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,他将两段阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻
题型:不详难度:来源:
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,他将两段阻值不同的电阻丝(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)在这个实验中,电流产生的热量多少是通过 体现出来的,像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测量的方法叫“转换法”,这种方法在物理学研究中经常用到,请举一例: ; (2)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系; (3)在装置甲、乙两次实验中,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)在甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与气球 (填气球字母标号)相通的电阻丝产生热量最多; (5)教材上的实验装置如图丙所示(烧瓶与甲、乙中的相同).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: . |
答案
(1)气球膨胀的体积大小 研究声音是由振动产生的,用乒乓球的振动来显示音叉的振动(答案合理得分) (2)电阻 (3)电流(或电压) (4)C (5)甲乙 气体的热胀冷缩效果比固液态更明显,实验现象更直观,时间更短(或:丙 用温度计能较准确地测出煤油的温度变化,便于定量研究) |
解析
:(1)当电阻丝通电后,电流产生热量使煤油温度升高,从而使气球膨胀,根据气球膨胀的程度大小可知温度升高的多少; 转换法是将不易观察的现象转换成较明显的物理现象;例如: ①研究声音是由振动产生的,用乒乓球的振动来显示音叉的振动 ②研究分子运动时,用固体、液体、气体的扩散推测分子的热运动 ③用吸引大头针的多少观测磁铁的磁性强弱. (2)甲中两电阻串联,则两电阻中的电流相等,则可知热量应由电阻有关,根据气球膨胀的多少可知热量的多少,则可知热量与电阻大小的关系; (3)乙图中两电阻并联,则B、D两容器中的电流不同,而两电阻丝的电阻相同,故探究的应是热量与电流间的关系; (4)甲图中两电阻串联,则通过两电阻的电流相等,由焦耳定律可得,电阻大的电阻丝发热较多,即B中发热量要多; 乙图中两电阻并联,则电压相等,由t可得,电阻小的发热量要多,故C比D发热量要多; 而B、D电阻相等,由欧姆定律可得,B中电流小于D中电流,故D中热量要比B中热量多,故C中热量最多; (5)若选用图甲乙,理由是:气体的热胀冷缩效果比固液态更明显,实验现象更直观,时间更短. (或:选择丙,理由是:用温度计能较准确地测出煤油的温度变化,便于定量研究.)(两种答案任选一个均可,只要解释合理即可) 本题探究热量与电流及电阻的关系,要求能正确分析电路,掌握串并联电路的特点,并灵活应用焦耳定律分析解答. |
举一反三
如图14所示,是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的装置,两个烧瓶及其中煤油的质量、初温均相同,R甲>R乙. (1)电流通过导体产生的热量无法测量,本实验是通过比较 ▲ 来间接比较热量多少的. (2)实验的电路采用这种连接方式,目的是控制 ▲ 相等,从而探究电流通过导体产生的热量与 ▲ 之间的关系. (3)实验中小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,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,你认为最合理的是 ▲ .A.因为煤油有颜色便于观察 | B.因为煤油的热值较大 | C.因为煤油的密度较小 | D.因为煤油的比热容较小 |
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(8分)在“家电下乡”活动中,小明家买了一只WSJ-60型号电热壶,其铭牌标志如图所示.现将一满壶20℃的水在额定电压下烧开,已知外界气压为1标准大气压〔 c水= 4.2×103J/(kg·℃)〕.求: (1)水吸收的热量; (2)电热壶正常工作时的电阻; (3)若电热壶的效率为70%,则烧开一满壶水所需的时间; (4)小明发现用电高峰期,烧开一壶水远比上述时间要长,原因可能是什么?(计算过程写在答题纸上) |
在图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电压表V1、V2的示数之比为5:3;当开关S1闭合、S2断开时,电压表V1、V2的示数之比为3:2。在后一种情况下的全部通电时间内,电阻R1与R3产生的热量之比为
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(3分)在实验探究中,经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题.如图所示,两电阻丝串联在电路中,将其放入同样大小的烧瓶中,可以对瓶中液体加热.现有如下课题:
A.探究不同物质的吸热能力 B.探究导体电阻大小与材料是否有关 C.探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系 D.探究导体电阻大小与长度是否有关 (1)如果两瓶中电阻丝电阻大小相等,烧瓶中装着相同质量的水和煤油,则可以探究课题 ▲ .(填课题对应的字母) (2)如果烧瓶中都装着相同质量的煤油,但电阻丝电阻大小不同,则可以探究课题▲ . (填课题对应的字母) (3)在与(2)条件相同的基础上应选择 ▲ 相同,村料不同的电阻就可以探究课题B. |
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