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第6章 第6.3节 焦耳定律
课时作业
一、选择题（共7题）
1．如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置，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，将容器中的电阻丝R 、R 串联在电路中，且R A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R 的电流大于R 的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，采用了类比法
2．如图所示为“探究焦耳定律”的实验装置，下列说法正确的是（　　）
A．探究“通电导体产生热量的多少与导体电阻的关系”时，应选用装置乙
B．甲装置中闭合开关后，通过R 的电流小于R 中的电流
C．乙装置中闭合开关后，R 所连U形管中的液面上升得快
D．乙装置中，将容器外的电阻R 与R 并联，可以使通过R 的电流小于R 中的电流
3．如图所示为探究焦耳定律的实验装置，下列说法中正确的是（　　）
A．通过R 和R 的电流相等
B．该实验装置可用来探究电热与电阻的关系
C．通电相同时间，左侧U形管中液面高度差较大
D．通电相同时间，R 、R 产生的热量之比为1∶4
4．如图所示为“探究焦耳定律”的实验装置。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。将容器中的电阻丝R 、R 串联在电路中，且R >R ，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关后，通过R 的电流小于R 的电流
B．闭合开关后，甲管中液面上升比乙管快
C．该实验装置用于探究电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系
D．该实验用U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化的方法是类比法
5．如图为“探究焦耳定律”的实验装置。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。将容器中的电阻丝R 、R 串联在电路中，且R >R 。下列说法错误的是（　　）
A．闭合开关前，应先检查透明容器的气密性是否良好
B．该实验装置可以探究电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系
C．该实验不能探究电流产生的热量与电流的关系
D．在研究方法上该实验用到了转换法和控制变量法
6．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。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。说法不正确的是（　　）
A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
7．如图甲、乙所示是电流热效应实验示意图，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，下列说法不正确的是（　　）
A．甲图实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系
B．甲图中右侧电阻中电流较小
C．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4:1
二、填空题（共4题）
8．如图是焦耳定律的实验装置，其中R =5Ω，R =R =10Ω。只闭合S 可以探究电流产生热量与______的关系，若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R 产生的热量为______J。闭合S 和S ，通过R 的电流是R 的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明______（填“电流”或“电阻”）对产生热量多少影响更大。
9．学完焦耳定律后，老师带领同学们感受电热与电阻的关系。如图所示，将锡纸条的中间剪掉一些，导致锡纸宽窄不同处电阻不同。其中AB、CD长度相等，直接将锡纸接在电池两极，发现锡纸中间窄的地方先冒烟。
（1）实验中，锡纸______（选填“AB”或“CD”）段先冒烟，原因是该段电阻______（选填“较大”或“较小”），相同时间内产生的热量较多。
（2）该实验说明：在电流和通电时间一定时，导体电阻越______，产生的热量越多。
10．如图甲和乙是研究“焦耳定律”的实验装置，通电后，比较电阻丝产生热量的多少。甲是探究电热与______关系的实验装置；乙是探究电热与______关系的实验装置。
11．如图是焦耳定律的实验装置，其中R =5Ω，R =R =10Ω。只闭合S 可以探究电流产生热量与______的关系。闭合S 和S ，通过R 的电流是R 的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明______（填“电流”或“电阻”）对产生热量多少影响更大。
参考答案与解析
1．【答案】C
【解析】A．两电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，电阻不同，该装置用于探究“电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系”，A错误；B．串联电路中电流处处相等，通过R 的电流等于R 的电流，B错误；C．R 2．【答案】D
【解析】A．探究通电导体产生热量的多少与导体电阻的关系，应控制电流和通电时间相同、电阻不同，甲装置中两电阻串联满足条件，应选用装置甲，A错误；B．甲装置中两电阻串联，通过R 和R 的电流相等，B错误；C．乙装置中R 与R 并联后再与R 串联，通过R 的电流小于通过R 的电流，通电相同时间R 产生的热量少，R 所连U形管中的液面上升得慢，C错误；D．乙装置中R 与R 并联，通过R 的电流为通过R 电流的一半，即通过R 的电流小于R 中的电流，D正确。故选D。
3．【答案】C
【解析】AB．左右两容器中两电阻阻值相同，右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，由串联电路电流特点和并联电路电流特点可知，通过两电阻的电流不同，通过左侧电阻的电流大于通过右侧电阻的电流，所以该实验可探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，A、B错误；CD．由并联电路电流规律可知，通过电阻R 、R 的电流之比为2:1，由Q=I Rt得，通电相同时间R 、R 产生的热量之比为4:1，左侧产生的热量多，左侧U形管中液面高度差较大，D错误，C正确。故选C。
4．【答案】B
【解析】A．两电阻丝串联，通过R 的电流等于R 的电流，A错误；B．R >R ，电流和通电时间相同，由Q=I Rt知R 产生的热量多，甲管中液面上升比乙管快，B正确；C．该实验装置用于探究“电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系”，不是“电压和通电时间一定”，C错误；D．用U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，采用的是转换法，不是类比法，D错误。故选B。
5．【答案】C
【解析】A．闭合开关前需要检查透明容器的气密性是否良好，否则容器内的空气泄漏会导致U形管液面变化不明显，影响实验结果，A正确，不符合题意；B．两个电阻丝串联，通电时间和电流相同，且R >R ，符合控制变量法的要求，可以探究电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系，B正确，不符合题意；C．该实验可以通过调节滑动变阻器来改变电路中的电流，控制通电时间相同，观察同一容器U形管两侧液面高度差的变化来探究电流产生的热量与电流的关系，故“该实验不能探究电流产生的热量与电流的关系”说法错误，C符合题意；D．实验通过观察U形管两侧液面高度差的变化反映电流产生热量的多少，采用转换法；电热的多少与电流、电阻、通电时间都有关系，采用控制变量法，D正确，不符合题意。故选C。
6．【答案】B
【解析】A．甲实验中，两电阻丝串联，电流和通电时间相同、电阻不同，根据控制变量法，是为了研究电流产生的热量与电阻的关系，A正确；B．由Q=I Rt知，电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多，甲实验中右侧电阻大，右侧产生的热量更多，不是左侧，B错误，符合题意；C．乙实验中，右侧两个5Ω电阻并联后与左侧5Ω电阻串联，左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过的电流不同，研究电流产生的热量与电流的关系，C正确；D．乙实验中，通过左侧电阻丝的电流大于通过右侧容器内电阻丝的电流，由Q=I Rt知左侧产生的热量多，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小，D正确。故选B。
7．【答案】B
【解析】A．甲图中两个电阻丝串联，电流和通电时间相同，只有电阻不同，是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，A正确；B．甲图中两个电阻丝串联，根据串联电路的特点，通过两电阻丝的电流相等，右侧电阻中电流与左侧一样大，B错误，符合题意；C．乙图中左侧5Ω电阻丝直接接入电路，右侧5Ω电阻丝与另一个5Ω电阻丝并联后再接入电路，通过左侧电阻丝的电流大于通过右侧容器内电阻丝的电流，电阻和通电时间相同，是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，C正确；D．乙图中，设左侧电阻丝的电流为2I，右侧两个5Ω电阻丝并联，通过右侧容器内电阻丝的电流为I，电阻R和通电时间相同，由Q=I Rt得Q左:Q右=(2I) Rt:I Rt=4:1，D正确。故选B。
8．【答案】电阻；30；电流
【解析】(1)只闭合S 时，R 和R 串联，串联电路中电流处处相等、通电时间相同，R =5Ω、R =10Ω电阻不同，根据控制变量法，探究的是电流产生热量与电阻的关系。(2)通电10min电阻R 产生的热量Q=I R t=(0.1A) ×5Ω×600s=30J。(3)闭合S 和S 时，通过R 的电流是R 的2倍，而R 的阻值也是R 的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，说明电流的变化对产生热量多少的影响比电阻的变化更明显，即电流对产生热量多少影响更大。
9．【答案】AB；较大；大
【解析】锡纸条中间剪掉一些后，AB段比CD段窄，材料、长度相同时，横截面积越小电阻越大，AB段电阻较大。将锡纸接在电池两极，锡纸各段串联，电流和通电时间相同，由焦耳定律Q=I Rt知AB段产生的热量多，先冒烟。实验说明在电流和通电时间一定时，导体电阻越大，产生的热量越多。
10．【答案】电阻；电流
【解析】(1)甲装置中，将容器中的电阻丝串联接到电源两端，通过它们的电流和通电时间相同，电阻不同，探究的是电流产生的热量与电阻的关系。(2)乙装置中，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，再与左侧电阻丝串联，左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过的电流不同，探究的是电流产生的热量与电流的关系。
11．【答案】电阻；电流
【解析】(1)只闭合S 时，R 和R 串联，串联电路中电流处处相等、通电时间相同，R =5Ω、R =10Ω电阻不同，根据控制变量法，探究的是电流产生热量与电阻的关系。(2)闭合S 和S 时，R 与R 并联后再与R 串联，R =R =10Ω，通过R 的电流是R 的2倍，而R 的阻值也是R 的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，说明电流的变化对产生热量多少的影响比电阻的变化更明显，即电流对产生热量多少影响更大。

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