1.在探究电流的热效应与电阻大小的关系时,实验中应同时保持不变的两个物理量是()

A.通过导体的电流和加在导体两端的电压
B.通过导体的电流和导体的电阻
C.通过导体的电流和通电时间
D.通过导体的电流、加在导体两端的电压和通电时间

1.C

【分析】
这道题考查探究电流热效应与电阻关系的实验，需运用控制变量法解题。根据焦耳定律，电流产生的热量受多个因素影响，探究某一因素与热量的关系时，要控制其他可能影响热量的物理量不变，以此明确解题思路。
【解析】
电流的热效应遵循焦耳定律，公式为$Q=I^2Rt$，即电流产生的热量与电流的平方、导体电阻、通电时间都有关。当探究电流热效应与电阻大小的关系时，需要改变导体的电阻，同时控制其他可能影响热量的物理量不变，也就是通过导体的电流和通电时间，这样才能准确得出热量与电阻的关系，因此应选C选项。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律、控制变量法
【点评】
本题侧重考查控制变量法在焦耳定律实验中的应用，是初中物理电学实验的基础题型，主要检验学生对实验设计方法的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6

2.将包装口香糖的锡箔纸(质地均匀、厚度相同)剪成所示的形状，其中AB、BC、CD段的长度相同。将A、D两端分别与电池正、负极接触，一段时间后发现BC段燃烧起来。下列说法正确的是()
①燃烧前，BC段的电阻小于AB段的电阻
②燃烧前，通过BC段的电流等于通过CD段的电流
③燃烧前，BC段两端的电压大于CD段两端的电压
④BC段先燃烧，说明电流只在通过BC段时产生热量

A.只有①②
B.只有②④
C.只有③④
D.只有②③

2.D

【分析】
要解决本题，需结合电阻的决定因素、串联电路的特点、欧姆定律和焦耳定律分析各说法：首先，锡箔纸质地均匀、厚度相同，电阻由公式$R=\rho\frac{L}{S}$决定，横截面积越小电阻越大；其次，AB、BC、CD段为串联，串联电路电流处处相等；再根据欧姆定律、焦耳定律分析电压和热量的关系，判断各说法的正误。
【解析】
1. 分析①：电阻公式为$R=\rho\frac{L}{S}$，锡箔纸材料相同（$\rho$相同），AB、BC、CD长度$L$相同，BC段横截面积$S$更小，因此BC段电阻大于AB段电阻，①错误；
2. 分析②：AB、BC、CD段串联，串联电路中各处电流相等，故通过BC段的电流等于通过CD段的电流，②正确；
3. 分析③：根据欧姆定律$U=IR$，BC段电阻大于CD段电阻，电流$I$相同，因此BC段两端电压$U_{BC}=I· R_{BC}$，CD段电压$U_{CD}=I· R_{CD}$，可得$U_{BC}＞U_{CD}$，③正确；
4. 分析④：电流通过任何导体都会产生热量（焦耳定律$Q=I^2Rt$），BC段先燃烧是因为其电阻大，相同时间内产生的热量更多，温度先达到着火点，并非电流只在BC段产生热量，④错误；
综上，正确的是②③，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
电阻、串联电路、焦耳定律
【点评】
本题结合生活现象考查电学基础知识点，需准确掌握电阻的决定因素、串联电路特点、欧姆定律和焦耳定律，理清各物理量的关系是解题关键。
【难度系数】
0.5

3.小明家的电风扇和电热毯，其铭牌上都清晰地标着“220 V 60 W”的字样。在正常工作且通电时间相同的情况下，下列说法正确的是()

A.电风扇产生的电热多
B.电热毯产生的电热多
C.电风扇消耗的电能多
D.电热毯消耗的电能多

3.B

【分析】
要解决这道题，需明确两个核心要点：一是用电器正常工作时实际功率等于额定功率，消耗电能可通过公式W=Pt计算；二是区分纯电阻与非纯电阻用电器的能量转化差异。首先根据功率和时间判断消耗电能的多少，再结合能量转化判断产生电热的多少，进而排除错误选项。
【解析】
1. 判断消耗的电能：电风扇和电热毯的额定功率均为60W，正常工作时实际功率P=60W，通电时间t相同。根据电能公式W=Pt，可知两者消耗的电能W相等，因此选项C（电风扇消耗的电能多）、D（电热毯消耗的电能多）错误。
2. 判断产生的电热：电风扇属于非纯电阻用电器，工作时将电能大部分转化为机械能，仅少量转化为内能；电热毯属于纯电阻用电器，工作时将电能全部转化为内能。由于两者消耗的电能相同，因此电热毯产生的电热更多，选项A（电风扇产生的电热多）错误，选项B（电热毯产生的电热多）正确。
【答案】
B
【知识点】
电能计算、电热与能量转化
【点评】
本题考查电能与电热的区别及用电器的能量转化，需注意纯电阻用电器（如电热毯）将电能全部转化为内能，非纯电阻用电器（如电风扇）电能主要转化为其他形式的能，这是解题关键，属于电学基础题，易因混淆消耗电能和产生电热而出错。
【难度系数】
0.5

4.根据图2所示的实验，完成下列习题。

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82
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实验十四
探究电热与电阻、电流的关系
(1)图2甲、乙所示的是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置。实验前调整铁圈a的位置，其目的是使（选填“烧杯”或“温度计”）处于适当的高度。实验时使用相同的酒精灯加热A、B两种液体，目的是。加热5 min后，发现液体A的温度升高得较多，则液体（选填“A”或“B”）的比热容大。
(2)图2丙所示的是“探究焦耳定律”的实验装置。通电一段时间后，发现（选填“左”或“右”）侧容器连接的U形管中液面的高度差较大。若将$R_3$拆下，$R_1$换成10 Ω的电阻，此装置还能探究电流产生的热量与的关系。
5.图3所示的是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。

(1)实验中通过观察来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)图3甲探究的是电流通过导体产生的热量与的关系，通过$R_1$的电流（选填“大于”“小于”或“等于”）通过$R_2$的电流。在相同时间内，电流在左侧容器中通过电阻丝产生的热量与电流在右侧容器中通过电阻丝产生的热量之比是。
(3)由图3乙可知，在和通电时间一定时，越大，电流通过导体产生的热量越多。
(4)容器内电阻丝热得发红时，而与之连接的导线却不怎么热，这个现象可以用图（选填“甲”或“乙”）所示实验得到的结论来解释。

4.(1)烧杯 使液体在相同时间内吸收的热量相等 B (2)左 电阻
5.(1)U形管中液面的高度差 (2)电流 大于 4：1 (3)电流 电阻 (4)乙

【分析】
本题是热学与电学结合的实验探究题，需结合控制变量法、转换法分析各实验原理：
1. 第4题(1)：调整铁圈是为了让酒精灯外焰加热烧杯，保证受热均匀；相同酒精灯加热是为了相同时间提供相同热量；根据Q=cmΔt，Q、m相同时，Δt越大比热容越小，A升温多则B比热容大。
2. 第4题(2)：探究焦耳定律时，图丙中R1电流大于R2，电阻相同，电流大的产热多，左侧液面差大；拆下R3后，R1、R2电流相同、电阻不同，可探究热量与电阻的关系。
3. 第5题(1)：利用转换法，通过U形管液面高度差反映热量多少。
4. 第5题(2)：图3甲中电阻相同、电流不同，探究热量与电流的关系；R1在干路电流是R2的2倍，故电流大于；热量比为I²Rt之比，得4:1。
5. 第5题(3)：图3乙中电流相同、电阻不同，说明电流和时间一定时，电阻越大产热越多。
6. 第5题(4)：导线与电阻丝串联，电流相同、电阻不同，对应图乙结论。
【解析】
4. (1) 调整铁圈a的位置目的是使烧杯处于适当高度，保证酒精灯外焰加热；相同酒精灯加热是为了使液体在相同时间内吸收的热量相等；根据Q=cmΔt，Q、m相同，Δt越大比热容越小，A升温多，故B的比热容大。
(2) 图丙中R1与R2串联后和R3并联，通过R1的电流大于R2，R1、R2电阻相同，由Q=I²Rt，电流越大产热越多，左侧液面高度差大；拆下R3后，R1、R2串联，电流相同、电阻不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系。
5. (1) 实验通过观察U形管中液面的高度差比较电流产生热量的多少，利用转换法。
(2) 图3甲中电阻相同、电流不同，探究热量与电流的关系；R1在干路，电流为R2的2倍，故通过R1的电流大于通过R2的电流；相同时间、相同电阻时，热量与电流平方成正比，热量比为(2I)²:I²=4:1。
(3) 图3乙中两电阻串联，电流相同、电阻不同，说明电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多。
(4) 导线与电阻丝串联，电流相同、电阻不同，产热不同，对应图乙的实验结论。
【答案】
4.(1)烧杯 使液体在相同时间内吸收的热量相等 B (2)左 电阻
5.(1)U形管中液面的高度差 (2)电流 大于 4：1 (3)电流 电阻 (4)乙
【知识点】
比热容、焦耳定律、电流的热效应
【点评】
本题考查热学与电学实验的综合应用，核心考查控制变量法、转换法的实验方法，是初中物理常考的实验探究题型，需熟练掌握实验原理与结论。
【难度系数】
0.6