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2021中考物理二轮考点过关：探究电流通过导体产生热量因素
考点梳理
1．焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律．
（2）公式：Q＝I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）．
（3）变形公式：Q＝t，Q＝UIt．
强化练习
1．小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，RA与RB是阻值不同的电热丝。
（1）RA与RB采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、　 　相等，实验中选用煤油而不选用水，主要是因为水的　 　比煤油大。
（2）小明同学为了比较RA与RB阻值的大小，用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小，发现UA＜UB，则RA　 　RB（＞/＜/＝）。
（3）通过实验，小明得出：在电流、通电时间相同的情况下，电阻　 　（越大/越小），产生的热量越多。支持这一结论的现象是　 　。
（4）实验中判断液体吸收热量多少的方法在下列实验　 　（A/B/A和B）中同样用到。
A.探究不同物质吸热升温现象
B.比较不同燃料完全燃烧放出的热量
（5）小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其　 　（质量/体积）相等的水，两瓶中电热丝的阻值应　 　（相等/不相等）。
2．小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，R甲＜R乙。
（1）实验中通过观察　 　来比较电流产生热量的大小；本实验中采用煤油来做实验，而不用水的原因是：　 　，　 　。
（2）甲、乙两电阻丝采用串联的连接方式，目的是为了控制时间和　 　相等；
（3）通电一段时间后，小明发现　 　（选填“甲”或“乙”）烧瓶中的温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越　 　，产生的热量越多。
3．小东用如图所示的装置“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”。他把甲、乙两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端。
（1）实验中，通过观察　 　比较电流通过导体所产生热量的多少。
（2）甲乙两容器串联的目的是控制　 　和通电时间相同。通电一段时间后，乙装置的U形管中液面的高度差较大，由此得到的实验结论是　 　。
（3）“探究电流产生热量与电流的关系”时，在不改变原电路连接的情况下，小明要添加丙装置完成实验。他已将A、E两个接线柱连接，你认为还应把F与　 　。（选填“B”“C”或“D”）两个接线柱连接。连接好电路通电后，应观察比较　 　（选填“甲和乙”或“甲和丙”或“乙和丙”）两个装置中的现象总结结论。
4．小明用如图所示的实验装置，探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”。A、B、C三个烧瓶内盛有质量相等且初温相同的同种液体，瓶内各有一根电阻丝（RA＝RB＞RC），并插入温度计。
在探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系中，自变量是　 　，应选择图乙中　 　（选填“B”或“C”）烧瓶中的电阻丝与图甲中的A烧瓶电阻丝　 　（选填“串联”或“并联”）。实验时，发现A烧瓶中温度计的示数升高较快，这表明　 　。
5．如图甲乙是探究“电流产生的热量的影响因素”的实验。
（1）实验中是通过观察　 　来比较电流产生的热量多少的，这种方法叫　 　。
（2）利用图甲可以探究电热与　 　的关系，两个电阻串联的目的是控制　 　相同，这是运用了物理学的　 　法。
（3）图乙实验中，若两电阻丝的通电时间相同，则电阻　 　产生的热量较多，实验可以得出结论：　 　。
6．小明用如图所示的电路研究电热与哪些因素有关的实验：
（1）在乙装置外并联5Ω电阻丝的作用是：使容器内两电热丝中的电流　 　（相同/不同）；
（2）该装置是研究在电阻和通电时间都相同时，探究电热与　 　的关系；
（3）通电后电阻丝发热，内能增加，这是通过　 　方式改变了它的内能。通电一会儿后乙容器外的电阻丝断了，这时会发现甲容器的U形管长管中液面升高的速度和原来比　 　（变快/变慢/不变）。
7．小明探究“电流通过导体产生的热量与电流、电阻的关系“。实验装置如图甲所示，相同烧瓶内装满了煤油。电阻为R1的电热丝1条，电阻为R2的电热丝2条，且R1＝2R2。
（1）烧瓶中装入的煤油是　 　（选填“导体“或“绝缘体“）。
（2）图甲探究的是：电流通过导体产生的热量与　 　的关系
（3）闭合开关，通电一段时间后，甲烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明：在通电时间和电流相同情况下，　 　这个电阻产生的热量越多。
（4）为了完成探究目标，他按图乙所示电路图（R0是添加的电阻）组装实验装置，操作正确。甲瓶外并联一个电阻R0的目的是　 　。通电一段时间后，发现乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明：在通电时间和电阻相同情况下，　 　这个电阻产生的热量越多。
（5）通过探究，我们知道了，电炉丝热的发红，而与它相连的导线却几乎不热的原因，是由于　 　。
8．某同学组装了如图所示的实验装置来“研究电流产生的热量与哪些因素有关“，其中甲、乙、丙为三个完全相同的容器，a、c、d电阻丝的阻值均为5Ω，b电阻丝的阻值为10Ω。
（1）甲、乙、丙容器中所装空气的质量　 　（选填“相等“或“不相等“）。
（2）若选择图中甲、乙两个密闭容器进行实验，则探究下列哪一种关系　 　。
A．电阻产生的热量与电阻的关系
B．电阻产生的热量与电流的关系
（3）a、c两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Qa：Qc＝　 　。
（4）通电时间相同时，产生热量较多的是容器　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”）中的电阻丝。
（5）若接通电路一段时间后U形管 A、B内的液面高度差都明显变大，而U形管C内的液面高度差没有变化，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是　 　。（多选）
A．a电阻丝断路
B．b电阻丝断路
C．c电阻丝断路
D．d电阻丝短路
9．如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。
（1）图甲中在两个相同的密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与　 　的关系；
（2）图乙相同的两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻丝，若图乙中两玻璃管内液面上升高度相同，则故障可能是　 　。排除故障后通电相同时间，发现左侧玻璃管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的　 　越大，产生的热量越多。
（3）若甲、乙两次实验的电源电压及通电时间相同，则a、c两电阻丝产生热量的比值Qa：Qc＝　 　。
10．探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻R1、R2对容器中的空气进行加热，如图所示。R1大于R2。
（1）R1、R2串联的目的是保证　 　相同，U形管液面高低反映了　 　；
（2）通电10s观察图中U形管中液面高度的变化不同，说明电流产生的热量与　 　有关；
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s左侧U形管中液面高度的变化比右侧U形管中液面高度的变化　 　（填大或小）；
（4）此实验说明在电流和通电时间相同时，电流产生的热量与　 　有关。
11．在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化。
（1）如图甲所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量　 　与的关系，通电一段时间，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在　 　和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量　 　。
（2）如图乙所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　的关系，通电一段时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在　 　和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量　 　。
（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是　 　法和转换法。
12．为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”，老师设计了如图甲、乙两组实验装置：
（1）实验中通过观察U形管中　 　变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。这种实验方法叫　 　；
（2）　 　（选填“甲”“乙”）装置可探究电流产生的热量与　 　的关系；
（3）生活中我们发现：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。其中　 　装置能够解释这一现象；
（4）乙装置通电一段时间　 　（选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多；
（5）让乙装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源此时该装置是探究电流产生的热量跟　 　的关系。
13．为了探究电流产生的热量与什么因素有关，小明设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两种阻值不同的电阻丝（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，两次实验电源电压不变。
（1）由于电流产生的热量不易直接测量，因此实验中通过　 　来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用的探究方法是　 　。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与　 　的关系。
（3）在两次实验中，通过比较相同的时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与　 　的关系。
（4）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）相通的电阻丝产生的热量最多。
14．采用如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象。R1＞R2＝R3，则在这两个实验过程中：
（1）在比较电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应比较装置甲和　 　，观察比较　 　的变化；
（2）比较水和煤油吸热升温的现象，一定要控制所选烧瓶中液体的　 　相等，实验观察到容器中液体升温快慢不同，升温快的容器中液体的比热容较　 　（大、小）。
15．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，两个相同的烧瓶内装有质量和初温相等的煤油，温度计和电阻丝通过橡胶塞固定在烧瓶中。
Ⅰ.用该装置探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系
（1）该实验将R1和R2串联，目的是控制　 　和通电时间相同。
（2）实验中通过温度计示数的升高量来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中也用到了这种方法：让同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下去撞击水平面上的木块，通过　 　来反映动能的大小。
（3）两烧瓶中电阻丝的大小关系是R1＜R2。闭合开关通电一段时间后，发现两烧瓶中温度计示数分别为以和办且tA＜tB，则可得出的初步结论是　 　。
（4）小明在上述器材的基础上，将甲瓶中的R1更换为R3并将煤油倒出一部分后继续实验。发现通电一段时间后A温度计升温比B少（液体均未沸腾）。若该过程中电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，可知R2　 　（选填“＞”、”＜”或“＝”）R3。
Ⅱ.用该装置探究不同物质的吸热能力
（5）在甲、乙两瓶中分别装入质量为m、初温为t0的水和煤油，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比较水和煤油的吸热能力，两烧瓶中电阻丝的阻值关系是R甲　 　（选填“＞”、”＜”或“＝”）R乙；通电相同时间后，观察发现温度计的示数分别为t甲和t乙，则煤油的比热容为c煤油＝　 　（已知水的比热容为c水）。
2021中考物理二轮考点过关：探究电流通过导体产生热量因素
参考答案
1．小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，RA与RB是阻值不同的电热丝。
（1）RA与RB采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、　电流　相等，实验中选用煤油而不选用水，主要是因为水的　比热容　比煤油大。
（2）小明同学为了比较RA与RB阻值的大小，用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小，发现UA＜UB，则RA　＜　RB（＞/＜/＝）。
（3）通过实验，小明得出：在电流、通电时间相同的情况下，电阻　越大　（越大/越小），产生的热量越多。支持这一结论的现象是　RB所在的烧瓶中的温度计升高更高　。
（4）实验中判断液体吸收热量多少的方法在下列实验　A和B　（A/B/A和B）中同样用到。
A.探究不同物质吸热升温现象
B.比较不同燃料完全燃烧放出的热量
（5）小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其　质量　（质量/体积）相等的水，两瓶中电热丝的阻值应　相等　（相等/不相等）。
【解答】解：
（1）RA与RB采用串联的连接方式，目的是控制通过两电阻丝的电流相等；因为煤油的比热容比水的小，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；
（2）用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小，发现UA＜UB，根据R＝可知RA＜RB；
（3）在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电阻产生的热量越多；实验若发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多；
（4）此题采用了转换法，即物体吸收热量的多少转化成温度计的高低，故在探究不同物质吸热升温现象中，我们也是通过比较温度计的高低判断吸收热量多少的；再如比较不同燃料燃烧时放出的热量，也是通过水温度的高低判断水吸收热量的多少，进而判断出不同燃料燃烧时放出的热量的多少的，故选AB。
（5）要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系，故用相同质量的水代替煤油；把电热丝RA换成与RB阻值相同的电阻丝，电阻相等，在相同时间内放出的热量相同，所以水和煤油才能吸收的热量相同。
故答案为：（1）电流；比热容；（2）＜；（3）越大；RB所在的烧瓶中的温度计升高更高；（4）A和B；（5）质量；相等。
2．小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，R甲＜R乙。
（1）实验中通过观察　温度计示数变化　来比较电流产生热量的大小；本实验中采用煤油来做实验，而不用水的原因是：　水的比热容大　，　温度变化不明显　。
（2）甲、乙两电阻丝采用串联的连接方式，目的是为了控制时间和　电流　相等；
（3）通电一段时间后，小明发现　乙　（选填“甲”或“乙”）烧瓶中的温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越　大　，产生的热量越多。
【解答】解：（1）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；
若将烧瓶中装有水，则由Q＝cm△t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；
（2）如图装置中，两电阻丝串联，让通过的电流和通电时间相同，从而研究电流产生的热量与导体电阻的关系，这用到了控制变量法；
（3）因为两电阻串联，所以通过它们的电流相等，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快。因此，乙烧瓶中温度计的示数升高快，温度计的示数大。
故答案为：（1）温度计示数变化；水的比热容大；温度变化不明显；（2）电流；通电时间；控制变量；（3）乙；大。
3．小东用如图所示的装置“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”。他把甲、乙两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端。
（1）实验中，通过观察　U形管液面高度变化　比较电流通过导体所产生热量的多少。
（2）甲乙两容器串联的目的是控制　电流　和通电时间相同。通电一段时间后，乙装置的U形管中液面的高度差较大，由此得到的实验结论是　电流和通电时间相同时，电阻越大，通过导体产生热量越多　。
（3）“探究电流产生热量与电流的关系”时，在不改变原电路连接的情况下，小明要添加丙装置完成实验。他已将A、E两个接线柱连接，你认为还应把F与　D　。（选填“B”“C”或“D”）两个接线柱连接。连接好电路通电后，应观察比较　甲和丙　（选填“甲和乙”或“甲和丙”或“乙和丙”）两个装置中的现象总结结论。
【解答】解：（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（2）左右容器内的电阻是串联在电路中的，则两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不相同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知道I右＝I内+I外
所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，通电一段时间后，左面“U”形管液面高度度差较大，说明在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多；
（3）在探究电流通过导体产生热量与电流的关系时，不改变原电路连接情况下，小明利用图丙所示的装置完成实验。他已将A、E两个接线柱连接，则还应把F与D接线柱连接，此时2个5欧的电阻在两条支路中，且通过的电流不同，满足实验要求；
“探究电流产生热量与电流的关系”时，由控制变量法知道，还需将丙容器并联入电路，故观察比较甲和丙两个装置中的现象总结结论。
故答案为：（1）U形管液面高度变化；（2）电流；（3）电流和通电时间相同时，电阻越大，通过导体产生热量越多；（4）D；甲和丙。
4．小明用如图所示的实验装置，探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”。A、B、C三个烧瓶内盛有质量相等且初温相同的同种液体，瓶内各有一根电阻丝（RA＝RB＞RC），并插入温度计。
在探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系中，自变量是　电阻　，应选择图乙中　C　（选填“B”或“C”）烧瓶中的电阻丝与图甲中的A烧瓶电阻丝　串联　（选填“串联”或“并联”）。实验时，发现A烧瓶中温度计的示数升高较快，这表明　电流与通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多　。
【解答】解：
（1）探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系实验中，需要控制电流和通电时间相等，让电阻不同，来研究电阻与产生热量的关系，故自变量是电阻；因为RA＝RB＞RC，所以应该选择C烧瓶中的电阻丝与A烧瓶电阻丝串联进行实验。
（2）A烧瓶电阻和C烧瓶电阻串联时，电流相等且通电时间相同，但是A烧瓶电阻大于C烧瓶电阻，A烧瓶温度计的示数升高较快，说明电流与通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。
故答案为：（1）电阻；C；串联；（2）电流与通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。
5．如图甲乙是探究“电流产生的热量的影响因素”的实验。
（1）实验中是通过观察　液柱的高度差　来比较电流产生的热量多少的，这种方法叫　转换法　。
（2）利用图甲可以探究电热与　电阻　的关系，两个电阻串联的目的是控制　电流　相同，这是运用了物理学的　控制变量　法。
（3）图乙实验中，若两电阻丝的通电时间相同，则电阻　R1　产生的热量较多，实验可以得出结论：　在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多　。
【解答】解：
（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，目的是使通过电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（3）图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内+I外，所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系；在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多，所以通电一段时间后，R1产生的热量多；故实验结论为：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
（4）实验中用到了控制变量法和转换法；
故答案为：（1）液柱的高度差；转换法；（2）电阻；电流；控制变量；（3）R1；在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
6．小明用如图所示的电路研究电热与哪些因素有关的实验：
（1）在乙装置外并联5Ω电阻丝的作用是：使容器内两电热丝中的电流　不同　（相同/不同）；
（2）该装置是研究在电阻和通电时间都相同时，探究电热与　电流大小　的关系；
（3）通电后电阻丝发热，内能增加，这是通过　做功　方式改变了它的内能。通电一会儿后乙容器外的电阻丝断了，这时会发现甲容器的U形管长管中液面升高的速度和原来比　变慢　（变快/变慢/不变）。
【解答】解：（1）（2）图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系；
（3）通电后电阻丝发热，内能增加，这是通过电流做功的方式，将电能转化为内能；
乙容器外的电阻丝断了，这时会发现甲容器的U形管长管中液面升高的速度和原来比变慢，是因为电路的总电阻变大，通过甲的电流变小所致。
故答案为：（1）不同；（2）电流大小；（3）做功；变慢。
7．小明探究“电流通过导体产生的热量与电流、电阻的关系“。实验装置如图甲所示，相同烧瓶内装满了煤油。电阻为R1的电热丝1条，电阻为R2的电热丝2条，且R1＝2R2。
（1）烧瓶中装入的煤油是　绝缘体　（选填“导体“或“绝缘体“）。
（2）图甲探究的是：电流通过导体产生的热量与　电阻　的关系
（3）闭合开关，通电一段时间后，甲烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明：在通电时间和电流相同情况下，　电阻越大　这个电阻产生的热量越多。
（4）为了完成探究目标，他按图乙所示电路图（R0是添加的电阻）组装实验装置，操作正确。甲瓶外并联一个电阻R0的目的是　使通过两条电阻丝的电流不同　。通电一段时间后，发现乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。这说明：在通电时间和电阻相同情况下，　通过电阻的电流越大　这个电阻产生的热量越多。
（5）通过探究，我们知道了，电炉丝热的发红，而与它相连的导线却几乎不热的原因，是由于　电炉丝的电阻远远大于导线的电阻　。
【解答】解：（1）烧瓶中装入的煤油不容易导电，是绝缘体；
（2）由图甲可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系；
（3）闭合开关，通电一段时间后，甲烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，这说明甲瓶产生的热量多，甲中电阻阻值大于乙中电阻阻值，所以结论是：在通电时间和电流相同情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多
（4）甲瓶外并联一个电阻R0，根据并联电路的电流关系可知，则通过两个容器内的电阻的电流不同，通过甲瓶的电流要小于通过乙瓶的电流；通电一段时间后，发现乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，这说明乙瓶中产生的热量多，故结论为：在通电时间和电阻相同情况下，电流越大，这个电阻产生的热量越多；
（5）电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过的电流相等，通电时间是相同的，由焦耳定律Q＝I2Rt知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比，可知电炉丝热的发红而导线却几乎不热，是因为电炉丝的电阻远远大于导线的电阻而造成的。
故答案为：（1）绝缘体；（2）电阻；（3）电阻越大；（4）使通过两条电阻丝的电流不同；通过电阻的电流越大；（5）电炉丝的电阻远远大于导线的电阻。
8．某同学组装了如图所示的实验装置来“研究电流产生的热量与哪些因素有关“，其中甲、乙、丙为三个完全相同的容器，a、c、d电阻丝的阻值均为5Ω，b电阻丝的阻值为10Ω。
（1）甲、乙、丙容器中所装空气的质量　相等　（选填“相等“或“不相等“）。
（2）若选择图中甲、乙两个密闭容器进行实验，则探究下列哪一种关系　A　。
A．电阻产生的热量与电阻的关系
B．电阻产生的热量与电流的关系
（3）a、c两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Qa：Qc＝　4：1　。
（4）通电时间相同时，产生热量较多的是容器　乙　（选填“甲”、“乙”或“丙”）中的电阻丝。
（5）若接通电路一段时间后U形管 A、B内的液面高度差都明显变大，而U形管C内的液面高度差没有变化，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是　CD　。（多选）
A．a电阻丝断路
B．b电阻丝断路
C．c电阻丝断路
D．d电阻丝短路
【解答】解：（1）根据控制变量法可知，实验中需要控制所装空气的质量相同；
（2）若选择图中甲、乙两个密闭容器进行实验，甲、乙串联在电路中，电流和通电时间相同，电阻不同，所以探究的是电阻产生的热量与电阻的关系，故选A；
（3）根据串联电路的电流特点可知，总电流等于各支路电流的和，丙中两个电阻相同，则通过丙的两条支路的电流是相同的，即Ia＝2Ic，
则a、c两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比：＝＝＝；
（4）a产生的热量要大于c产生的热量；a和b串联，电流和通电时间相同，b的电阻大于a的电阻，根据Q＝I2Rt可知，b产生的热量要大于a产生的热量，即产生热量较多的是容器乙中的电阻丝；
（5）
A、若a电阻丝断路就不会发热，接通电路后U形管内A内的液面高度差不会变大，而b、c中有电流通过，液面高度会发生变化，故A不符合题意；
B、若b电阻丝断路，b内的液面高度差不会变大；电流可以经过c电阻丝，但c在容器外部，故液体不发热，故可能出现U形管内A内的液面高度差明显变大，而U形管B的液面高度差没有变化；故B不符合题意；
C、若c电阻丝断路，A、B内的液面高度差明显发生变化；c断路不会产生热量，U形管的液面高度差没有变化，故C符合题意；
D、若c电阻丝短路，相当于右边部分短路，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，则A、B内的液面高度差都明显变大；c短路后不会产生热量，会出现U形管的液面高度差没有变化，故D符合题意。
故选CD。
故答案为：（1）相等；（2）A；（3）4：1；（4）乙；（5）CD。
9．如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。
（1）图甲中在两个相同的密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与　电阻　的关系；
（2）图乙相同的两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻丝，若图乙中两玻璃管内液面上升高度相同，则故障可能是　e电阻开路　。排除故障后通电相同时间，发现左侧玻璃管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的　电流　越大，产生的热量越多。
（3）若甲、乙两次实验的电源电压及通电时间相同，则a、c两电阻丝产生热量的比值Qa：Qc＝　1：4　。
【解答】解：（1）图甲中，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，所以探究是电流产生热量跟电阻大小关系；
（2）若图乙中c、d两玻璃管内液面上升高度相同，则说明c、d两玻璃管内电流产生热量相同，由于c、d两玻璃管里面的电阻相等，根据Q＝I2Rt可知，通过电阻的电流相等，由于是c玻璃管的一个5Ω的电阻与d玻璃管两个5Ω的电阻并联后再串联，则说明d玻璃管两个并联的电阻外面的电阻没有电流通过，即e电阻开路；
装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；这表明：在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多；
（3）甲装置中5Ω的电阻与10Ω的电阻串联，则总电阻R甲＝5Ω+10Ω＝15Ω，
乙装置中d容器内外两个5Ω的电阻并联后再与c容器中5Ω的电阻串联，则总电阻R乙＝Rc+Rd＝5Ω+×5Ω＝7.5Ω，
由于甲、乙两次实验的电源电压相同，则根据欧姆定律可知：Ia：Ic＝R乙：R甲＝7.5Ω：15Ω＝1：2，
由于a、c中两电阻的阻值相等、通电时间相同，据Q＝I2Rt可知：Qa：Qc＝Ia2：Ic2＝1：4。
故答案为：（1）电阻；（2）e电阻开路；电流；（3）1：4。
10．探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻R1、R2对容器中的空气进行加热，如图所示。R1大于R2。
（1）R1、R2串联的目的是保证　电流　相同，U形管液面高低反映了　电阻丝产生热量的多少　；
（2）通电10s观察图中U形管中液面高度的变化不同，说明电流产生的热量与　电阻　有关；
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s左侧U形管中液面高度的变化比右侧U形管中液面高度的变化　大　（填大或小）；
（4）此实验说明在电流和通电时间相同时，电流产生的热量与　电阻　有关。
【解答】解：
（1）R1、R2串联时，由于串联电路中电流处处相等，则其目的是保证电流相同，U形管密封着质量相等的空气，则液面高低反映电阻丝产生热量的多少；
（2）通电10s观察图中U形管中液面高度的变化不同，说明两个电阻产生的热量不同；通电时间、电流均相同，电阻不同，说明电流产生的热量与电阻有关；
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，控制电阻相同，将一段导线与电阻丝R2并联，R1通过的电流更大，则通电10s左侧产生的热量更多，左侧U形管中液面高度的变化比右侧U形管中液面高度的变化大；
（4）此实验说明在电流和通电时间相同时，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流产生的热量与电阻成正比。
故答案为：（1）电流；电阻丝产生热量的多少；（2）电阻；（3）大；（4）电阻。
11．在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化。
（1）如图甲所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量　电阻　与的关系，通电一段时间，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在　电流　和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量　多　。
（2）如图乙所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　电流　的关系，通电一段时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在　电阻　和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量　多　。
（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是　控制变量　法和转换法。
【解答】解：（1）甲图中，容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，B玻璃管内液面上升较高，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多；
（3）装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，A玻璃管液面上升较高，说明左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，故结论为：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量多；
（3）影响电流产生热量的多少的因素有电阻、电流和通电时间，实验中采用的是控制变量法；实验中通过液面高度差的变化来反映产生电热的多少，采用的是转换法。
故答案为：（1）电阻；电流；多；（2）电流；电阻；多；（3）控制变量。
12．为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”，老师设计了如图甲、乙两组实验装置：
（1）实验中通过观察U形管中　液面高度　变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。这种实验方法叫　转换法　；
（2）　甲（乙）　（选填“甲”“乙”）装置可探究电流产生的热量与　电阻（电流）　的关系；
（3）生活中我们发现：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。其中　甲　装置能够解释这一现象；
（4）乙装置通电一段时间　左瓶　（选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多；
（5）让乙装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源此时该装置是探究电流产生的热量跟　电阻　的关系。
【解答】解：
（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；乙图中可以探究电热与电流大小的关系；
（3）图甲中，通过一段时间，b容器中电流产生的热量较多，该容器的电阻最大，故结论为：当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；电炉丝与导线串联，电炉丝电阻较大，导线电阻非常小，电流和通电时间相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，说明电流产生的热量与导体电阻大小的关系；故图甲装置能够解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”；
（4）乙装置中，在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，所以左瓶内的电阻丝产生的热量多；
（5）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热；根据并联电路的电阻规律可得，右瓶中两根5Ω电阻丝并联的总电阻为2.5Ω，小于5Ω，即R左＞R右；
两瓶内电阻丝的总电阻不相等，通电时间相等，电流相等，故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系；
通电一段时间后，由于电流相同（即I右＝I左）、通电时间相同、R左＞R右，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多。
故答案为：（1）液面高度；转换法；（2）甲（乙）；电阻（电流）；（3）甲；（4）左瓶；（5）电阻。
13．为了探究电流产生的热量与什么因素有关，小明设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两种阻值不同的电阻丝（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，两次实验电源电压不变。
（1）由于电流产生的热量不易直接测量，因此实验中通过　气球膨胀程度　来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用的探究方法是　转换法　。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与　电阻　的关系。
（3）在两次实验中，通过比较相同的时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与　电流　的关系。
（4）甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与　C　气球（填气球字母标号）相通的电阻丝产生的热量最多。
【解答】解：
（1）气球内的空气受热膨胀，因此实验中通过气球膨胀程度来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用的探究方法是转换法；
（2）甲装置两个电阻丝串联，通过两个电阻丝的电流和通电时间相同，两个电阻的阻值不同，所以是探究电流产生的热量与电阻的关系；
（3）气球B与D中的电阻丝的电阻的大小是相同的，其两端的电压不同，说明通过这两个电阻的电流是不同的，通电时间相同，所以可探究电流产生的热量与电流的关系；
（4）甲装置中，电流和通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多，R1＜R2，故B中产生的热量要多于A中产生的热量；
B和D中的电阻阻值大小相同，D中电阻两端的电压高，根据欧姆定律可知，通过D中的电流大，电阻和通电时间相同，电流越大，产生的热量越多，故B中产生的热量要小于D中产生的热量；
C和D两端的电压相同，R1＜R2，则C中电阻的电流要大于D中电阻的电流，由于电流所做的功全部用来产生热量，根据Q＝I2Rt＝UIt可知，C中电阻产生的热量多；
综上所述，C产生的热量是最多的。
故答案为：（1）气球膨胀程度；转换法；（2）电阻；（3）电流；（4）C。
14．采用如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象。R1＞R2＝R3，则在这两个实验过程中：
（1）在比较电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应比较装置甲和　乙　，观察比较　温度计示数　的变化；
（2）比较水和煤油吸热升温的现象，一定要控制所选烧瓶中液体的　质量　相等，实验观察到容器中液体升温快慢不同，升温快的容器中液体的比热容较　小　（大、小）。
【解答】解：（1）电流产生热量与电流、电阻和通电时间三个因素有关，探究中要采用控制变量法；探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等，改变电阻丝的阻值，通电后给质量相同的同种液体加热，所以应比较甲、乙两瓶中温度计示数的变化情况；
（2）为了比较水和煤油吸热升温的情况，应采用相同的加热装置加热质量相同的水和煤油；质量相同的水和煤油加热相同的时间，吸收相同的热量，液体升温越快，则比热容越小。
故答案为：（1）乙；温度计示数；（2）质量；小。
15．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，两个相同的烧瓶内装有质量和初温相等的煤油，温度计和电阻丝通过橡胶塞固定在烧瓶中。
Ⅰ.用该装置探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系
（1）该实验将R1和R2串联，目的是控制　电流　和通电时间相同。
（2）实验中通过温度计示数的升高量来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中也用到了这种方法：让同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下去撞击水平面上的木块，通过　木块在水平面上移动的距离　来反映动能的大小。
（3）两烧瓶中电阻丝的大小关系是R1＜R2。闭合开关通电一段时间后，发现两烧瓶中温度计示数分别为以和办且tA＜tB，则可得出的初步结论是　电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产生的热量越多　。
（4）小明在上述器材的基础上，将甲瓶中的R1更换为R3并将煤油倒出一部分后继续实验。发现通电一段时间后A温度计升温比B少（液体均未沸腾）。若该过程中电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，可知R2　＞　（选填“＞”、”＜”或“＝”）R3。
Ⅱ.用该装置探究不同物质的吸热能力
（5）在甲、乙两瓶中分别装入质量为m、初温为t0的水和煤油，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比较水和煤油的吸热能力，两烧瓶中电阻丝的阻值关系是R甲　＝　（选填“＞”、”＜”或“＝”）R乙；通电相同时间后，观察发现温度计的示数分别为t甲和t乙，则煤油的比热容为c煤油＝　　（已知水的比热容为c水）。
【解答】解：（1）R1和R2串联接入电路，串联电路各处电流相等，则通过两电阻的电流相等，所以目的是控制电流和通电时间相同；
（2）让同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下去撞击水平面上的木块，通过木块在水平面上移动的距离来反映动能的大小的；
（3）两烧瓶中电阻丝的大小关系是R1＜R2，两烧瓶中温度计示数tA＜tB，则B烧瓶电阻产生的热量多，可得出的初步结论是电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产生的热量越多；
（4）将煤油倒出一部分后继续实验，煤油的质量减少，发现通电一段时间后A温度计升温比B少，说明A产生的热量少，由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，产生的热量少的电阻的阻值小，所以R2＞R3；
（5）比较水和煤油的吸热能力，需控制水和煤油所吸收的热量相同，由焦耳定律可得在电流和通电时间一定时，还需控制电阻的阻值相同，所以两烧瓶中电阻丝的阻值关系是R甲＝R乙；通电相同时间后，观察发现温度计的示数分别为t甲和t乙，由比热容公式可得煤油的比热容为c煤油＝。
故答案为：（1）电流；（2）木块在水平面上移动的距离；（3）电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产生的热量越多；（4）＞；（5）＝；。

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