焦耳定律实验练习

焦耳定律实验专题训练

1. 小红和小明分别用下图所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量

与电阻的关系。他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R1R2）密封在完全相

同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。（设他们所用的各种同类器材性

能相同）1）在这个实验中电流产生热量的多少是通过____________体现。

2）他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的是

_____________。

3）小红和小明的实验方案有

一个是错误的，请针对错误

的实验进行简要的评估。（说

明谁的方案是错误的，以及

错误的原因）

答：

________________________

_________________________________

2．如图25，实验仪器中的甲、乙、丙三个烧瓶里有质量相等的液体，甲

瓶中液体是煤油，乙瓶和丙瓶中是蓖麻油，每个瓶都有电阻丝浸没在液体

中，其中甲、乙两瓶中电阻阻值相等且小于丙瓶中电阻阻值。瓶中温度计

测量瓶内液体温度。

实验1：焦耳定律指出，电流产生的热与通电

时间、电流大小和通电导体的电阻大小三个因

素有关。为研究电流产生的热与电阻大小的关

系，请选择图中实验仪器，以笔画线做导线连

接实验电路。合上电路开关后一段时间，需要

观察的实验现象

是 。

实验2：为比较煤油与蓖麻油的比热容大小，

可以从三个烧瓶中选择 和 做实验观

察对象。通电一定时间后，温度上升速度快的

液体比热 。为使电阻丝对液体的加热速度

快些，在不添加器材的情况下，可以将实验（1）

的电路稍加改动，即：将参与实验的两个烧瓶中电阻丝接成 。

3. 对于“电流做功与哪些因素有关”的问题，刘星同学作了如下猜想：猜

想A：电流做功可能与电压有关；猜想B：电流做功可能与电流有关；

猜想C：电流做功可能与通电时间有关。

为了验证自己的猜想，他选择了如图15甲所示的装置（除电阻丝阻值不同

外，其余条件均相同）及电源．开关．电压表．导线若干。他将两电阻丝

串联后接入电路，如图15乙所示。

1）将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的 和

通电时间相同，他采用的科学探究方法是： 。

2）接通电路前他想：通电一段时间后观察温度计示数的变化，若两只温度

计示数变化不同，则说明电流做功与电阻丝两端的 有关；这

就验证了猜想 。

4. 如图是“探究电流通过导体产生热量与

导体电阻关系”的实验装置，两阻值分别

为R和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初

温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，

则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产

生热量的多少是通过 反映出来

的；采用这种连接方式的目的

是 。

5. 为研究通电导体产生热量的多少与电

阻的关系，小明找来了如图所示的实验器

材，其中A、B两个相同的瓶内分别装有质

量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝

和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计

分别测量两瓶中煤油的温度．1)实验时，

将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这

是为了控制 相同；2)绐图

中的装置通电一段时间后，切断电源．根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及

双察到的 ，可得通电导体产生热量的多少与

电阻的关系．

6. 小明和小红想利用如图所示的

装置探究“导体产生的热量与电阻

大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡

着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是

铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属

丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温

度计显示煤油的温度。1)这两个烧

瓶中所盛煤油的质量应

该 。

2)小红问小明“水比较容易获得，

干嘛不用水代替煤油”。对于这个

问题，小明与他的同学给出了下列

四种答案，你认为合理的是( )

A．因为煤油有颜色便于观察 B．因为煤油有比较大的热值

C．因为煤油有比较小的密度 D．因为煤油有比较小的比热容

3)实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。这表明：在电

流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。

7. 在“探究影响电流热效应的因素”

活动中,海洋同学为了研究通电导体

电阻的大小对产生热量多少的影响,

设计的正确方案是:选择两个阻值

(相等/不等)的电阻丝，控制通过两个

电阻丝的电流 （相等/不等），通电时间相等，比较产生热量多少。

于是他找来两段材料、粗细相同，长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形

相同，长度不同的电阻圈串联在电路中，同时将火材棒分别插入两个电阻

圈中，如图18所示，他想通过火材被点燃的先后来比较产生热量多少。当

电路接通后，他发现两根火材几乎同时被点燃，于是得到电阻大小对产生

热量多少没有影响的结论。你根据掌握的知识，判断他的结论是

（正确/错误）的，请分析他实验时火材被同时点燃的主要原因

是 。

8. 在“比较两种液体比热容的大小”

实验中，提供的装有液体、发热电阻

丝和温度计的烧瓶(各烧瓶完全相同；

各烧瓶中的液体种类不同、质量相同；

各烧瓶中发热电阻丝完全相同)若干，

其他器材任选。

1)小明选用的两个烧瓶中分别装有A、

B两种液体，选用的其他器材及实物连

接图如图14所示。给A、B两种液体加

热时，小明“先闭合S1和S2，后闭合S3，一段时问后，断开S3。”这样操作

可保证加热时间_________，其目的是使两种液体______________。通过观

察，发现A液体中温度计示数的变化量大，则_________液体比热容大。

2)小明将装有A液体的烧瓶换成装有C液体的烧瓶，将装有B液体的烧瓶换成

装有D液体的烧瓶。其他器材及实物连接关系不变，又做了一次实验。他“先

闭合S1和S2，后闭合S3，发现C液体温度升高得快，一段时间后，断开S1，

同时记下C液体中温度计示数的变化量△t。又过了一段时间，当D液体中温

度计示数的变化量也等于位时，断开S2。”因为_________液体加热时间短，

所以_________液体比热容小。

9. 小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发

红，而与电热丝相连的导线却不怎么热。1）请你根

据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题：

___________________________________________________?

2）如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等初温相

同的煤油，金属丝电阻分别为RA、RB，RA

中温度计的示数大些。此现象说明：在_____________和______________

相同时，_____________越大，电流产生的热量越多。

10. 小明看到研究焦耳定律的实验装

置后，将它改装成了如图所示的一种

测量未知液体比热容的装置。测量时，

分别往甲乙两瓶中装入水和待测液

体，闭合开关一段时间后，再分别用

温度计测出这段时间内水和待测液体

升高的温度Δt水和Δt，在不计热损失

的情况下，就可以求得待测液体的比

热容c=Δt水Ｃ水／Δt。

1）为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等，小明设计的电路中

必须满足的条件是________________。

2）为了得出待测液体的比热容表达式“c=Δt水Ｃ水／Δt。”，小明的测

量方案中至少还需要的一种测量仪器是 _________，目的是

_________________________________________。

3）闭合开关后，要使水和待测液体的温度升高得更快，滑动变阻器的滑片

应向_________滑动。

11. 如图所示的实物图，是探究电流做功快慢与哪

些因素有关”的实验电路。实验中，要测出：电流

表示数I ，电压表示数U ，煤油的温度变化值△t,

通电时间t。查表可知煤油的比热容为c。则煤油吸

收的热量的计算式为Q＝________。由能量关系可知

电功W＝Q，由电功率的定义式P＝W/t可以计算出电功率，再与U 、I 比较

即可得出实验结论。

12. 我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的

平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比．”这就是焦耳定律，

2用公式可表达为：Q=IRt.爱动脑筋的小明在探究这个问题时，设计了图示

的实验，只连接一次电路就完成了实验探究．他的方法是用电阻丝（其中

R甲≠R乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油在插入

密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少．请你

仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答下列问题：

1)探究电热的多少与电流的关系，应该对比 两个烧瓶中煤油柱

上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该 ．

2)探究电热的多少与电阻的关系，应该对比 两个烧瓶中煤油柱上升

的高度．

3)有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子

______________.

13. 如图所示电路中，A、B、C三烧瓶中

分别装有等质量的水或煤油，瓶内电阻丝

电阻的大小关系为RA>RB=RC，瓶中均插有

同型号的温度计，则下列说法中正确的是

（ ）

A． 闭合S3，断开S1、S2，可用于探究电热

与电阻的关系

B． 闭合S3，断开S1、S2，可用于比较不同

液体的比热容

C． 闭合S1、S2，断开S3，可用于探究电功与电流的关系

D． 闭合S2，断开S1、S3，可用于探究电热与电阻的关系

14. 小明要用图13所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的

关系。其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

1)请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。

2)电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过 显示电流产生热量的多少的。象这

种用能直接观测的量来显示不易

直接观测的量的方法叫“转换法”。

这种方法在物理学的研究中经常煤油 用到，请你列举一

例： 。 镍铬合金丝 3)在这个实验中，除了控制电压一 乙 定外，还要控制的量甲 铜丝 有 。

4)在这个实验中，若两个电阻丝的

通电时间相同，则 瓶内温

图13 度计的示数升高的多。

15.导体里有电流流过时,导体就会发热.图18a、b为“探究在相同时间内

影响通电导体发热量的因素”的实验装置.观察图中的实验现象,回答问题：

1) 图18a探究的是 __________________________________________

2) 图18b探究的是 ___________________________________________

3) 导体产生的热量是通过 _______________________________ 反映.

4) 通过实验探究得到的结论是

_______________________________________ .

图18a 图18b

16.在研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关的实验中。实验室提供了若干只装有电阻丝（3Ω或6Ω两种规格）、温度计、煤油(等质量)的烧瓶，另有电流表、滑动变阻器、电源(6V)、开关、导线。如图是某同学设计的四个电路（各电路可以根据需要调换烧瓶），请回答下列问题：

B A

1）利用 电路或 ） 电路可以研究电流和时间相同时，热量跟电阻大小的关系。所选电路此时所用电阻丝的规格应为：

2）利用 电路可以研究电阻和时间相同时，热量跟电流的关系。

3）实验过程中，若通过阻值为3Ω电阻丝的电流大小如图所示，通电时间为5min，则该电阻放出 _________J的热量。

17. 为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，大伟小组采用了如图14所示的实验装置，其中R1>R2，

实验中R1、R2采用什么连接方式使通过它们的电流相等？

⑵在通电时间相同时，两支玻璃管内煤油上升较高的是 甲 （填“甲”或“乙”）瓶。由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越 。

⑶上述实验方法是研究物理问题的常用方法，下面研究方法与此相同的是（ ）

A．在研究物体受到几个力时，引入了合力的概念。B．在探究电流与电压的关系时，要保持电阻一定。

C．在研究磁场时，用磁感线来

形象地描述磁场。

研讨的问题：对于焦耳定律实验

的分析过程如果把教材中的进

行指导，培养学生能力。

针对策略：利用专题进行训练，

同时指导学生如何进行针对分

析

D