制通過電阻絲的電流相等。4.生活中如果插頭與插座或導線接觸不良會燒壞的原因:接觸不良處電阻會變大,產生熱量會變多。5.電流的三大效應:(1)電流的熱效應。(2)電流的磁效應。(3)電流的化學效應。【典例 1】小杰和小芳在探究“電流產生的熱量與哪些因素有關系”的實驗中,在兩個透明容器中密封等量的空氣,各放置一段電阻絲,并連接一個裝水的 U形管,通過 U形管中水面的高度差來判斷電阻產生熱量的多少。裝置的密封性能良好,電源電壓為 6V。(1)小杰根據圖甲觀察到的現象得到“在通電時間和電阻相同時,______,電阻產生的熱量越多”的結論。(2)小芳猜想電流產生的熱量與電阻大小有關,下列能支持她猜想的現象是( )A.正常工作時,“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮B.接線板上接入的用電器越多,導線越容易發熱C.電熨斗工作時發熱明顯,而與之相連的導線卻不怎么熱(3)為了驗證猜想,小芳選用了 5Ω和 100Ω的電阻絲進行實驗,如圖乙所示,請你用筆畫線把電路連接完整。______閉合開關,她發現較長時間后兩個 U 形管的高度差均不明顯,原因是______,請你提出改進辦法:______。【典例 2】物理興趣小組的同學正在進行“探究通電導體產生的熱量與什么因素有關”的實驗他們將一段電阻絲裝在透明、密閉的容器中,橡膠管將密閉容器和裝有紅色液體的 U形玻璃管相連,如圖所示。請你回答下列問題:(1)在實驗中,密閉容器內的空氣質量應該____(填“相等”或“不相等”),觀察 U 形玻璃管中液面高 度差的目的是____;(2)如圖甲所示,密閉容器內的電阻分別為 5Ω和 10Ω實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與_____的關系,根據本次實驗現象可得到的實驗結論是____;如圖乙所示,密閉容器內的電阻均為 5Ω,另有一個 5Ω電阻在容器外部,與其中一個容器內的電阻并聯,實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與_____的關系,根據本次實驗現象可得到的實驗結論是_____.【對點 1】如圖所示為“探究電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”實驗的部分裝置,兩個相同的透明容器中封閉著等量的空氣。(1)實驗中通過觀察_____________的變化來反映電阻產生熱量的多少,下列實驗中,也運用了這種實驗方法的是_____________(填序號)。①探究物體的動能跟哪些因素有關②探究杠桿的平衡條件(2)連接好電路后閉合開關,通電一段時間,觀察到右側液面高于左側液面,如圖甲所示,表明在電流和通電時間相同的情況下,_____________越大,產生的熱量越多。(3)圖中 U 形管_____________(選填“是”或“不是”)連通器,乙圖中 R3 與 R2 并聯,目的是使通過 R1 與 R2 的_____________不同。(4)某小組在利用乙圖裝置實驗時,發現左右兩側 U 形管液面上升高度相同,與其他小組的實驗現象都不同,經檢查氣密性良好請你分析實驗現象不同的原因:_____________。【對點 2】為了探究影響電熱的因素,小偉設計了如圖所示電路,燒瓶中盛有質量、初溫均相等的煤油, R2 > R1 .(1)除了溫度計外,還需要的測量工具是 .實驗中煤油吸熱的多少是通過來 反映的(選填“溫度計升高的示數”或“加熱時間”).(2)為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果,小明選用煤油而不用水做實驗,是因為煤油具有 的特點.(3)通電一定時間后,乙瓶中的溫度計示數升的快,由此得出的實驗結論是 .(4)若要在上面的電路中繼續探究電熱與電流的關系,你接下來的操作是 ,比較 .1.(2023 山東棗莊)在探究電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關的實驗中。某興趣小組猜想:電流通過導體產生的熱量可能與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關,于是他們利用甲、乙、丙三個裝置進行實驗探究,如圖所示,三個裝置的透明容器中各有一段電阻絲,容器中密封著等量的空氣,U 形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。(1)要探究電熱與電阻的關系。應選用__________組合,并將它們__________接到電源兩端進行實驗。(2)選用乙、丙組合,串聯接到電源兩端進行實驗,在通電時間相同的情況下,發現乙裝置 U 型管中液面高度變化大,由此可得到的結論是:在電阻相同、通電時間相同的情況下,__________。(3)實驗中通過觀察 U 型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,在研究許多物理問題時都會用到這種方法,下列實例采用研究方法與此相同的是__________。A.探究電流與電壓、電阻的關系B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布C.研究光的傳播時,引入“光線”D.探究平面鏡成像的特點2.(2022·甘肅中考真題)在探究“電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關”的實驗中,采用了如圖電路。(1)為了在短時間內達到明顯的實驗效果,兩燒瓶中應裝入質量和初溫都相同的___________(選填“水”或“煤油”),實驗中通過觀察___________來比較電流通過導體產生熱量的多少;(2)如圖甲所示,兩燒瓶中裝有阻值不同的電熱絲,以探究電流通過導體產生的熱量與___________的關系;(3)如圖乙所示,兩燒瓶中裝有阻值相同的電熱絲,閉合開關,調節滑動變阻器,使兩電流表示數___________(選填“相同”或“不同”),可以探究電流通過導體產生的熱量與___________的關系。實驗 10 探究影響電流通過導體產生熱量的因素1.【實驗目的】探究影響電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關。2.【實驗器材】電源、開關、導線、阻值不同的兩段電阻絲、電流表、滑動變阻器、溫度計、煤油、天平、兩個燒瓶(帶橡膠塞)等。3. 【實驗原理】電熱絲通電發熱,溫度升高,把熱量傳遞給煤油;煤油吸收熱量,內能增大,溫度升高,故溫度計示數上升。所以,我們通過比較溫度計升高的溫度來反映電熱絲產生熱量多少。4. 【實驗電路】5. 【實驗步驟】(一)探究產生熱量與通電時間的關系:(1)方法:按圖連接好電路,檢查無誤后接通電源,按下計時器并同時記錄溫度計的示數。保持電流的大小不變,每間隔一定時間記錄一次溫度計的示數,并填寫到設計好的表格中。(2)實驗表格:時間/min溫度/℃(3)實驗結論:對同一電阻絲,在電流大小不變的情況下,通電時間越長,煤油的溫度越 ______,表明電流產生的熱量越 _______。(二)探究產生熱量與電流的關系:(1)方法:取質量、溫度均與上述實驗初始狀態相同的煤油,按圖連接電路。閉合開關,調節滑動變阻器,增大通過電阻絲的電流,通電時間與前次相同,記錄玻璃瓶內煤油的溫度。(2)實驗表格:時間/min溫度/℃(3)實驗結論:對同一電阻絲,在通電時間相同的情況下,通電電流越大,煤油的溫度越_____,表明電流越大,電流產生的熱量越 _____。(三)探究電流產生的熱量與電阻大小是否有關(1)方法:選取兩根阻值不一樣的電阻絲,兩個裝有初始溫度相同、等質量煤油的玻璃瓶,按下圖所示的電路將實驗器材連接起來,檢查無誤后接通電源,通電一定時間后,記錄兩個玻璃瓶內煤油的溫度。(2)實驗表格:時間/min溫度R1/℃溫度R2/℃(3)實驗結論:在通電電流大小不變,通電時間相同的情況下,電阻越大,煤油的溫度越 _____,表明電阻越大,電流產生的熱量越 _____。6. 【實驗結論】電流通過導體產生熱量多少與通電時間、電流大小和電阻大小有關:通電時間越長,電流越大,電阻越大,電流產生的熱量越多。7.【注意事項】(1),連接電路時,開關要斷開。(2)電流表串聯,選擇合適的量程,“正進負出”。(3)滑動變阻器按“上下各一”的原則串聯接入電路;閉合開關前,滑片移到阻值最大處。1.實驗采用煤油的原因:(1)煤油比熱容小,在相同條件下吸熱,溫度升高的快。(2)煤油是絕緣體 。2.實驗方法:控制變量法、轉換法。(1)轉換法:根據溫度計升高的溫度來判斷電流通過電阻絲通電產生電熱的多少 。(或者細玻璃管中液面上升的高度)(2)控制變量法。3.實驗中把電阻絲串聯的目的:控制通過電阻絲的電流相等。4.生活中如果插頭與插座或導線接觸不良會燒壞的原因:接觸不良處電阻會變大,產生熱量會變多。5.電流的三大效應:(1)電流的熱效應。(2)電流的磁效應。(3)電流的化學效應。【典例 1】小杰和小芳在探究“電流產生的熱量與哪些因素有關系”的實驗中,在兩個透明容器中密封等量的空氣,各放置一段電阻絲,并連接一個裝水的 U形管,通過 U形管中水面的高度差來判斷電阻產生熱量的多少。裝置的密封性能良好,電源電壓為 6V。(1)小杰根據圖甲觀察到的現象得到“在通電時間和電阻相同時,______,電阻產生的熱量越多”的結論。(2)小芳猜想電流產生的熱量與電阻大小有關,下列能支持她猜想的現象是( )A.正常工作時,“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮B.接線板上接入的用電器越多,導線越容易發熱C.電熨斗工作時發熱明顯,而與之相連的導線卻不怎么熱(3)為了驗證猜想,小芳選用了 5Ω和 100Ω的電阻絲進行實驗,如圖乙所示,請你用筆畫線把電路連接完整。______閉合開關,她發現較長時間后兩個 U 形管的高度差均不明顯,原因是______,請你提出改進辦法:______。【答案】①電流越大;②C;③如圖;④電路中電流太小(或者電阻太大或者電壓太低);⑤將 100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲(或增大電源電壓)。【解析】(1)[1]由圖甲可知,兩容器內的電阻大小相等,右側兩根電阻絲并聯,然后與左側的電阻絲串聯,根據串聯電路和并聯電路特點可知,左側容器內的電阻絲的電流大于右側容器內電阻絲的電流,在通電時間相同的情況下,左側 U型管內液體的高度差大于右側,說明左側電阻絲產生的熱量多,所以可以得出:在通電時間和電阻相同時,電流越大,電阻產生的熱量越多。(2)[2]要探究電流產生的熱量與電阻大小有關,要控制電流和通電時間相同。P 54WA.正常工作時,“36V 54W”的燈泡的電流為 I = = =1.5AU 36VP 6W“12V 6W”的燈泡的電流為 I = = = 0.5AU 12V電流不同,故 A不符合題意;B.接線板上接入的用電器越多,總功率越大,在電壓不變時,根據歐姆定律可知,電流越大,沒有控制電流相同,故 B不符合題意;C.電熨斗工作時,內部的電熱絲和與之相連的導線串聯,電流和工作時間相同,由于電熱絲的電阻遠大于導線電阻,電熱絲產生的熱量遠大于導線產生的熱量,說明電流產生的熱量與電阻大小有關,故 C符合題意。故選 C。(3)[3]要探究電流產生的熱量與電阻大小有關,在電阻不同時,要控制電流和通電時間相同,應該把電源、開關和兩段電阻絲串聯起來,如圖所示[4][5]較長時間后兩個 U形管的高度差均不明顯,可能是電路的電流太小,導致電阻絲產生的熱量較少,根據歐姆定律,可以把其中較大的 100Ω的電阻換成一個阻值較小的電阻絲(不能為 5Ω),也可以增大電源電壓。【典例 2】物理興趣小組的同學正在進行“探究通電導體產生的熱量與什么因素有關”的實驗他們將一段電阻絲裝在透明、密閉的容器中,橡膠管將密閉容器和裝有紅色液體的 U形玻璃管相連,如圖所示。請你回答下列問題:(1)在實驗中,密閉容器內的空氣質量應該____(填“相等”或“不相等”),觀察 U 形玻璃管中液面高 度差的目的是____;(2)如圖甲所示,密閉容器內的電阻分別為 5Ω和 10Ω實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與_____的關系,根據本次實驗現象可得到的實驗結論是____;如圖乙所示,密閉容器內的電阻均為 5Ω,另有一個 5Ω電阻在容器外部,與其中一個容器內的電阻并聯,實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與_____的關系,根據本次實驗現象可得到的實驗結論是_____.答案:1.相等;比較甲、乙容器內空氣溫度的變化 2.電阻;在電流和通電時間相同時,電阻越大,產生的熱量越多;電流;在通電時間和電阻相同時,電流越大,產生的熱量越多解析:1.為了便于利用控制變量法和轉換法對各個因素進行探究,在實驗前,應該使兩 U形管中的左、右兩管液面高度差相同,所以應在容器內密封質量相等的空氣;實驗中通過觀察 U形管中液面的高度差來顯示甲、乙容器內空氣溫度的變化,像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫轉換法。2.圖甲中,密閉容器內的電阻分別為 5Ω和 10Ω,兩電阻串聯,通電時間和電流相同,電阻不同,故實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與電阻的關系;由實驗現象可得到的實驗結論是在電流和通電時間相同時,電阻越大,產生的熱量越多。圖乙中,電阻相同,通電時間相同,電流不同,故實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與電流的關系;根據本次實驗現象可得到的實驗結論是在通電時間和電阻相同時,電流越大,產生的熱量越多。【對點 1】如圖所示為“探究電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”實驗的部分裝置,兩個相同的透明容器中封閉著等量的空氣。(1)實驗中通過觀察_____________的變化來反映電阻產生熱量的多少,下列實驗中,也運用了這種實驗方法的是_____________(填序號)。①探究物體的動能跟哪些因素有關②探究杠桿的平衡條件(2)連接好電路后閉合開關,通電一段時間,觀察到右側液面高于左側液面,如圖甲所示,表明在電流和通電時間相同的情況下,_____________越大,產生的熱量越多。(3)圖中 U 形管_____________(選填“是”或“不是”)連通器,乙圖中 R3 與 R2 并聯,目的是使通過 R1 與 R2 的_____________不同。(4)某小組在利用乙圖裝置實驗時,發現左右兩側 U 形管液面上升高度相同,與其他小組的實驗現象都不同,經檢查氣密性良好請你分析實驗現象不同的原因:_____________。【答案】液面的高度差(或液面的高度、或兩側液面的高度差、或兩側液面的高度答案前面有“U 形管”字樣不扣分) ① 電阻 不是 電流 電阻 R3 斷路【詳解】(1)[1]如果電流通過導體產生的熱量越多,透明容器中空氣膨脹程度越大,U 形管中液面的高度差越大,所以我們可以通過 U 形管中液面的高度差來反映電阻產生熱量的多少,這種方法稱為轉換法。[2]在研究物體的動能跟哪些因素有關的實驗中,我們是通過水平面物塊被推出的距離來反映動能大小的,也用到了控制變量法,故選①。(2)[3]通電一段時間,觀察到右側液面高于左側液面,說明右側導體產生熱量多,因為右側電阻大,表明在電流和通電時間相同的情況下,電阻越大,電流通過導體產生的熱量越多。(3)[4]圖中 U 形管下端連通,但上端不開口,不是連通器。[5]乙圖中透明容器中電阻相等,是研究電流通過導體產生的熱量和電流的關系,所以應該改變電流,乙圖中 R3 與 R2 并聯,目的是使通過 R1 與 R2 的電流不同。(4)[6]左右兩側 U 形管液面上升高度相同,說明電阻產生了熱量一定有電流經過,且產生的熱量相同,因為透明容器中的電阻相同,說明電流相同,所以故障可能是電阻 R3 斷路。【對點 2】為了探究影響電熱的因素,小偉設計了如圖所示電路,燒瓶中盛有質量、初溫均相等的煤油, R2 > R1 .(1)除了溫度計外,還需要的測量工具是 .實驗中煤油吸熱的多少是通過來 反映的(選填“溫度計升高的示數”或“加熱時間”).(2)為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果,小明選用煤油而不用水做實驗,是因為煤油具有 的特點.(3)通電一定時間后,乙瓶中的溫度計示數升的快,由此得出的實驗結論是 .(4)若要在上面的電路中繼續探究電熱與電流的關系,你接下來的操作是 ,比較 .答案:(1)秒表、溫度計升高的示數;(2)比熱容小;(3)當電流和通電時間相同時,電阻越大,產生的熱量越大;(4)移動滑片改變電流大小;相同通電時間內甲(或乙)瓶中溫度計升高的示數1.(2023 山東棗莊)在探究電流通過導體產生熱量的多少與什么因素有關的實驗中。某興趣小組猜想:電流通過導體產生的熱量可能與通過導體的電流、導體的電阻和通電時間有關,于是他們利用甲、乙、丙三個裝置進行實驗探究,如圖所示,三個裝置的透明容器中各有一段電阻絲,容器中密封著等量的空氣,U 形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。(1)要探究電熱與電阻的關系。應選用__________組合,并將它們__________接到電源兩端進行實驗。(2)選用乙、丙組合,串聯接到電源兩端進行實驗,在通電時間相同的情況下,發現乙裝置 U 型管中液面高度變化大,由此可得到的結論是:在電阻相同、通電時間相同的情況下,__________。(3)實驗中通過觀察 U 型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,在研究許多物理問題時都會用到這種方法,下列實例采用研究方法與此相同的是__________。A.探究電流與電壓、電阻的關系B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布C.研究光的傳播時,引入“光線”D.探究平面鏡成像的特點【答案】(1)甲、乙 串聯 (2)通過導體的電流越大,產生的熱量越多 (3)B【解析】(1)要研究電熱與電阻的關系,需要控制通過電阻的電流與通電時間相同,而電阻的阻值不同,因此選用甲和乙組合,將它們串聯接到電源兩端進行實驗。(2)乙和丙,由于串聯在電路中,可知通過電路乙中 5Ω 電阻的電流大于通過丙中 5Ω 電阻的電流,當在通電時間相同的情況下,發現乙裝置 U 型管中液面高度變化大,可知氣壓差越大,溫度差越大,熱量越多,可以得出的結論是:通過導體的電流越大,產生的熱量越多。(3) A.實驗中通過觀察 U 型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化,這用到了轉化法,而探究電流與電壓、電阻的關系時,用到的方法是控制變量法,故 A 不符合題意;B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布時,磁體周圍磁場的強弱轉化為吸引鐵屑的多少,故 B 符合題意;C.研究光的傳播時,引入“光線”,這是模型法,故 C 不符合題意;D.探究平面鏡成像的特點,用到的是替代法,故 D 不符合題意。故選 B。2.(2022·甘肅中考真題)在探究“電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關”的實驗中,采用了如圖電路。(1)為了在短時間內達到明顯的實驗效果,兩燒瓶中應裝入質量和初溫都相同的___________(選填“水”或“煤油”),實驗中通過觀察___________來比較電流通過導體產生熱量的多少;(2)如圖甲所示,兩燒瓶中裝有阻值不同的電熱絲,以探究電流通過導體產生的熱量與___________的關系;(3)如圖乙所示,兩燒瓶中裝有阻值相同的電熱絲,閉合開關,調節滑動變阻器,使兩電流表示數___________(選填“相同”或“不同”),可以探究電流通過導體產生的熱量與___________的關系。【答案】煤油 溫度計的示數 電阻 不同 電流【詳解】(1)[1]兩個燒瓶中應裝入質量和初溫相同的煤油,因為煤油的比熱容較小,在吸收較少熱量,便能升溫較明顯。[2]實驗中,可通過觀察溫度計的示數來比較電流通過導體時產生熱量的多少,因為導體產生的熱量不同,燒杯中煤油吸收的熱量也不同,則溫度計示數也不同。(2)[3]圖甲中,兩電阻不同的電熱絲串聯在電路中,則通過電熱絲的電流相同,那么探究的是電流通過導體產生熱量與電阻的關系。(3)[4][5]圖乙中,兩個阻值相同的電熱絲分別與電流表和滑動變阻器串聯后,再并聯在電路中,那么應調節變阻器的滑片讓兩個電流表的示數不同,即通過兩電熱絲的電流不同,這樣便可探究電流通過導體產生的熱量與電流的關系。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 實驗10 探究影響電流通過導體產生熱量的因素(學生版)九年級物理全一冊教材實驗大盤點 講義 .pdf 實驗10 探究影響電流通過導體產生熱量的因素(教師版)九年級物理全一冊教材實驗大盤點 講義 .pdf 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫