要点梳理
(1)电流通过导体时,电能转化为内能,导致导体发热的现象,叫做电流的
(2)探究通电导体产生的热量与哪些因素有关。
①实验方法:控制变量法,转换法。
②实验结论:通电导体产生的热量与导体的
(1)电流通过导体时,电能转化为内能,导致导体发热的现象,叫做电流的
热效应
。(2)探究通电导体产生的热量与哪些因素有关。
①实验方法:控制变量法,转换法。
②实验结论:通电导体产生的热量与导体的
电阻
、通过导体的电流
以及通电时间
有关。当导体的电阻越大,通过导体的电流越大,通电时间越长,电流通过导体产生的热量就越多
。答案
(1)热效应
(2)②电阻 电流 通电时间 多
(2)②电阻 电流 通电时间 多
解析
【分析】
本题考查电流热效应的基础概念,解题时需回忆课本中电流热效应的定义,以及探究通电导体产生热量影响因素的相关结论,结合知识点逐一对应填空即可。
【解析】
(1)电流通过导体时,电能转化为内能导致导体发热的现象,定义为电流的热效应,因此该空填“热效应”;
(2)根据焦耳定律,通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关,且在其他条件不变时,导体电阻越大、通过电流越大、通电时间越长,产生的热量越多,因此依次填“电阻”“电流”“通电时间”“多”。
【答案】
(1)热效应;(2)②电阻、电流、通电时间、多
【知识点】
电流的热效应、电热的影响因素
【点评】
本题为初中物理电学的基础识记题,主要考查电流热效应的定义和焦耳定律的相关影响因素,属于学生需熟练掌握的基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查电流热效应的基础概念,解题时需回忆课本中电流热效应的定义,以及探究通电导体产生热量影响因素的相关结论,结合知识点逐一对应填空即可。
【解析】
(1)电流通过导体时,电能转化为内能导致导体发热的现象,定义为电流的热效应,因此该空填“热效应”;
(2)根据焦耳定律,通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关,且在其他条件不变时,导体电阻越大、通过电流越大、通电时间越长,产生的热量越多,因此依次填“电阻”“电流”“通电时间”“多”。
【答案】
(1)热效应;(2)②电阻、电流、通电时间、多
【知识点】
电流的热效应、电热的影响因素
【点评】
本题为初中物理电学的基础识记题,主要考查电流热效应的定义和焦耳定律的相关影响因素,属于学生需熟练掌握的基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
1. 小洋为了探究电流通过导体产生的热量与其电阻大小是否有关,她连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的甲、乙烧瓶内分别装有质量相等、初温均为 $ t_0 = 25°\mathrm{C} $ 的煤油,两个电热丝的阻值分别为 $ R_1 = 5\ \Omega $、$ R_2 = 10\ \Omega $。闭合开关,一段时间后,甲、乙烧瓶内温度计的示数分别为 $ t_1 = 30°\mathrm{C} $、$ t_2 = 34°\mathrm{C} $,断开开关。

(1) 实验中,电流通过导体产生热量的多少用
(2) 根据上述现象可知,电流通过
(3) 小洋同学想在较短时间内看到明显的实验现象,可以将煤油换成比热容更
(4) 若将 $ R_1 $、$ R_2 $ 并联,可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系吗?请解释说明:
能力提升 ▶限时:5分钟
(1) 实验中,电流通过导体产生热量的多少用
温度计示数的变化
来反映。(2) 根据上述现象可知,电流通过
$R_2$
(选填“$ R_1 $”或“$ R_2 $”)产生的热量多。(3) 小洋同学想在较短时间内看到明显的实验现象,可以将煤油换成比热容更
小
(选填“大”或“小”)的液体,或是将滑动变阻器的滑片向左
(选填“左”或“右”)移动。(4) 若将 $ R_1 $、$ R_2 $ 并联,可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系吗?请解释说明:
不可以。探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,$R_1$、$R_2$并联时的电流与电阻都不相等,故不可以进行探究实验
。能力提升 ▶限时:5分钟
答案
1.(1)温度计示数的变化
(2)$R_2$
(3)小 左
(4)不可以。探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,$R_1$、$R_2$并联时的电流与电阻都不相等,故不可以进行探究实验
(2)$R_2$
(3)小 左
(4)不可以。探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,$R_1$、$R_2$并联时的电流与电阻都不相等,故不可以进行探究实验
解析
【分析】
本题围绕探究电流产生热量的影响因素展开,运用转换法和控制变量法解题:
1. 电流产生的热量无法直接观察,需通过转换法,借助温度计示数变化反映热量多少;
2. 探究热量与电阻的关系时,串联电路电流、通电时间相同,温度变化越大,产生热量越多;
3. 要让实验现象更明显,根据热量公式分析液体比热容和电路电流的影响;
4. 探究热量与电流的关系需控制电阻、通电时间相同,据此判断并联时是否满足条件。
【解析】
(1) 电流通过导体产生的热量不能直接测量,实验中利用转换法,通过温度计示数的变化来反映产生热量的多少,故填温度计示数的变化。
(2) 甲烧瓶温度变化为$30°\mathrm{C}-25°\mathrm{C}=5°\mathrm{C}$,乙烧瓶温度变化为$34°\mathrm{C}-25°\mathrm{C}=9°\mathrm{C}$,乙的温度变化更大,说明$R_2$产生的热量更多,故填$R_2$。
(3) 根据$Q=cm\Delta t$,质量相同的液体,吸收相同热量时,比热容越小,温度变化越大,现象越明显,所以换比热容更小的液体;滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,电路电流变大,相同时间内产生热量更多,现象更明显,故依次填小、左。
(4) 探究电流产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,改变电流。$R_1$、$R_2$并联时,它们的电阻不同,两端电压相同,根据$I=\frac{U}{R}$可知电流也不同,没有控制电阻相同,因此无法探究,故填不可以。探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,$R_1$、$R_2$并联时电阻不同,电流也不同,无法控制电阻相同,故不能进行探究实验。
【答案】
(1)温度计示数的变化;(2)$R_2$;(3)小;左;(4)不可以。探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,$R_1$、$R_2$并联时电阻不同,电流也不同,无法控制电阻相同,故不能进行探究实验。
【知识点】
焦耳定律、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查焦耳定律实验的核心探究方法与应用,涵盖实验现象判断、实验改进、探究条件分析,需学生掌握实验原理与控制变量的思路,属于基础实验综合题。
【难度系数】
0.5
本题围绕探究电流产生热量的影响因素展开,运用转换法和控制变量法解题:
1. 电流产生的热量无法直接观察,需通过转换法,借助温度计示数变化反映热量多少;
2. 探究热量与电阻的关系时,串联电路电流、通电时间相同,温度变化越大,产生热量越多;
3. 要让实验现象更明显,根据热量公式分析液体比热容和电路电流的影响;
4. 探究热量与电流的关系需控制电阻、通电时间相同,据此判断并联时是否满足条件。
【解析】
(1) 电流通过导体产生的热量不能直接测量,实验中利用转换法,通过温度计示数的变化来反映产生热量的多少,故填温度计示数的变化。
(2) 甲烧瓶温度变化为$30°\mathrm{C}-25°\mathrm{C}=5°\mathrm{C}$,乙烧瓶温度变化为$34°\mathrm{C}-25°\mathrm{C}=9°\mathrm{C}$,乙的温度变化更大,说明$R_2$产生的热量更多,故填$R_2$。
(3) 根据$Q=cm\Delta t$,质量相同的液体,吸收相同热量时,比热容越小,温度变化越大,现象越明显,所以换比热容更小的液体;滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,电路电流变大,相同时间内产生热量更多,现象更明显,故依次填小、左。
(4) 探究电流产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,改变电流。$R_1$、$R_2$并联时,它们的电阻不同,两端电压相同,根据$I=\frac{U}{R}$可知电流也不同,没有控制电阻相同,因此无法探究,故填不可以。探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,$R_1$、$R_2$并联时电阻不同,电流也不同,无法控制电阻相同,故不能进行探究实验。
【答案】
(1)温度计示数的变化;(2)$R_2$;(3)小;左;(4)不可以。探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时,需控制电阻和通电时间相等,$R_1$、$R_2$并联时电阻不同,电流也不同,无法控制电阻相同,故不能进行探究实验。
【知识点】
焦耳定律、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查焦耳定律实验的核心探究方法与应用,涵盖实验现象判断、实验改进、探究条件分析,需学生掌握实验原理与控制变量的思路,属于基础实验综合题。
【难度系数】
0.5
2. 如图是探究通电导体产生的热量与哪些因素有关的实验装置。

(1)图甲中,在两个密闭容器中装有质量相等的空气,并各放置一根阻值不同的电阻丝,此装置可探究电流产生的热量与
(2)图乙中,两个密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一个容器外部并联一个阻值相同的电阻,若图乙中两个U形管内液面上升的高度相同,则故障可能是
(3)为了使图乙实验中两侧U形管液面的高度差更明显,可将空气盒外的电阻$R_5$换为阻值
(1)图甲中,在两个密闭容器中装有质量相等的空气,并各放置一根阻值不同的电阻丝,此装置可探究电流产生的热量与
电阻
的关系。实验中是通过观察两个U形管内液面的高度差
来比较容器内电阻丝发热的多少。(2)图乙中,两个密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一个容器外部并联一个阻值相同的电阻,若图乙中两个U形管内液面上升的高度相同,则故障可能是
$R_5$断路
。排除故障后,通电相同时间,发现左侧U形管内液面上升较高,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多。(3)为了使图乙实验中两侧U形管液面的高度差更明显,可将空气盒外的电阻$R_5$换为阻值
小于
(选填“大于”或“小于”)5 Ω的电阻。答案
2.(1)电阻 液面的高度差
(2)$R_5$断路
(3)小于
(2)$R_5$断路
(3)小于
解析
【分析】
本题围绕探究通电导体产生热量的实验展开,需结合焦耳定律、电路特点及转换法分析:
(1) 图甲中两电阻串联,电流、通电时间相同,电阻不同,据此判断探究的热量影响因素;实验通过U形管液面高度差反映热量多少,是转换法的应用。
(2) 图乙正常时R₅与R₄并联再和R₃串联,R₃电流大于R₄电流,热量更多液面更高;若两侧液面相同,说明两者热量、电流相同,故障为R₅断路。
(3) 要增大两侧液面差,需增大R₃与R₄的电流差,需减小R₅阻值,使并联部分总电阻更小,电流差更明显。
【解析】
(1) 图甲中,R₁与R₂串联,通过两电阻的电流I和通电时间t均相同,电阻R不同,根据焦耳定律Q=I²Rt,可知此装置探究电流产生的热量与电阻的关系;实验中密闭容器内空气受热膨胀,导致U形管液面变化,因此通过观察U形管内液面的高度差来比较电阻丝发热的多少。
(2) 图乙正常时,R₅与R₄并联后与R₃串联,由并联电路电流规律得I₃=I₄+I₅,即I₃>I₄;R₃与R₄阻值相等、通电时间相同,由Q=I²Rt得Q₃>Q₄,左侧液面更高。若两侧液面上升高度相同,说明Q₃=Q₄,即I₃=I₄,因此I₅=0,故障为R₅断路,此时R₄电流等于R₃电流,两者热量相同。
(3) 要使两侧液面高度差更明显,需增大R₃与R₄的电流差。将R₅换为小于5Ω的电阻时,并联部分总电阻R并=(R₄R₅)/(R₄+R₅)更小,电路总电阻更小,总电流I₃更大;同时并联部分电压U并=I₃R并,结合I₄=U并/R₄,可知I₃与I₄的差值增大,热量差更大,液面差更明显。
【答案】
(1) 电阻;液面的高度差
(2) R₅断路
(3) 小于
【知识点】
焦耳定律;转换法;电路故障分析
【点评】
本题是探究焦耳定律的经典实验题,综合考查控制变量法、转换法的应用,以及串并联电路特点和故障分析,是初中电学重点内容,需学生理解实验原理与电路结构。
【难度系数】
0.6
本题围绕探究通电导体产生热量的实验展开,需结合焦耳定律、电路特点及转换法分析:
(1) 图甲中两电阻串联,电流、通电时间相同,电阻不同,据此判断探究的热量影响因素;实验通过U形管液面高度差反映热量多少,是转换法的应用。
(2) 图乙正常时R₅与R₄并联再和R₃串联,R₃电流大于R₄电流,热量更多液面更高;若两侧液面相同,说明两者热量、电流相同,故障为R₅断路。
(3) 要增大两侧液面差,需增大R₃与R₄的电流差,需减小R₅阻值,使并联部分总电阻更小,电流差更明显。
【解析】
(1) 图甲中,R₁与R₂串联,通过两电阻的电流I和通电时间t均相同,电阻R不同,根据焦耳定律Q=I²Rt,可知此装置探究电流产生的热量与电阻的关系;实验中密闭容器内空气受热膨胀,导致U形管液面变化,因此通过观察U形管内液面的高度差来比较电阻丝发热的多少。
(2) 图乙正常时,R₅与R₄并联后与R₃串联,由并联电路电流规律得I₃=I₄+I₅,即I₃>I₄;R₃与R₄阻值相等、通电时间相同,由Q=I²Rt得Q₃>Q₄,左侧液面更高。若两侧液面上升高度相同,说明Q₃=Q₄,即I₃=I₄,因此I₅=0,故障为R₅断路,此时R₄电流等于R₃电流,两者热量相同。
(3) 要使两侧液面高度差更明显,需增大R₃与R₄的电流差。将R₅换为小于5Ω的电阻时,并联部分总电阻R并=(R₄R₅)/(R₄+R₅)更小,电路总电阻更小,总电流I₃更大;同时并联部分电压U并=I₃R并,结合I₄=U并/R₄,可知I₃与I₄的差值增大,热量差更大,液面差更明显。
【答案】
(1) 电阻;液面的高度差
(2) R₅断路
(3) 小于
【知识点】
焦耳定律;转换法;电路故障分析
【点评】
本题是探究焦耳定律的经典实验题,综合考查控制变量法、转换法的应用,以及串并联电路特点和故障分析,是初中电学重点内容,需学生理解实验原理与电路结构。
【难度系数】
0.6
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