2020-2021学年度苏科版九年级物理上册期末综合复习-15章电功和电热(电热实验)

word版初中物理word版初中物理/word版初中物理15章电功和电热（电热实验）1．小明用图中的装置“探究影响电流产生的热量的因素”a、b、c、d四个密闭容器中装有等量的空气，分别将导线1、2和3、4接到电源两端。请回答下列问题：（1）在图甲中，这个装置可探究电流产生的热量与_____的关系。通电一段时间，容器_____中电流产生的热量较多（选填“a”或“b”）。（2）该实验是通过观察U型管中液面_____的变化，来比较电流通过电阻丝产生的热量多少，这应用的主要物理方法是_____（填字母）A．等效替代B．放大法C．转换法D．控制变量法（3）图乙是探究电流产生的热量和某因素的关系的实验装置，该探究中得到的结论：_____。2．为了验证“通过电热丝电流大小和通电时间相同的情况下，电热丝的电阻值越大，其产生的热量越多”的猜想，现有以下满足实验要求的器材：电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干，以及如图所示的三个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，以及完全相同的温度计和阻值不同的电热丝，其中三个电热丝的电阻值大小关系为R1＜R2＜R3，它们的电阻值均不随温度发生变化。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“通过电热丝电流大小和通电时间相同的情况下，电热丝的电阻值越大，其产生的热量越多”。实验设计中可用煤油升高的温度ΔT的大小表示电流通过电热丝R产生热量的多少。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。（1）画出实验电路图；（2）写出实验步骤；（3）画出实验数据记录表格。3．小南用如图所示的实验装置分别探究“电流通过导体产生的热量与电阻电流的关系”．（1）两根电阻丝采用串联的连接方式，其目的是为了控制______和通电时间相等；（2）为了便于比较两电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B两瓶中要装入初温和_____相等的煤油．闭合开关一段时间后，通过观察______来判断电流的热效应跟电阻大小的关系；（3）实验中选用煤油而不用水的原因之一是因为煤油的比热容较______，吸热相同时，温度升的高，实验现象明显；（4）本实验中的探究方法有_____________（写出一个即可）．4．小明在探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”时，设计了如图所示的实验装置，两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计和阻值不等的电阻丝，已知R1＞R2．实验桌上还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表和开关各一个．（1）实验中应通过比较_____的大小，来比较电流通过导体时产生的热量的多少．（2）闭合开关后，通过两段电阻丝的_______和______是相等的；通电一段时间后，可以观察到_____瓶中温度计的示数较高．（填：“甲”或“乙”）（3）该实验可探究电流通过导体产生的热量是否与______有关．5．小华想探究“电流通过导体产生的热量跟电阻大小是否有关”．实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量和初温都相同的煤油、完全相同的温度计，其中两个烧瓶内分别装有阻值为5Ω的电阻丝，第三个烧瓶内装有阻值为10Ω的电阻丝．实验桌上还有满足实验要求的电源、开关、滑动变阻器和导线若干．小华选取合适的器材，设计了如图所示的实验装置．（1）实验中需要控制的变量是__________和__________．（2）其中甲烧瓶中装有5Ω的电阻丝，乙烧瓶中的电阻丝阻值应为__________Ω．（选填“5Ω”或“10Ω”）（3）实验中是通过比较__________来判断电流通过导体产生热量的多少．（4）学习了本部分内容后，小华上网查找资料发现了如下应用：为避免因线路结冰而倒杆断线，提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，国家电网公司2008年重点科技减灾防灾项目——直流熔冰装置研制成功．该装置需要1至2万千瓦的功率，最大熔冰电流可达6000安，最长熔冰距离可达200公里．位于某电网线路上相距几十公里的A、B两地之间输电线路和固定在B地的熔冰装置如图所示．熔冰装置上的“+”、“-”是两个接线端子．（进行熔冰时输电线上的高压交流电已切断）①该熔冰装置的工作原理是利用电流的________效应，在熔冰过程中能量的转化是将电能转化为___．（选填“内能”或“机械能”）②若要对A、B两地之间的“2”和“3”两根输电线进行熔冰，如何操作才是切实可行的（____）A．分别将“2”和“3”两根输电线单独接在电源“+”、“-”两个接线端子上B．将“2”和“3”两根输电线并联后接在电源“+”、“-”两个接线端子上C．将“2”和“3”两根输电线串联后接在电源“+”、“-”两个接线端子上6．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跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。（1）透明容器中密封一定量的空气的优点是_______________；实验中通过观察U型管液面高度的变化，可以比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______________。（2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝_________（填电路连接方式），是为了研究电流产生的热量与________的大小的关系，这种研究方法叫_____________法。（3）将图甲闭合开关，通电一段时间后，_______（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大；通电一段时间后，若发现图甲中的U型管的液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是________。（4）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相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示），图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是_________．移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是______。7．用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”．相同烧瓶内装满了煤油，且R1=R2．(1)烧瓶中装入的煤油是________(选填“导体”或“绝缘体”)．(2)请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图_______．(3)实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油高度变化量来表示，这种物理学研究方法叫做_________法．在以下三个实例中，没采用此方法的是________：①借助电动机提升重物的高度判断电流做功多少；②借助水压学习电压；③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少．（请选填序号）(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大．说明____________________．(5)小红用如图所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”．经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象．根据焦耳定律可知，如图中能正确反映h-I关系的是__________．（拓展）用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因．______________________________________8．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,王军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同．(1)实验中通过___的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫___.(2)甲装置可探究电流产生的热量与___的关系．(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与___的关系．(4)另一组同学设计了如图丙所示装置．比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是___，理由是：___.9．小明猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多．为了验证猜想，他准备好三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝（RA＜RB＜RC）浸没在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图甲所示．然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、如图甲中的烧瓶①用导线连成如图乙所示的电路．接下来小明进行了如下操作：a．闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为I，记录相关数据．b．断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，记录相关数据．c．断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，记录相关数据．请你分析并回答下列问题：（1）在小明计划探究的实验中，自变量是_____；（2）小华认为小明的实验操作不能验证他的猜想，其理由是：①_____；②_____．10．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．11．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14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等的煤油，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）实验中，通过比较两瓶中煤油来比较电阻丝发热量的多少；（2）实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制相同；（3）给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观察到的，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系．（4）如在A、B两个相同的瓶内分别装有质量和初温都相等的煤油和酒精，（选填“能”或“不能”）完成以上实验，你判断的依据是．12．甲同学在用电炉烧水时发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热．甲同学猜想“电阻越大，发热功率越大”．而乙同学在用电炉烧水时发现，将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水快些，相同时间内产生的热量多些．乙同学猜想“电阻越小，发热功率越大”．现有镍铬合金丝做的电阻R1和R2，阻值分别为5和10，两个相同的容器中装入质量和温度都相同的煤油，另有温度计、电池组、开关、导线、变阻器等实验器材．(1)为了验证甲同学的猜想，请利用以上器材设计实验，用笔画线代替导线连接好图甲的电路．(2)下表是验证甲同学的猜想时实验得到的数据：加热时间／min081624装有R1容器中煤油的温度／℃20.021.623.224.7装有R2容器中煤油的温度／℃20.023.126.028.9从上述实验数据分析发现，发热功率与电阻的关系是_______________________．(3)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比较________来比较电阻R1、R2产生热量的多少．(4)为验证乙同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图．(5)甲同学与乙同学观察到的现象似乎有矛盾，请加以分析．原因：______________________________________________________．13．张姗姗同学为了探究电流通过电阻做的功与通过该电阻的电流平方成正比，选择了以下器材：符合实验要求的电流表、电压表各一块、阻值不同的定值电阻、滑动变阻器一个、电源、开关秒表各一个、导线若干。（1）请你利用以上器材帮助设计实验电路，在虚框中画出实验电路图。（2）写出简单实验步骤。（3）设计实验记录表格14．用如图所示的实验装置探究“电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”（图中甲、乙是完全相同的密闭容器，实验前，A、B两“U”形管内液面是相平的）．（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．（2）电流产生的热量不易直接测量，因此，在这个实验中是通过观察“U”形管中液面的来显示甲、乙容器内空气温度的变化．通过对比观察，你认为（选填“甲”或“乙”）容器中的电阻产生的热量多．由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，越大，电流产生的热量越多．（3）当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会（选填“变大”或“变小”或“不变”）．（4）根据你得出的结论，简要解释：电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热，这是为什么？15．小明研究某家用电热器的工作原理时发现，该电热器由阻值可调的加热体和指示灯并联组成．小浩用小灯泡L和滑动变阻器R组成实验电路如图所示．下表是小浩测到的实验数据，分析数据可知电路消耗的总电功率P总和滑动变阻器R消耗功率P热的关系式是．U/V3333333I1/A0.60.70.911.11.21.3I2/A0.80.91.11.21.31.41.5P热/W1.82.12.733.33.63.9P总/W2.42.73.33.63.94.24.5答案1．电阻b高度差C在电阻与通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多2．（1）如图所示：（2）实验步骤：①将电压表、电流表调零，断开开关，按电路图将装置甲、滑动变阻器、电流表等串联接入电路中，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置。②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片到适当位置，用电流表测量通过电阻丝的电流I，按下停表开始计时的同时观察并记录装置甲中温度计的示数t0，将电阻丝阻值R、t0的数据记录在表格中。通电3min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S。③分别用装置乙和装置丙替换电路中的装置甲，仿照步骤②再做2次实验。每次闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数仍为I，按下停表开始计时的同时观察并记录装置中温度计的示数t0，将电阻丝阻值R、t0的数据记录在表格中。通电3min，停止计时的同时观察并记录温度计的示数t，断开开关S。④利用Δt=t-t0计算出每次实验中煤油升高的温度，并将Δt的数据记录在表格中。（3）实验数据记录表：R/Ωt0/℃t/℃Δt/℃3．电流质量温度计示数小转换法（或控制变量法）4．温度计示数电流通电时间甲电阻5．通过电阻丝的电流电阻丝的通电时间10温度计示数的变化量热内能C6．空气受热容易膨胀，便于实验观察转换法串联电阻控制变量右空气盒气