2023年中考物理实验专练25 探究“电流通过导体产生的电热与哪些因素有关”（学生版+解析版）

实验25探究“电流通过导体产生的电热与哪些因素有关”

实验（学生版）

【实验目的、原理、方法】

①实验目的：探究电流通过导体产生的电热与哪些因素有关；

②实验原理：根据u形管液体升高高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少；

③实验方法：控制变量法、转换法。

【实验器材】

密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。

【器材作用】

①电源：提供电压；

②开关：控制电路通断；

③密闭容器：内装空气；

④导线：连接电路；

⑤U形管：表现空气吸收的热量多少。

电流产生的热量与电阻的关系：

【实验步骤】

步骤①如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭

空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大；

步骤②两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时

间后，比较两个U形管中液面高度的变化；

步骤③整理实验器材。

【实辘论】

在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

电流产生的热量与电流的关系:

【实验步骤】

步骤①如图乙所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和

这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同；

步骤②通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化；

步骤③整理实验器材。

【实辘论】

在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

【实验补充】

1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的三次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟

通电时间成正比。

公式：Q=『Rt式中单位QT焦（J）；I安（A）；RT欧（Q）；I秒。

当电流通过导体做的功（电功）全部用来产生热量（电热）时，则有W=Q,可用电功公式来计算

Q（如电热器，电阻就是这样的。）

2、串联电路各部分电路产生的热量与它的电阻成正比，并联电路各支路产生的热量与它的

电阻成反比。

3、电饭锅属于电热器，它的工作原理是电流的热效应。

【常考实验问题】

1、实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快;

2、被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显;

3、两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同;

4、该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好;

5、探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。探究电热与电阻的关系

是需控制电流和通电时间相同;探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变

通电时间的长短;

6、如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计,也可以完成实验；

【典例分析］（2021•青岛）探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关

实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电

时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。

甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管

中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

(1)选用组合，并将它们联接到电源两端进行实验，可以探究电热与

电阻的关系。

(2)选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与的关系,

其中15。电阻的作用是o

(3)选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，发现乙装置U形管中液面无高度差，

丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置。

【变式训练】(2021•贵港)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：

(1)请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；

(2)实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制；

电阻丝放出热量的多少，通过来进行判断。

(3)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入相

等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而

不选水，是因为煤油的比热容水的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：

(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且

通电时间相同。实验发现：用电阻丝Ri加热的煤油，在实验一中温度升高△口，在实验

二中温度升高,则2Ati(选填“大于”、“等于”或“小于”)，该实验

说明电流产生的热量与电流大小_______正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，

用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。

（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值的电阻丝

（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a

烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一段时间

t后，温度计的示数变化量为at,若不计热量损失，则a液体的比热容为（用

所给出的物理量写出比热容的表达式）。

的融阚

1.（2021•日照）某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的

关系”时，可供选用的器有：6V电源、511的发热电阻两只、10。的发热电阻两只、量

程适合的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线若干。

（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图所示方案。

（2）所选方案中两发热电阻的阻值应,两个烧瓶内的液体应为质量的

种类的液体。（均填“相同”或“不同”）

（3）已知比热容的大小为c水〉c酒帮〉c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是。

完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了

“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100C,酒精的沸点

为78℃,忽略热量散失。

（4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的

热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应（填“相同”或“不同

（5）方案选定后，实验过程如下：

①将天平放在水平实验台上，把游码拨到标尺左端的零刻度线处，观察到指针偏向分度

盘的左侧，向右调节，直至天平平衡。用烧杯和天平测量出质量相等的水

和酒精，分别装入两个烧瓶里。

②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实

验过程中应保证酒精的温度低于。

③根据表中数据可得酒精的比热容为J/（kg-r）»

液体加热时间/s质量/g初始温度/℃末态温度/七比热容/J（kg-C）

水4206020324.2X103

酒精420602041

（6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图所示方案。

2.（2021•兰州）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用

了如下电路。

甲乙

（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的—

—（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察来比较电流通过导

体产生热量的多少；

（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量

与的关系；

（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两

电流表示数（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与_

_______的关系。

3.(2021•常,州)小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量(简

称电热)与通电时间、电流、电阻的关系

PD

7?i=ion

直流电源

二18V/

(1)为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲

所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于(A/B)端。

(a)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为0.5A,通电5分钟、温

度计的示数升高了5℃。

(b)保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。

(a)、(b)对比可得结论:。

(c)向移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为1A,通电10分钟、温度计

的示数升高了33℃,(b)、(c)对比可得结论：

(d)实验只能得到定性结论，主要原因是________________________________________

____________________________________________________________________________________________________O

(2)为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥

形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流

表无示数，电路故障是,排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示

数如图丙所示，则电压表示数为V,电流表示数为A,R2阻值为Q。

一段时间后，观察到电阻丝_______所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。

(3)请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电

炉丝的电流导线的电流，电炉丝的电阻导线的电阻。(选填：''大于"、

“等于”、“小于”)

4.（2021•安顺）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提

出了下列猜想：

A.与通电时间有关B.与电阻大小有关

C.与电压大小有关D.与电流大小有关

实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干.

请回答下列问题：

（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻

丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：

①电阻丝产生的热量通过的方式传递给火柴头；

②电阻丝产生的热量与通电时间（选填“有关”或“无关”）；

（2）探究猜想B时，如图所示，将10。和20。的电阻丝串联接入电路，把两根相同的

火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；

①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产

生的热量多？（选填“能”或“不能”）；

②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电

压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行？（填字母序号）

A.20Q30。B.15H15ftC.5C25。

（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：

串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的

结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计？

。请你说明理由。

■■

5.（2021•绥化）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部

分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。

氐=50.

（1）实验中通过观察的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中,

也运用了这种实验方法的是（填序号）。

①探究物体的动能跟哪些因素有关

②探究杠杆的平衡条件

（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所

示，表明在电流和通电时间相同的情况下，越大，产生的热量越多。

（3）图中U形管（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中R3与R2并联，目

的是使通过Ri与R2的不同。

（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小

组的实验现象都不同，经检查气密性良好。请你分析实验现象不同的原因：。

6.（2021秋•讷河市期末）某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多

少与什么因素有关。他们用的实验器材如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，

U形管中的液面最初是相平的，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

（1）请用笔画线代替导线，把图甲两个容器内的电阻丝接到电路中。

艮

（2）连接好如图甲所示的电路，闭合开关，通电一段时间后，（选填“左”或“右”）

侧U形管中液面高度差大，此实验现象表明，在电流和通电时间相同的情况下，越

大，产生的热量越多。利用U形管中液面高度差来判断电流产生热量的多少，利用的实

验方法是。

（3）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个阻值相同的电阻

和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）。此装置是为了探究电流通过导体产生热量的多

少与的关系。图中R3的作用是。通电后，Ri中的电流h与R2中

的电流12的定量关系是，观察U形管中液面高度的变化，由此可得出的结

论是：o

7.（2022•朝阳区校级开学）如图是“探究电流通过导体时产生热量”的实验.甲、乙两套

装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已

标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。

（1）实验中通过观察U形管中的变化来比较导体所产生热量的多少；

（2）用甲装置进行实验时，一段时间后，侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多；

（选填“左”、“右”）

（3）乙装置中是探究电流产生的热量跟的关系，若把右侧并联的两根电阻丝都

放入透明容器内，一段时间后，侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。（选填“左”、

“右”）

8.（2021秋•顺平县期末）小明和小亮在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”

时，设计了如图所示的甲、乙实验装置将电阻丝Ri、R2分别密封在两个装有相等质量煤

油的相同烧瓶中，a、b、c、d为相同规格的温度计，滑动变阻器的规格相同，滑片置于

中间位置。己知R1VR2,电源电压相同且保持不变。

（1）实验中通过观察来比较电流产生的热量的多少•

（2）甲图中Ri、R2的连接方式是，该装置可探究电流通过导体产生的热量

与是否有关。

（3）闭合开关前，小亮分析了乙图所示的实验装置，给出以下四种判断，你认为正确的

是（选填序号）。

①该装置中Ri、R2的连接方式并联

②闭合开关后，R2将被短路

③闭合开关后，Ri中的电流小于R2中的电流

④闭合开关后，相同时间内c温度计示数的变化量大于d温度计示数的变化量

（4）同时闭合甲、乙两图中的开关，比较相同时间内a、c两支温度计示数变化情况，

温度变化较大的是,可以得出的结论是：当时，,

电流通过导体产生的热量越多。

实验25探究“电流通过导体产生的电热与哪些因素有关”

实验（解析版）

【实验目的、原理、方法】

①实验目的：探究电流通过导体产生的电热与哪些因素有关；

②实验原理：根据u形管液体升高高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少;

③实验方法：控制变量法、转换法。

【实验器材】

密闭容器两个、u形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。

【器材作用】

①电源：提供电压；

②开关：控制电路通断；

③密闭容器：内装空气；

④导线：连接电路；

⑤u形管：表现空气吸收的热量多少。

电流产生的热量与电阻的关系：

【实验步骤】

步骤①如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，u形管中液面高度的变化反映密闭

空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大；

步骤②两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时

间后，比较两个U形管中液面高度的变化；

步骤③整理实验器材。

【实蟒吉论】

在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

电流产生的热量与电流的关系:

【实验步骤】

步骤①如图乙所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和

这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同；

步骤②通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化；

步骤③整理实验器材。

【实辘论】

在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

【实验补充】

1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的三次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟

通电时间成正比。

公式：Q=『Rt式中单位QT焦（J）；I安（A）；RT欧（Q）；I秒。

当电流通过导体做的功（电功）全部用来产生热量（电热）时，则有W=Q,可用电功公式来计算

Q（如电热器，电阻就是这样的。）

2、串联电路各部分电路产生的热量与它的电阻成正比，并联电路各支路产生的热量与它的

电阻成反比。

3、电饭锅属于电热器，它的工作原理是电流的热效应。

【常考实验问题】

1、实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快;

2、被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显;

3、两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同;

4、该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好;

5、探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。探究电热与电阻的关系

是需控制电流和通电时间相同;探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变

通电时间的长短;

6、如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计,也可以完成实验；

【典例分析］（2021•青岛）探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关

实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电

时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。

甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管

中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

（1）选用甲、乙组合,并将它们联接到电源两端进行实验，可以探究电热

与电阻的关系。

（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与电流的关系,

其中15。电阻的作用是分流。

（3）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，发现乙装置U形管中液面无高度差,

丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置漏气。

【答案】（1）甲、乙；串；（2）电流；分流；（3）漏气。

【解答】解：（1）要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，

而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验；

（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，则通过容器中电阻的电流不同，而

电阻大小和通电时间相同，因此可以探究电热与电流的关系，其中15。电阻的作用是分

流；

（3）发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象

的原因可能是乙装置漏气。

故答案为：（1）甲、乙；串；（2）电流；分流；（3）漏气。

EMSIW（2021•贵港）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路

如图1所示，其中RI>R2O

图1图2

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：

（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；

（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制电流相同；

电阻丝放出热量的多少，通过温度计的示数变化来进行判断。

（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入质量

相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油

而不选水，是因为煤油的比热容小于水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于容。

实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且

通电时间相同。实验发现：用电阻丝Ri加热的煤油，在实验一中温度升高△口，在实验

二中温度升高,则大于2Z\ti（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实

验说明电流产生的热量与电流大小不成正比例关系（选填“成”或“不成实验

中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。

（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相同的电阻

丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a

烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一段时间

t后，温度计的示数变化量为At,若不计热量损失，则a液体的比热容为（用

mAt

所给出的物理量写出比热容的表达式）。

【答案】（1）如上图所示；（2）电流相同；温度计的示数变化；（3）质量；小于；（4）

大于；不成；（5）相同；©=邛&。

mAt

【解答】解：（1）由电路图可知，滑片左移时变阻器接入电路中的电阻变小，则变阻器

左下方接线柱必须接入电路中，如下图所示：

（2）由电路图可知，两电热丝串联在电路中，这是为了控制通电时间相同和控制电流相

同；

根据转换法可知，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计示数的变化进行比较的；

（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入质量相等、

初温相同的同种液体：

因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油

温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且

通电时间相同，

由Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍，

由Q«.s=cmAt的变形式△t=&可知，用电阻丝Ri加热的煤油，温度升高量'大于

cm

2Ati，

该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系；

（5）实验中两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，为控制相同时间两液体吸热相

同，根据Q=「Rt可知，选用的两根电阻丝的阻值应相同；

假设a烧瓶中液体的质量为m,瓶中电阻丝的阻值为R,测出通过它的电流为I,通电一

段时间t后，电热丝放出的热量Q=l2Rt,

温度计的示数变化量为△如若不计热量损失，放出的热量全部被液体吸收，由Q.&=cm

△t可得，a液体的比热容：c=-S-=邛

mAtmAt

故答案为：（1）如上图所示；（2）电流相同；温度计的示数变化：（3）质量；小于；（4）

2

大于；不成；（5）相同；。=邛生。

mAt

侬聊啕

1.（2021•日照）某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的

关系”时，可供选用的器有：6V电源、5Q的发热电阻两只、10。的发热电阻两只、量

程适合的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线若干。

（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图甲所示方案。

（2）所选方案中两发热电阻的阻值应不同，两个烧瓶内的液体应为质量相同

的相同种类的液体。（均填“相同”或“不同”）

（3）已知比热容的大小为c水〉c酒精〉c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是煤

油。完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，

设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100C,酒精

的沸点为78℃,忽略热量散失。

（4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的

热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应相同（填“相同”或“不同

（5）方案选定后，实验过程如下：

①将天平放在水平实验台上，把游码拨到标尺左端的零刻度线处，观察到指针偏向分度

盘的左侧，向右调节平衡螺母，直至天平平衡。用烧杯和天平测量出质量相等的水

和酒精，分别装入两个烧瓶里。

②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实

验过程中应保证酒精的温度低于沸点。

③根据表中数据可得酒精的比热容为2.4X103J/（kg-r）o

液体加热时间/S质量/g初始温度/C末态温度/℃比热容/J(kg・'C)

水4206020324.2X103

酒精420602041

（6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图乙所示方案。

【答案】（I）甲；（2）不同，相同，相同；（3）煤油：（4）相同；（5）①平衡螺母；②

沸点；③2.4X103；（6）乙。

【解答】解：（1）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应控

制电流大小和通电时间相等，图甲控制通过两个电阻的电流和通电时间相同，图乙控制

两个电阻两端的电压和通电时间相同，由此可知，应选图甲所示的方案来进行实验；

（2）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应只改变导体电阻

的大小，控制烧瓶内液体种类和质量相同；

（3）根据Q^=cmAt可知，液体吸收的热量和质量一定时，液体的比热容越小，升温

越快，可以节省实验时间：

（4）测定酒精的比热容，根据Q泊粘般=Q木咪，由Q«8=cmAtuJ知，计算出酒精的比热

容，使酒精和水在相同的时间内吸收的热量相同，则加热器要相同：

（5）①调节天平时，指针偏向分度盘的左侧，可知天平左侧较重，因此平衡螺母向右调

节；

②在实验过程中，要保证酒精的温度低于沸点；

③用相同的电阻丝，加热相同时间，酒精和水吸收的热量相同，即Q酒箱吸=Q水吸，

由Q@k=cmAt可得：c酒精m（t酒精-to）=c水m（t*-to）>

代入数据得：c酒精X（41℃-20℃）=4.2X103J/（kg«℃）X（32℃-20℃）,

3

解得：cm=2.4X10J/（kg«℃）；

（6）由表中数据可计算出水吸收的热量为：Q棚=c，xm（t水-to）=4.2X103J/（kg«℃）

X0.06X（32℃-20℃）=3024J,若用甲方案，两电阻串联，5Q或10Q的电阻丝放出的

热量为：Q，"=U-）2Rt=（不用k）2x5QX420s=1260J，或Q中2=378J：

R总2X5&2

若用乙方案，两电阻并联，5Q或10。的电阻丝放出的热量为：Q甲i=!Lt=

RX

勺胃一X420S=3024J，或Q乙2=15I2J；

可见，实验过程中选用了乙方案，且选用的是两根5Q的电阻丝并联使用。

故答案为：（1）甲；（2）不同，相同，相同；（3）煤油；（4）相同；（5）①平衡螺母；

②沸点；③2.4X103；（6）乙。

2.（2021•兰州）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用

了如下电路。

（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的3

油（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察两支温度计水数变化来比较电流通

过导体产生热量的多少；

（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量

与电阻的关系:

（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两

电流表示数不同（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与

电流的关系。

【答案】（1）煤油；两支温度计示数变化；（2）电阻；（3）不同；电流。

【解答】解：（1）根据Q®=cmAl知，只有两个烧瓶中装入初温度和质量均相同的煤

油时，才能通过煤油的温度变化量来反映电流产生热量的多少；

若将烧瓶中装有水，则由Q=cmAt可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量

时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显，故为了实验效

果明显，应选用质量相同的煤油而不用水；

实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少，这用到了转换法；

（2）如图甲所示，两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，改变电阻，可以探

究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；

（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，控制电阻和通电时间相

同，通过调节滑动变阻器改变电路的电流，观察同一只烧瓶中煤油升高的温度计的示数

变化，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。

故答案为：（1）煤油；两支温度计示数变化；（2）电阻；（3）不同；电流.

3.（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简

称电热)与通电时间、电流、电阻的关系”。

所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于B(A/B)端。

(a)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为0.5A,通电5分钟、温

度计的示数升高了5℃。

(b)保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。

(a)、(b)对比可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过

电阻产生的热量越多。

(c)向A端移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为1A,通电10分钟、温度

计的示数升高了33℃,(b)、(c)对比可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流

越大，电流通过电阻产生的热量越多。

(d)实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反

映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量。

(2)为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥

形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流

表无示数，电路故障是R2断路，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表

示数如图丙所示，则电压表示数为8V,电流表示数为0.5A,R2阻值为16

一段时间后，观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。

(3)请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电

炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻。(选填：“大于”、

“等于”、“小于”)

【答案】(1)B；(b)在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生

的热量越多；(c)A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生

的热量越多；(d)实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量

的多少，无法精确测量电阻产生的热量；(2)R2断路；8；0.5；16；R2；(3)等于；大

于。

【解答】解：(1)滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应

置于阻值最大处，故位于B端；

(b)两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，(b)中温度计升高的示数较

大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电

时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；

(c)(c)实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器

接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；

(b)、(c)两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，(c)中电流大于(b)中电流，且

温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电

阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；

(d)实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电

流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；

(2)开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路

中有断路的地方，电路故障是R2断路；

从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压

表测量R2两端的电压。

电压表选择大量程，分度值为0.5V,示数为8V,电流表选择小量程，分度值为0.02A,

示数为0.5A；

根据欧姆定律可知R2的阻值区2="=金-=16。；

I0.5A

已知RI=10D<R2,根据Q=12Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到

电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；

(3)电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电

阻，根据Q=I?Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉

工作时.，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。

故答案为：（1）B：（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产

生的热量越多：（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产

生的热量越多：（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热

量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；

大于。

4.（2021•安顺）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提

出了下列猜想：

A.与通电时间有关B.与电阻大小有关

C.与电压大小有关D.与电流大小有关

实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。

请回答下列问题：

（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻

丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：

①电阻丝产生的热量通过热传递的方式传递给火柴头:

②电阻丝产生的热量与通电时间有关（选填“有关”或“无关”）；

（2）探究猜想B时，如图所示，将ion和20。的电阻丝串联接入电路，把两根相同的

火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；

①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产

生的热量多？能（选填“能"或"不能”）;

②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电

压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行？C（填字母序号）

A.20Q30QB.15Q15QC.5Q25。

（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：

串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的

结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计？

不能。请你说明理由两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，电流也不同，不能

控制电流相同，所以不能。

火柴1

■

【答案】（1）①热传递；②有关；（2）①能；②C：（3）不能；两电阻并联时，电压

相同，由于电阻不同，电流也不同，不能控制电流相同，所以不能。

【解答】解：（1）①火柴头与电阻丝接触，闭合开关一段时间后火柴头燃烧，火柴头获

得了能量，是电阻丝通过热传递的方式传递给火柴头的。

②火柴头与电阻丝接触，闭合开关过一段时间后火柴头才燃烧，说明电阻丝产生的热量

与通电时间有关。

（2）①相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，说明这根电阻丝在相同时间内产生

的热量较多。

②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧，说明两根电阻丝

产生的热量都不够多，可以换用电阻对比更明显些的电阻丝来进行实验对比，故C符合

题意。

（3）改变两电阻丝的连接方式即将两电阻丝并联，这样虽然控制了两电阻丝两端电压相

同，根据1=卫可知通过两电阻丝的电流不一定相同，故没有能控制流过电阻丝的电流相

R

同。

故答案为：（1）①热传递；②有关；（2）①能；②C；（3）不能；两电阻并联时，电

压相同，由于电阻不同，电流也不同，不能控制电流相同，所以不能。

5.（2021•绥化）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部

分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。

（1）实验中通过观察液面的高度差的变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验

中，也运用了这种实验方法的是①（填序号）。

①探究物体的动能跟哪些因素有关

②探究杠杆的平衡条件

（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所

示,表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大,产生的热量越多。

（3）图中U形管不是（选填“是”或“不是”）连通器,乙图中R3与R2并联，目

的是使通过Ri与R2的电流不同。

（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小

组的实验现象都不同，经检查气密性良好。请你分析实验现象不同的原因：电阻R3断

路。

【答案】（1）液面的高度差；①；（2）电阻；（3）不是；电流；（4）电阻Ra断路。

【解答】解：（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通

过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少；

①探究物体的动能跟哪些因素有关时物体动能的大小通过木块被推动的距离来反映，这

用到了转换法，故①符合题意；

②探究杠杆的平衡条件多次实验找普遍规律，没有采用转换法，故②不符合题意：

（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧

电阻大产生的热量多，故可以得出在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的

热量越多；

（3）由图知，U形管内注入适量红墨水，有一端开口，另一端上端不开口，下端连通，

所以不属于连通器：

图乙装置中，R1=R2=R3,其中R3与R2并联，根据并联电路的电流关系可知，通过这

两个电阻的电流是不同的，故目的是使通过Ri和R2的电流不相等；

（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右

两侧产生的热量相同，因为RI=R2,且RI和R2产生的热量相同，说明R3中没有电流，

故可能电阻R3断路了。

故答案为：（1）液面的高度差；①；（2）电阻：（3）不是；电流；（4）电阻R3断路。

6.（2021秋•讷河市期末）某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多

少与什么因素有关。他们用的实验器材如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，

U形管中的液面最初是相平的，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

（1）请用笔画线代替导线，把图甲两个容器内的电阻丝接到电路中。

R,

⑵连接好如图甲所示的电路，闭合开关，通电一段时间后，右（选填“左''或"右”）

侧U形管中液面高度差大，此实验现象表明，在电流和通电时间相同的情况下，电阻

越大，产生的热量越多。利用U形管中液面高度差来判断电流产生热量的多少，利用的

实验方法是转换法。

（3）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个阻值相同的电阻

和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）。此装置是为了探究电流通过导体产生热量的多

少与电流大小的关系。图中R3的作用是分流。通电后，Ri中的电流Ii与R?

中的电流12的定量关系是11=212,观察U形管中液面高度的变化，由此可得出的

结论是：在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。

【答案】（1）如图；（2）右；电阻；转换法；（3）电流大小；分流；Ii=2b;在电阻和

时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。

【解答】解：（1）电流通过导体时产生热量的多少与电流大小、电阻大小和通电时间有

关，从图甲中可知两电阻的阻值不同，根据控制变量法可知此实验研究电流通过导体时

产生热量的多少与电阻大小的关系，故应将两电阻丝串联接入电路，与电源、开关、滑

动变阻器组成串联电路。如图：

（2）连接好如图甲所示的电路，闭合开关，右侧电阻的阻值较大，根据Q=I?Rt可知通

电一段时间后，右侧的10Q的电阻产生的热量较多，根据转换法可知右侧U形管中液面

高度差大，此实验现象表明，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量

越多。利用U形管中液面高度差来判断电流产生热量的多少,利用的实验方法是转换法；

（3）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个阻值相同的电阻

和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）。两