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2025 年物理中考 21 个必考 12 个常考实验三题型新考法精练（通
用）
常考实验11.探究焦耳定律实验
一、选择题
1. （2024四川宜宾）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量
的空气和电阻 、 ，其中 ， 。下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合 ，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B. 只闭合 ，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻 产生的热量为12J
C. 闭合 和 ，通过 的电流是 电流的0.5倍
D. 闭合 和 后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
【答案】AB
【解析】A．只闭合 ，两个电阻R 、R 串联，电流相同，通电时间相同，电阻的大小不
1 2
同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A正确；
B．只闭合 ，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻 产生的热量为
故B正确；
C．闭合 和 ，R 与R 并联，R 与R 电阻相同，设通过R 的电流为I，通过R 的电流为
2 3 2 3 2 1
1 1
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2I，通过 的电流是 电流的2倍，故C错误；
D．闭合 和 后，R 与R 并联，通过 的电流是 电流的2倍，左侧电阻R 放出的热
2 3 1
量多于右侧电阻 放出的热量，左侧U形管内液柱的高度差大于右侧的高度差，故D错
误。
故选AB。
2. （2022山东聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的
实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧 形管中液面高度
差比右侧的大。下列说法错误的是（ ）
A. 形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B. 通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C. 右边容器中的电阻 比左边容器中的电阻 小
D. 通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】D
【解析】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气的温度变化导致
容器中空气体积的变化，即可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转
换法，故A正确，不符合题意；
B．由图可知两个电阻串联在一起，根据串联电路中电流的规律可知，通过左、右两边容
器中电阻丝的电流相同，故B正确，不符合题意；
C．由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流大小相等，
根据Q＝I2Rt可知，当通电时间和通电电流相同时，电阻越大产生的热量就越多， 形管
2 2
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中液面高度差就越高，所以可得右边容器中的电阻 比左边容器中的电阻 小，故C正
确，不符合题意；
D．两个容器中的通电电流和通电时间相同，电阻大小不同，由Q＝I2Rt可知，电流通过两
个电阻产生的热量不同，两个容器中空气吸收的热量不同，故D错误，符合题意。故选
D。
3. （2022湖南株洲）图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装
置，通电前A、B两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R、R 的电流分别为
1 2
I、I，则
1 2
A. I＝I，A管中的液面较低
1 2
B. I＝I，A管中的液面较高
1 2
C. I＞I，A管中的液面较低
1 2
D. I＞I，A管中的液面较高
1 2
【答案】D
【解析】由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各
支路电流之和，所以I>I，故AB错误；
1 2
由Q＝I2Rt可知,通电时间相同时，I>I,R＝R＝5Ω，所以左侧电阻产生的热量较多，密闭
1 2 1 2
空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A
测玻璃管液面较高。故选D。
4.（2022河南） 如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产
生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）
3 3
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A. 用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
B. 通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C. 通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D. 通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【答案】AC
【解析】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化
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，故A正确；
BC．由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间
相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故
B错误，C正确；
D．已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电
阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。
故选AC。
5. 如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透
明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧 形管中液面高度差比右侧的大。下
列说法错误的是（ ）
A. 形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B. 通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
4 4
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C. 右边容器中的电阻 比左边容器中的电阻 小
D. 通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】D
【解析】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气的温度变化导致
容器中空气体积的变化，即可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转
换法，故A正确，不符合题意；
B．由图可知两个电阻串联在一起，根据串联电路中电流的规律可知，通过左、右两边容
器中电阻丝的电流相同，故B正确，不符合题意；
C．由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流大小相等，
根据Q＝I2Rt可知，当通电时间和通电电流相同时，电阻越大产生的热量就越多， 形管
中液面高度差就越高，所以可得右边容器中的电阻 比左边容器中的电阻 小，故C正
确，不符合题意；
D．两个容器中的通电电流和通电时间相同，电阻大小不同，由Q＝I2Rt可知，电流通过两
个电阻产生的热量不同，两个容器中空气吸收的热量不同，故D错误，符合题意。
故选D。
二、填空题
1. 如图是“探究通电导体产生的热量与__________大小关系”的实验装置。通过左侧容器
中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为
___________J。
【答案】 电流 12
【解析】右侧两个 电阻并联，然后与左侧 电阻串联，根据并联电路电流规律可知，
5 5
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所以通过左侧容器内 电阻的电流大于右侧容器内 的电流，两个容器内的电阻值都
是 ，通电相同时间，所以探究的是电流产生热量与电流大小的关系。
如果通过左侧容器中电阻丝的电流是0.4A，根据并联电路的电流特点，通过右侧容器中电
阻丝的电流是
1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为
2. （2024江苏无锡市）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个
相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝 、 、 浸没在煤油中，其中
、 。闭合开关前，记录下煤油的初温度 ，开关S接a、调节滑动
变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度
t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油
的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的
______相等时，导体产生的热量与通电______有关。比较序号②和______可知导体产生的
热量与电流大小有关。实验中，电阻 产生的热量为______J。
序 电 时 / t/
I/A
号 阻 间/s ℃
℃
6 6
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① 1 100 20 34
② 1 200 20 48
③ 0.5 200 20 27
④ 0.5 200 20 34
【答案】 电阻 时间 ③ 250
【解析】比较序号①②，电阻和导体中的电流不变，通电时间越长，升高的温度越高，可
以得到当通过导体的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有关。
探究导体产生的热量与电流大小的关系，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小，R 和
1
R 的阻值相等，所以比较序号②和③得到导体产生的热量与电流大小有关。
2
开关S接b，R 和R 串联，电路中的电流是0.5A，通电时间是200s，电阻 产生的热量
2 3
为
Q=I2Rt=(0.5A)2×5Ω×200s=250J
2
3.（2020四川成都）小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，
电源电压为3V，电阻丝R=10Ω，R=20Ω，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气
1 2
被加热，他观察到________气球先鼓起来。甲气球乙气球通电1min，R产生的热量为
2
______J。
【答案】 (1) 乙 (2) 12
【解析】（1）从图中可以看到，加热时间相同，通过的电流也相同，根据焦耳定律
可知，R的电阻较大，那么R所在的密闭烧瓶产生的热量较大，乙气球先鼓起来。
2 2
（2）甲气球乙气球通电1min，电路中的电流大小
7 7
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R产生的热量
2
R产生的热量为12 J。
2
4. （2022辽宁铁岭）用如图所示的装置探究电流产生的热量与______的关系。通电
2min，______（填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，电阻R 与R 产生的热
1 2
量之比为______。
【答案】 电阻 右 1：2
【解析】如图所示的装置，大小不同的电阻串联在电路中，电流相同，探究的是电流产生
的热量与电阻大小的关系。
根据焦耳定律 可知，电流和通电时间相同时，电阻越大产生热量越多，则右侧电
阻产生的热量更多，右侧U形管液面高度变化更大。
根据焦耳定律 可知，电流和通电时间相同时，产生热量和电阻成正比，则
电阻R 与R 产生的热量之比为1∶2。
1 2
5. （2022广西玉林）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，
这就是________现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两
点间的电压为6V，R=R=R=5Ω，通电时间2min，则R 与R 产生的热量相差________J。
1 2 3 1 2
8 8
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【答案】 超导 288
【解析】20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了 0，这就是超导
现象。
由图知，R、R 并联后再与R 串联，已知
2 3 1
R=R=R=5Ω
1 2 3
由等值电阻并联的规律，R、R 并联后的总电阻
2 3
R =0.5×5Ω=2.5Ω
23
电路的总电阻
R=R+R =5Ω+2.5Ω=7.5Ω
1 23
由欧姆定律可得干路中的电流，即通过R 的电流
1
通过R、R 的电流相等，由并联电路电流的规律，通过R 的电流为
2 3 2
I=0.5I=0.5×0.8A=0.4A
2
通电时间2min，R 与R 产生的热量差
1 2
Q-Q=I2Rt-I2Rt=(0.8A)2×5Ω×2×60s-(0.4A)2×5Ω×2×60s=288J
1 2 1 1 2 2
6. （2022齐齐哈尔）如图所示是“探究电镜通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的
实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验前应选择___________（选填
“甲” 或“乙”）裝置。如果甲裝置中通过5Ω电阻丝的电流为0.6A，则甲装置中10Ω电
阻丝在1min内产生的热量是___________J。
【答案】 乙 216
【解析】探究电流通过导体产生热量与电流的关系，应保证在电阻相同、通电时间相同情
9 9
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况下，比较不同大小电流通过导体后产生热量的大小。乙装置中，浸在液体中的两个电阻
阻值均为5Ω，且由于右侧浸在液体的5Ω电阻与另外一个5Ω电阻并联，同时与左侧浸在
液体的5Ω电阻串联，故通过右侧浸在液体的5Ω电阻的电流要大于左侧浸在液体的5Ω电
阻串联，进而可以在电阻相同、通电时间相同情况下，比较不同大小电流通过导体后产生
热量的大小。
根据焦耳定律可知，甲装置中10Ω电阻丝在1min内产生的热量是
7. （2022黑龙江龙东）如图所示是“探究通电导体产生的热量与__________大小关系”的
实验装置。电源电压为 且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端，在 内电流
通过 电阻丝产生的热量为__________ 。
【答案】 电阻 54
【解析】如图所示两个电阻大小不相等，处于串联状态，电流相同，所以是“探究通电导
体产生的热量与电阻大小关系”的实验装置。
当滑动变阻器滑片移至最右端时，电路中只有两个电阻串联，电路中的电流为
在 内电流通过 电阻丝产生的热量为
8. 用如图所示的装置探究电流产生的热量与______的关系。通电2min，______（填“左”
或“右”）侧U形管液面高度变化更大，电阻R 与R 产生的热量之比为______。
1 2
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【答案】 电阻 右 1：2
【解析】如图所示的装置，大小不同的电阻串联在电路中，电流相同，探究的是电流产生
的热量与电阻大小的关系。
根据焦耳定律 可知，电流和通电时间相同时，电阻越大产生热量越多，则右侧电
阻产生的热量更多，右侧U形管液面高度变化更大。
根据焦耳定律 可知，电流和通电时间相同时，产生热量和电阻成正比，则
电阻R 与R 产生的热量之比为1∶2。
1 2
9. （2023辽宁营口）图中是探究电流通过导体产生的热量与_______（选填“电流”或
“电阻”）关系的装置； 装置中的 U形管_____（选填“是”或“不是”）连通器； 电
流通过电阻 R 与R 产生的热量之比为______。
2 1
【答案】 电流 不是 1∶4
【解析】根据实验装置可知，由于R 和R 的阻值都是5Ω，但是流过两个电阻的电流不同，
1 2
可知图中是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
由于装置中的U形管有一侧上端是封闭的可知其不是连通器。
由于R 和R 的阻值相同，根据实验装置可知，流过R 的电流是流过R 的电流的2倍，根
1 2 1 2
据 可知，电流通过电阻 R 与R 产生的热量之比为1∶4。
2 1
11 11
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10．如图所示为“探究电流通过电阻产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。闭合开
关，通电t时间观察记录烧瓶内液体的初温和末温，计算出液体温度变化量ΔT填入表中，
然后移动滑动变阻器滑片P改变电阻中电流大小，重复上述操作，获得第二组数据，填入
表中。本实验的因变量是电流通过电阻产生热量的多少，由于不能直接测量，可用
表示，由上述实验可得出电流通过电阻产生热量的多少与 有关。
I/A 0.3 0.6
ΔT/℃ 1 4
【答案】液体温度变化量ΔT；电流大小。
【解析】（1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化量来反映，即液
体温度变化量ΔT；
（2）本次探究其它物理量不变，改变的是通过电阻的电流大小，所以由上述实验可得出电
流通过电阻产生热量的多少与电流大小有关。
11.（2023辽宁本溪等） 小明为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，利用阻值相等
的电阻丝R、R、R，设计了如图甲所示电路，将电阻丝R 和________（填“R”或
1 2 3 3 1
“R”）分别放在如图乙所示的两个相同装置中，实验通过U形管中________反映电阻丝
2
产生热量的多少；通过实验分析可知，当电阻和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，
这个电阻产生的热量越________。
【答案】 R 液面高度差 多
1
【解析】为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，应采用控制变量法，控制电阻和通
12 12
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电时间相同，电流不同，故应选用R 和R 进行实验，因为在电路中R 起到给R 分流的作
3 1 2 3
用，使R 和R 的电流不同。
3 1
实验中采用两个相同的U型管，产生的热量越多，U型管液面的高度差就越大，实验通过
U形管中液面高度差来反映电阻丝产生热量的多少。
电流的热效应与电阻有关，在电阻和通电时间一定时，流过电阻的电流越大，产生的热量
越多。
三、实验探究题
1. （2023云南）实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。
同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示
的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电
流表示数变大，且导线不交叉_______；
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R______
（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察______来比较相同
时间内不同电流产生热量的多少；
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，
电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能
与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小
明猜想是否正确的方法：________；
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，
电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有______
（请举一例）；
的
（5）若要探究电流通过导体产生 热量与电阻的关系，可选择图乙中_______（选填
“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻______联（选填“串”或“并”）进行
13 13
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实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和________法。
【答案】 （1）见解析 （2）开路 温度计示数的变化 （3）见解析 （4）电热水壶
（5）B 串 （6）控制变量
【解析】（1）滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，则滑动变阻器接入电路的
阻值变小，则滑动变阻器应接右下的接线柱，如图所示：
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，说明电路没有电流通过，经检查仅电阻丝R有
故障，故电阻丝R断路，即开路。
实验中通过移动滑片，使烧瓶中电阻丝通过的电流不同，产生的热量不同，则烧瓶中的煤
油吸收的热量不同，则温度计示数的变化不同，故通过观察温度计示数的变化来比较相同
时间内不同电流产生热量的多少。
（3）想验证猜想：“当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。”是否正确，根据测
的
出 多组Q与I的数据画出对应的Q～I图像，再根据图像判断猜想是否正确，若图像是一
条过原点的直线，则猜想正确；若不是一条过原点的直线，则猜想不正确。
（4）生活中利用电热工作的家用电器有电热水壶。
（5）要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则电阻应不同，而通过导体的电流要
相同，故应将两电阻串联，由图甲可知，烧瓶中的电阻是20Ω，所以应选择电阻为30Ω的
B烧瓶串联进行实验。
（6）电流通过导体产生的热量受电流的大小、电阻、通电时间的影响，则应该应用控制变
量法进行探究。
2. （2022江苏无锡）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素，三个相同的锥形瓶内
均装有质量相等的煤油，电阻丝R、R、R 浸没在煤油中，其中R=R=6Ω、R=3Ω。闭合
1 2 3 1 3 2
开关前，记录下煤油的初温度t；接通电源，同时闭合开关S、S，记录下电流I，通电相
0 1 2
同时间，记录下煤油的末温度，结果如表所示，则R、R 所在锥形瓶中的煤油升温所吸收
1 2
14 14
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的热量之比为_________ 比较①③可知，导体产生的热量与____________有关；比较
____________（选填序号）可知，导体产生的热量与电阻有关，若要探究导体产生的热量
与通电时间的关系，应进行的探究是：____________。
序号 电阻 电流I/A 初温度t/℃ 末温度/℃
0
① R 1.0 20 30
1
② R 1.0 20 24
2
③ R 1.5 20 44
3
【答案】 5:2 电流 ①② 只闭合开关S，改变通电时间，观察温度计示数的变化量
2
【解析】因为三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油，根据 可得，吸收的
热量与温度变化量成正比，R 所在锥形瓶内的液体温度升高
1
30℃-20℃=10℃
R 所在锥形瓶内的液体温度升高
2
24℃-20℃=4℃
故吸收热量之比为5:2；
由题可知，R=R=6Ω，两个电阻阻值相同，由表格数据可知，③的电流大于①的电流，而
1 3
升高的温度是③多一些，根据控制变量法，所以能够得出导体产生的热量与电流有关。
根据题目可知R =6Ω、R=3Ω，电阻不同，且①②电流相同，①升高的温度比②高，能够
1 2
得出导体产生的热量与电阻有关。
只闭合开关S，改变通电时间，观察温度计示数的变化量就能够探究导体产生的热量与通
2
电时间的关系。
3. （2022湖北宜昌）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，
在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过
15 15
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U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为
6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生的热
量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔
画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，
原因是______，请你提出改进办法：______。
【答案】 （1）电流越大 （2）C （3） 电路中
电流太小（或者电阻太大或者电压太低） 将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增
大电源电压）
【解析】（1）由图甲可知，两容器内的电阻大小相等，右侧两根电阻丝并联，然后与左侧
的电阻丝串联，根据串联电路和并联电路特点可知，左侧容器内的电阻丝的电流大于右侧
容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧U型管内液体的高度差大于右侧，
说明左侧电阻丝产生的热量多，所以可以得出：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电
阻产生的热量越多。
（2）要探究电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同。
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡的电流为
16 16
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“12V 6W”的灯泡的电流为
电流不同，故A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，在电压不变时，根据欧姆定律可知，电流
越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时，内部的电热丝和与之相连的导线串联，电流和工作时间相同，由于电
热丝的电阻远大于导线电阻，电热丝产生的热量远大于导线产生的热量，说明电流产生的
热量与电阻大小有关，故C符合题意。故选C。
（3）要探究电流产生的热量与电阻大小有关，在电阻不同时，要控制电流和通电时间相同，
应该把电源、开关和两段电阻丝串联起来，如图所示
较长时间后两个U形管的高度差均不明显，可能是电路的电流太小，导致电阻丝产生的热
量较少，根据欧姆定律，可以把其中较大的100Ω的电阻换成一个阻值较小的电阻丝（不
能为5Ω），也可以增大电源电压。
4．如图所示，是探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置（电源电压
不变）。
（1）实验过程中通过观察______反映密闭空气温度的变化。若想探究电流产生热量的多少
与电阻的关系，应选择图中的______两个密闭容器进行实验，串联的目的是______；
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（2）图丙中并联一个5Ω电阻的目的是______；
（3）通电相同时间，甲、丙两密闭容器中的电阻丝产生热量的关系Q =______Q ；
甲 丙
（4）如果丙装置中容器外的5Ω电阻发生了断路，则通电相同时间，乙装置中电阻丝产生
的热量将比原来______。
【答案】（1）U形管中液面高度变化 甲、乙 使通过甲、乙的电流和通电时间相等
（2）并联分流，改变通过密闭盒内电阻的电流 （3）4 （4）少
【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但密闭容器内空气温度的变化
导致U形管中液面高度变化来间接反映电流通过导体产生热量的多少。
若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，需要保证电流和通电时间相同，应选择图中
的甲、乙两个密闭容器进行实验，串联的目的是使通过甲、乙的电流和通电时间相等。
（2）图丙中并联一个5Ω电阻的目的是并联分流，改变通过密闭盒内电阻的电流。
（3）通电相同时间，甲、丙两密闭容器中的电阻丝中的电流关系I =2I ，两密闭容器中
甲 丙
的电阻丝产生热量根据Q=I2Rt可知
所以Q =4Q 。
甲 丙
（4）如果丙装置中容器外的5Ω电阻发生了断路，电路中的总电阻增大，电路中的电流会
变小，则通电相同时间，乙装置中电阻丝产生的热量将比原来少。
5. 如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全
相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的
变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等；
(2)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化
来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是______；
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(3)通过对比观察，______（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由
此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越______导体产生的热量越多。
【答案】 （1）电流 （2）转换法 （3）甲 越大
【解析】(1)乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容
器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这
是物理研究中的转换法。
(3)在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的
热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，
导体产生的热量越多。
6．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验
装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与 U形管相连，
接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）
连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小
是否有关的装置。
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都
会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 C．研究光的传播时，
引入“光线”D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s
内产生的热量是 J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现
象的原因可能是 。
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【答案】（1）不属于；（2）电流；电阻；
（3）U形管液面高度差；BD；（4）2；200；
（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）
【解析】（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，虽然下端相连通，但上端是密封的，所
以不属于连通器；
（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，
所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过液面高度差
的变化来反映。采用的是转换法；
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（4）由图知，电流表选择的是～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
（5）由Q＝I2Rt可知，电阻丝R 和R 在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该
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出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有
可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。
7．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，小于采用了如图甲所示
的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温
度的变化．
（1）若通电时间相同，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 越大，产生的热量越多．
（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，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 越大，产生的热量越多．
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（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是 法和转换法．
【答案】（1）电阻；
（2）电流；
（3）控制变量．
【解析】（1）将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，由Q=I2Rt可知，右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；
（2）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 =I ，两个5Ω的电阻并联，根
右 左
据并联电路的电流特点知I =I+I，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I=I，所以右
右 1 2 1 2
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）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．
8. 如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，透明容器A
和B中密封着等质量的空气，U形管中液面相平。
（1）将两容器中的电阻丝R 和R 串联起来接到电源两端，通电一段时间后、观察比较两
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个装置中U形管液面高度差的大小关系，来研究电流通过导体产生的热量与______ 的关
系；
（2）实验中如果单独观察R 或R 所在装置，会发现随着通电时间的增加，U形管中液面
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的高度差增大，这表明：在电阻和电流不变时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量
越______ 。
【答案】 电流大小 多
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【解析】（1）装置中，左侧两电阻并联后再与右侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根
据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流小于通过右侧容器中电阻的电
流，而通电时间相同，故实验可以研究电流产生的热量与电流大小的关系。
（2）电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空
气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻
丝产生的热量多少，采用了转换法。实验中如果单独观察 或 所在装置，会发现随着
通电时间的增加，U形管中液面的高度差增大，根据转换法，产生的热量越多，这表明：
在电阻和电流不变时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
9.（2023山东济宁） 电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过
实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度
相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（ ）。
（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制______和______相等；
（2）通电一段时间后，通过观察______来比较电流做功多少；
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝______（选填“ ”或“ ”）做
的功多；
（4）若 两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过 做的功为
______J。
【答案】（1）电流 时间 （2）温度计的示数 （3） （4）12
【解析】（1）如图所示，探究电功跟电压、电流和时间关系时，将两根电阻丝串联后接入
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电路中，可控制通过的电流和经过的时间相等。
（2）通电一段时间后，通过观察温度计的示数计算出两个玻璃瓶中煤油温度的变化量，温
度升高越多，说明煤油吸热越多，即可说明电流做功越多。
（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝 做功较多，因为 ，根据串
联电路分压特点可知，电阻越大两端电压越大，即 两端的电压较大；根据 可
知，在电流和时间相等时，电压越大电功越大。
（4）根据题意可知，10s内电流通过 做的功为
10．探究电流通过导体产生的热量的多少与什么因素有关
实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电
时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。
甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。
（1）选用________组合，并将它们________联接到电源两端进行实验，可以探究电热与电
阻的关系。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与________的关系，其
中15Ω电阻的作用是________。
（3）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，发现乙装置U形管中液面无高度差，
丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置________。
【答案】（1）甲乙 串（2）电流 见解析（3）电阻出现断路
【解析】（1）要探究导体产生的热量的多少与电阻大小是否有关，应控制电流和通电时间
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一定，而电阻不同，由图可知应选用甲和乙两容器，将它们串联接到电源两端。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，两个容器内电阻相等，乙容器中
15Ω的电阻和5Ω的电阻并联，由串并联电路的特点可知通过两个容器内电阻的电流不相
等，可以探究电热与电流的关系。由并联分流的特点可知，15Ω电阻起到分流的作用。
（3）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，乙装置U形管中液面无高度差，丙装
置U形管中液面有高度差，可能乙装置电阻出现断路，不会产生热量，可能乙装置漏气。
11．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实
验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与 U形管相
连，接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）
连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小
是否有关的装置。
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都
会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 C．研究光的传播
时，引入“光线”D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产
生的热量是 J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现
象的原因可能是 。
【答案】（1）不属于；（2）电流；电阻；
（3）U形管液面高度差；BD；（4）2；200；
（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）
【解析】（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，虽然下端相连通，但上端是密封的，所
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以不属于连通器；
（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，
所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过液面高度差
的变化来反映。采用的是转换法；
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（4）由图知，电流表选择的是～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
（5）由Q＝I2Rt可知，电阻丝R 和R 在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该
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出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有
可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。
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