2020-2021學(xué)年度蘇科版九年級物理上冊期末綜合復(fù)習(xí)-15章電功和電熱(電熱實驗)

word版初中物理word版初中物理/word版初中物理15章電功和電熱（電熱實驗）1．小明用圖中的裝置“探究影響電流產(chǎn)生的熱量的因素”a、b、c、d四個密閉容器中裝有等量的空氣，分別將導(dǎo)線1、2和3、4接到電源兩端。請回答下列問題：（1）在圖甲中，這個裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與_____的關(guān)系。通電一段時間，容器_____中電流產(chǎn)生的熱量較多（選填“a”或“b”）。（2）該實驗是通過觀察U型管中液面_____的變化，來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量多少，這應(yīng)用的主要物理方法是_____（填字母）A．等效替代B．放大法C．轉(zhuǎn)換法D．控制變量法（3）圖乙是探究電流產(chǎn)生的熱量和某因素的關(guān)系的實驗裝置，該探究中得到的結(jié)論：_____。2．為了驗證“通過電熱絲電流大小和通電時間相同的情況下，電熱絲的電阻值越大，其產(chǎn)生的熱量越多”的猜想，現(xiàn)有以下滿足實驗要求的器材：電源、滑動變阻器和開關(guān)各一個，電流表和停表各一塊，導(dǎo)線若干，以及如圖所示的三個完全相同的保溫?zé)?。燒瓶?nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，以及完全相同的溫度計和阻值不同的電熱絲，其中三個電熱絲的電阻值大小關(guān)系為R1＜R2＜R3，它們的電阻值均不隨溫度發(fā)生變化。請利用上述實驗器材，設(shè)計一個實驗證明：“通過電熱絲電流大小和通電時間相同的情況下，電熱絲的電阻值越大，其產(chǎn)生的熱量越多”。實驗設(shè)計中可用煤油升高的溫度ΔT的大小表示電流通過電熱絲R產(chǎn)生熱量的多少。請畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。（1）畫出實驗電路圖；（2）寫出實驗步驟；（3）畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。3．小南用如圖所示的實驗裝置分別探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻電流的關(guān)系”．（1）兩根電阻絲采用串聯(lián)的連接方式，其目的是為了控制______和通電時間相等；（2）為了便于比較兩電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，A、B兩瓶中要裝入初溫和_____相等的煤油．閉合開關(guān)一段時間后，通過觀察______來判斷電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系；（3）實驗中選用煤油而不用水的原因之一是因為煤油的比熱容較______，吸熱相同時，溫度升的高，實驗現(xiàn)象明顯；（4）本實驗中的探究方法有_____________（寫出一個即可）．4．小明在探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)”時，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，兩個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油、完全相同的溫度計和阻值不等的電阻絲，已知R1＞R2．實驗桌上還有滿足實驗要求的電源、滑動變阻器、電流表和開關(guān)各一個．（1）實驗中應(yīng)通過比較_____的大小，來比較電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量的多少．（2）閉合開關(guān)后，通過兩段電阻絲的_______和______是相等的；通電一段時間后，可以觀察到_____瓶中溫度計的示數(shù)較高．（填：“甲”或“乙”）（3）該實驗可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是否與______有關(guān)．5．小華想探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻大小是否有關(guān)”．實驗桌上有三個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量和初溫都相同的煤油、完全相同的溫度計，其中兩個燒瓶內(nèi)分別裝有阻值為5Ω的電阻絲，第三個燒瓶內(nèi)裝有阻值為10Ω的電阻絲．實驗桌上還有滿足實驗要求的電源、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線若干．小華選取合適的器材，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置．（1）實驗中需要控制的變量是__________和__________．（2）其中甲燒瓶中裝有5Ω的電阻絲，乙燒瓶中的電阻絲阻值應(yīng)為__________Ω．（選填“5Ω”或“10Ω”）（3）實驗中是通過比較__________來判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少．（4）學(xué)習(xí)了本部分內(nèi)容后，小華上網(wǎng)查找資料發(fā)現(xiàn)了如下應(yīng)用：為避免因線路結(jié)冰而倒桿斷線，提高電網(wǎng)對極端氣候、重大自然災(zāi)害的抵御能力，國家電網(wǎng)公司2008年重點科技減災(zāi)防災(zāi)項目——直流熔冰裝置研制成功．該裝置需要1至2萬千瓦的功率，最大熔冰電流可達(dá)6000安，最長熔冰距離可達(dá)200公里．位于某電網(wǎng)線路上相距幾十公里的A、B兩地之間輸電線路和固定在B地的熔冰裝置如圖所示．熔冰裝置上的“+”、“-”是兩個接線端子．（進(jìn)行熔冰時輸電線上的高壓交流電已切斷）①該熔冰裝置的工作原理是利用電流的________效應(yīng)，在熔冰過程中能量的轉(zhuǎn)化是將電能轉(zhuǎn)化為___．（選填“內(nèi)能”或“機械能”）②若要對A、B兩地之間的“2”和“3”兩根輸電線進(jìn)行熔冰，如何操作才是切實可行的（____）A．分別將“2”和“3”兩根輸電線單獨接在電源“+”、“-”兩個接線端子上B．將“2”和“3”兩根輸電線并聯(lián)后接在電源“+”、“-”兩個接線端子上C．將“2”和“3”兩根輸電線串聯(lián)后接在電源“+”、“-”兩個接線端子上6．某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實驗器材如圖所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。（1）透明容器中密封一定量的空氣的優(yōu)點是_______________；實驗中通過觀察U型管液面高度的變化，可以比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫______________。（2）圖甲中將兩段阻值不同的電阻絲_________（填電路連接方式），是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與________的大小的關(guān)系，這種研究方法叫_____________法。（3）將圖甲閉合開關(guān)，通電一段時間后，_______（填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度變化大；通電一段時間后，若發(fā)現(xiàn)圖甲中的U型管的液面高度幾乎不變，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是________。（4）讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)（如圖乙所示），圖乙中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻，它的作用是_________．移走圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個實驗。此時通過兩容器中電阻的電流不同，在通電時間相同的情況下，觀察U形管中液面高度變化，由此得到的結(jié)論是______。7．用如圖所示的裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”．相同燒瓶內(nèi)裝滿了煤油，且R1=R2．(1)燒瓶中裝入的煤油是________(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)．(2)請根據(jù)實物電路，在虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖_______．(3)實驗中，電流產(chǎn)生的熱量無法直接測量，而是利用煤油高度變化量來表示，這種物理學(xué)研究方法叫做_________法．在以下三個實例中，沒采用此方法的是________：①借助電動機提升重物的高度判斷電流做功多少；②借助水壓學(xué)習(xí)電壓；③借助驗電器兩金屬箔片張開角度判斷物體帶電多少．（請選填序號）(4)通電一段時間后，乙燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大．說明____________________．(5)小紅用如圖所示的裝置，進(jìn)一步探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”．經(jīng)多次實驗測量，收集實驗數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流I的關(guān)系圖象．根據(jù)焦耳定律可知，如圖中能正確反映h-I關(guān)系的是__________．（拓展）用Q=I2Rt可以計算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量，能用Q=UIt計算任何用電器產(chǎn)生的熱量嗎？請用實例說明原因．______________________________________8．為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān),王軍設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩種裝置,他將兩根阻值不同的電阻絲(R1<R2)分別密封在兩個完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實驗電源電壓相同．(1)實驗中通過___的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少．像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫___.(2)甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與___的關(guān)系．(3)在裝置甲、乙的兩次實驗中，通過比較相同時間里氣球B與D的變化情況，可探究電流產(chǎn)生的熱量與___的關(guān)系．(4)另一組同學(xué)設(shè)計了如圖丙所示裝置．比較甲、乙和丙圖所示的兩種不同的實驗裝置，你認(rèn)為較好的裝置是___，理由是：___.9．小明猜想導(dǎo)體的電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越多．為了驗證猜想，他準(zhǔn)備好三個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，并將三段阻值不同的電阻絲（RA＜RB＜RC）浸沒在煤油中，再用帶有規(guī)格完全相同的溫度計的橡膠塞封住瓶口，如圖甲所示．然后他將電源、開關(guān)、電流表、滑動變阻器、如圖甲中的燒瓶①用導(dǎo)線連成如圖乙所示的電路．接下來小明進(jìn)行了如下操作：a．閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片到適當(dāng)位置，電流表的示數(shù)為I，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)．b．?dāng)嚅_開關(guān)，用燒瓶②替換下燒瓶①，閉合開關(guān)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)．c．?dāng)嚅_開關(guān)，用燒瓶③替換下燒瓶②，閉合開關(guān)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)．請你分析并回答下列問題：（1）在小明計劃探究的實驗中，自變量是_____；（2）小華認(rèn)為小明的實驗操作不能驗證他的猜想，其理由是：①_____；②_____．10．小明和小紅想利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．溫度計顯示煤油的溫度．（1）這兩個燒瓶中所盛煤油的質(zhì)量應(yīng)該________．（2）小紅問小明“水比較容易獲得，干嘛不用水代替煤油”．對于這個問題，小明與他的同學(xué)給出了下列四種答案，你認(rèn)為合理的是_______A．因為煤油有顏色便于觀察B．因為煤油有比較大的熱值C．因為煤油有比較小的密度D．因為煤油有比較小的比熱容（3）實驗中，小明和小紅發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計的示數(shù)升高的快．這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越________，產(chǎn)生的熱量越多．11．為研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系，小明找來了如圖14所示的實驗器材，其中A、B兩個相同的瓶內(nèi)分別裝有質(zhì)量和初溫都相等的煤油，將選擇好的銅絲和鎳鉻合金絲浸沒在煤油中，兩根溫度計分別測量兩瓶中煤油的溫度．（1）實驗中，通過比較兩瓶中煤油來比較電阻絲發(fā)熱量的多少；（2）實驗時，將銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)接入電路中，這是為了控制相同；（3）給圖中的裝置通電一段時間后，切斷電源．根據(jù)銅絲和鎳鉻合金絲的大小以及觀察到的，可得通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系．（4）如在A、B兩個相同的瓶內(nèi)分別裝有質(zhì)量和初溫都相等的煤油和酒精，（選填“能”或“不能”）完成以上實驗，你判斷的依據(jù)是．12．甲同學(xué)在用電爐燒水時發(fā)現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱．甲同學(xué)猜想“電阻越大，發(fā)熱功率越大”．而乙同學(xué)在用電爐燒水時發(fā)現(xiàn)，將兩個電阻不同的電爐分別接到家庭電路中時，電阻小的電爐燒水快些，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多些．乙同學(xué)猜想“電阻越小，發(fā)熱功率越大”．現(xiàn)有鎳鉻合金絲做的電阻R1和R2，阻值分別為5和10，兩個相同的容器中裝入質(zhì)量和溫度都相同的煤油，另有溫度計、電池組、開關(guān)、導(dǎo)線、變阻器等實驗器材．(1)為了驗證甲同學(xué)的猜想，請利用以上器材設(shè)計實驗，用筆畫線代替導(dǎo)線連接好圖甲的電路．(2)下表是驗證甲同學(xué)的猜想時實驗得到的數(shù)據(jù)：加熱時間／min081624裝有R1容器中煤油的溫度／℃20.021.623.224.7裝有R2容器中煤油的溫度／℃20.023.126.028.9從上述實驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)熱功率與電阻的關(guān)系是_______________________．(3)電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測量．因此，在這個實驗中是通過比較________來比較電阻R1、R2產(chǎn)生熱量的多少．(4)為驗證乙同學(xué)的猜想，請在圖乙的方框中畫出實驗電路圖．(5)甲同學(xué)與乙同學(xué)觀察到的現(xiàn)象似乎有矛盾，請加以分析．原因：______________________________________________________．13．張姍姍同學(xué)為了探究電流通過電阻做的功與通過該電阻的電流平方成正比，選擇了以下器材：符合實驗要求的電流表、電壓表各一塊、阻值不同的定值電阻、滑動變阻器一個、電源、開關(guān)秒表各一個、導(dǎo)線若干。（1）請你利用以上器材幫助設(shè)計實驗電路，在虛框中畫出實驗電路圖。（2）寫出簡單實驗步驟。（3）設(shè)計實驗記錄表格14．用如圖所示的實驗裝置探究“電流相同時，通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”（圖中甲、乙是完全相同的密閉容器，實驗前，A、B兩“U”形管內(nèi)液面是相平的）．（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．（2）電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過觀察“U”形管中液面的來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化．通過對比觀察，你認(rèn)為（選填“甲”或“乙”）容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多．由此可知：在電流相同、通電時間相同的情況下，越大，電流產(chǎn)生的熱量越多．（3）當(dāng)密閉容器中的空氣溫度升高時，空氣的內(nèi)能將會（選填“變大”或“變小”或“不變”）．（4）根據(jù)你得出的結(jié)論，簡要解釋：電爐工作時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這是為什么？15．小明研究某家用電熱器的工作原理時發(fā)現(xiàn)，該電熱器由阻值可調(diào)的加熱體和指示燈并聯(lián)組成．小浩用小燈泡L和滑動變阻器R組成實驗電路如圖所示．下表是小浩測到的實驗數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可知電路消耗的總電功率P總和滑動變阻器R消耗功率P熱的關(guān)系式是．U/V3333333I1/A0.60.70.911.11.21.3I2/A0.80.91.11.21.31.41.5P熱/W1.82.12.733.33.63.9P總/W2.42.73.33.63.94.24.5答案1．電阻b高度差C在電阻與通電時間相同時，通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多2．（1）如圖所示：（2）實驗步驟：①將電壓表、電流表調(diào)零，斷開開關(guān)，按電路圖將裝置甲、滑動變阻器、電流表等串聯(lián)接入電路中，將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大的位置。②閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到適當(dāng)位置，用電流表測量通過電阻絲的電流I，按下停表開始計時的同時觀察并記錄裝置甲中溫度計的示數(shù)t0，將電阻絲阻值R、t0的數(shù)據(jù)記錄在表格中。通電3min，停止計時的同時觀察并記錄溫度計的示數(shù)t，斷開開關(guān)S。③分別用裝置乙和裝置丙替換電路中的裝置甲，仿照步驟②再做2次實驗。每次閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電流表示數(shù)仍為I，按下停表開始計時的同時觀察并記錄裝置中溫度計的示數(shù)t0，將電阻絲阻值R、t0的數(shù)據(jù)記錄在表格中。通電3min，停止計時的同時觀察并記錄溫度計的示數(shù)t，斷開開關(guān)S。④利用Δt=t-t0計算出每次實驗中煤油升高的溫度，并將Δt的數(shù)據(jù)記錄在表格中。（3）實驗數(shù)據(jù)記錄表：R/Ωt0/℃t/℃Δt/℃3．電流質(zhì)量溫度計示數(shù)小轉(zhuǎn)換法（或控制變量法）4．溫度計示數(shù)電流通電時間甲電阻5．通過電阻絲的電流電阻絲的通電時間10溫度計示數(shù)的變化量熱內(nèi)能C6．空氣受熱容易膨脹，便于實驗觀察轉(zhuǎn)換法串聯(lián)電阻控制變量右空氣盒氣