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实验7 探究电流产生的热量与哪些因素有关
1. 转换法的应用(通过观察________________的变化来反映电阻丝产生的电热多少), 水和煤油吸热的多少是通
过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
2. 被加热的材料选用煤油或空气的原因[利用其比热容___(选填“大”或“小”)，可以使实验现象更明显]
3. 被加热物质的要求[物质种类、_____(选填“质量”或“体积”)、初温均相同]
4. 控制变量法的应用
a. 要探究电热与电流的关系，控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过两电热丝的电流大小[电路设计：
将阻值相同的电阻丝_____(选填“并联”或“串联”)在电路中]
b. 探究电热与电阻的关系，控制通过电热丝的电流
和通电时间相同，选择两个电阻不同的电阻丝[电路设计：将阻值不同的电热丝_____(选填“并联”或“串联”)在
电路中]
c. 探究电热与通电时间的关系，控制____________和通过电热丝的_____相同，改变____________
5. 多次测量的目的(避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律)
6. 实验数据分析与结论总结
实验结论：导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关：①在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的
电流越大，产生的热量越多；②在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；③在电阻和
通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多．
7.实验器材中没有测量时间的工具，他是通过操作 _ _____________________________________ 来确保通电时间相同
的。
答案：U形管中液面高度；加热时间;小； 质量；并联；串联；电热丝的阻值；电流；通电时间；干路开关
实现同时接通与断开电路
如图所示是“探究电流产生的热量与电流、电阻的关系”的实验装置．(甲、乙、丙是完全相同的密闭容器，内
装有等量红墨水，闭合开关前，甲、乙、丙三个容器内三根玻璃管液面相平)
(1)电流产生的热量不易直接测量，在实验中是通过观察玻璃管中液面的_________来比较甲、乙、丙容器内空
气温度的变化；
(2)在通电时间相同的情况下，通过对比观察_________和_________容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产
生 的 热 量 Q 与 电 阻 R 的 关 系 ， 得 出 的 结 论 是 ：
____________________________________________________________________；
(3)在通电时间相同的情况下，通过对比观察_________和_________容器中的玻璃管液面变化情况来探究电流产
生的热量Q与电流I的关系，得出的结论是：_____________________________________________________
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(4)请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时，电炉丝热得发红而与电炉丝相连的，导线却不怎么发热”：
_____________________________________________________________________________________________________________.
答案：(1)高度变化；(2)甲；乙；在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电阻产生的热量越多；
(3)乙；丙；在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多；
(4)电炉丝与导线串联，电流相等，导线的电阻远小于电炉丝的电阻，根据焦耳定律，当通过的电流相等时，
电炉丝产生更多的热量，所以电炉丝很热，而导线却不怎么发热
（并联电阻的作用）1. 如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段
电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5Ω 的
电阻在盒外与盒内电阻并联．
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是______________________________，便于________________．在实验中电流通
过电阻时产生热量的多少是通过观察_________________________________________来比较的．
（2）图甲可探究电流产生的热量与__________的关系，图乙可探究电流产生的热量与___________的关系．
（3）图乙中右侧盒外连接5Ω 的电阻，它的作用是______________________________________．
（4）通电一段时间后，发现其中一个 U 形管的液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是
________________________________________________．
答案：（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；两个U形管中液面的高度；（2）电阻；电流；（3）使电
阻c、d中的电流不相等；（4）空气盒气密性不好。
（实验方法）2. 如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了
如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电
源两端．
（1）实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少．这种实验方法叫
．下面实验也用这种实验方法的是 ．
A．认识电压时，我们用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
（2）装置中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器．
（3）甲图所示的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，
（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多．
（4）乙图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，
（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多．
答案：（1）液面高度差；转换法；C；（2）不是；（3）电阻；b; （4）电流；C
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（比较电流和电阻对电热影响）3.（2018年43中三模）在实验室，小梦想利用如图所示电路研究“电热与电
流、电阻和通电时间的关系”，图中三个电阻的材料和质量相同，且 R =R =5Ω，R =10Ω，三支相同规格
甲 丙 乙
的温度计。
（1）选取相同玻璃瓶，装入相同质量的煤油并插上温度计的目的是____________________________________.此方
法在物理学中属于______________________（选填“转换法”“等效替代法”“控制变量法”）。
（2）在不提供计时工具，且不改变原来电路连接的情况下，既能研究电热与电阻的关系，还能研究电热与
电流的关系，请按要求补充连接电路。
（3）连接好电路后，分析比较电阻____________和_____________，并观察温度计及变化，可知电热与电流有关，
定性的结论是：________________________________________________________________。
【拓展】去掉丙装置，添加一块停表，闭合开关，调节滑片使电流表示数为I，通电一段时间，记录甲、乙
烧瓶的温度计内液面的变化高度分别为△h1、△h2.断开开关，直至温度计中的液面降回各自初始位置。再
次闭合开关，调节滑片使通过甲乙的电流为2I，通电相同时间，记录甲、乙烧瓶的温度计内液面的变化高度
分别为△h3、△h4，实验数据如表：
小明认为：只要选择“△h1、△h2、△h3、△h4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量
多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：_______________________________________________
电流大小 烧瓶温度计内液面的变化高度
甲烧瓶(R =5Ω) 乙烧瓶(R =10Ω)
甲 乙
I △h1 △h2
2I △h3 △h4
答案：反映产生热量的多少；转换法；R甲、R丙；通电时间相同和电阻相同时，电流越大，产生的热量越
多；△h3>△h2。
（评估）4. 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（R ＜R ＜R ）浸没在煤
A B C
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：
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（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 。
答案：（1）电阻；（2）①没有控制电流相同；②没有控制通电时间相同
（误差分析）5. 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中盛有质量、初温相等的煤油，R 与R 是阻值不同的电热丝。（1）R 与R 采用串联
A B A B
的连接方式，其目的是为了 。
（2）小明同学为比较R 与R 阻值的大小，用电压表分别测出R 与R 两端电压大小，发现U ＜U ，则R
A B A B A B A
R （选填“＞”、“＜”或“=”）。
B
（3）在相同时间内，可通过观察 来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，实验液体
选用煤油而不选用水，主要是因为 。
（4）实验发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明： 。
（5）小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其 （选
填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R 换成 的电热丝。小明认为这样测量煤油的比热容会有较
A
大的误差，原因主要有： （写出一条即可）。
答案：
（1）控制通过两电阻丝的电流相等；
（2）＜；
（3）温度计的示数上升多少； 在液体质量相同、吸收的热量相同的情况下，液体的比热容越小，温度升高
得越快，实验效果更明显；
（4）在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多；
（5）质量； R ；水与煤油的散热程度不同（或水和煤油吸热、导热不同）。
B
6. 如图是探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封
在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 。在实验中电流通过电阻产生热量的
多少是通过观察 来比较的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与 的关系，图乙可探究电流产生的 的关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是 。
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是 法；二是 法。
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（5）通电一段时间，发现其中一个 U 形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是
。
答案：（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；两个U形管中液面的高度；
（2）电阻；热量与电流；
（3）使电阻c、d中的电流不相等；
（4）转换；控制变量；（5）空气盒气密性不好
4
