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苏科版九年级下册
第十五章《电功和电热》
15.3 电热器 电流的热效应
【知识梳理】
一、电流的热效应
导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应。
二、实验：探究影响电流热效应的因素
【实验目的】
探究电流的热效应与哪些因素有关
【实验猜想】
1．电阻丝产生的热量与通电时间有关；
2．电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流有关；
3．电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值大小有关。
【实验器材】干电池两节，开关一个，电流表一个，滑动变阻器一个，阻值不同的电阻丝三个（R＞R＞
1 2
R），平底烧瓶2个，温度计两支，煤油。
3
【实验设计】
将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因
此，可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。
1．探究电阻丝产生的热量与通电时间的关系
（1）如图所示组装电路，将电阻丝R 装入烧瓶，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I；
1 1
（2）每过10秒记录一次温度计的示数；
（3）将电阻丝R 更换为电阻丝R 装入烧瓶，重复实验。
1 2
2．探究电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流的关系
（1）仍采用上实验的电路，将电阻丝R 装入烧瓶，闭合开关，调节滑动变阻器，使得电流表示数为I（I
2 1 2
＞I）；
1
（2）每过10秒记录一次温度计的示数。
3．探究电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值大小的关系（1）如图所示组装电路，将电阻丝R 和R 装入两个相同的烧瓶，使R 和R 串联，闭合开关，调节滑动变
1 3 1 3
阻器，使得电流表示数为I；
1
（2）每过10秒记录一次温度计的示数。
（3）更换电阻丝R 为R，使得电流表示数仍为I，重复实验。
1 2 1
【数据记录】(数据仅供参考)
1．探究电阻丝产生的热量与通电时间的关系
时间/s
序号 电阻 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
电流/A
1 R 0.1 20 23 26 29 32 35 38
1
2 R 0.1 20 22 24 26 28 30 32
2
2．探究电阻丝产生的热量与通过电阻丝的电流的关系
时间/s
序号 电阻 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
电流/A
1 R 0.1 20 23 26 29 32 35 38
1
2 R 0.2 20 32 44 56 68 80 92
1
3．探究电阻丝产生的热量与电阻丝的阻值的关系
时间/s
序号 电阻 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
电流/A
R 20 23 26 29 32 35 38
1
1 0.1
R 20 21 22 23 24 25 26
3
R 20 22 24 26 28 30 32
2
2 0.1
R 20 21 22 23 24 25 26
3
【实验结论】
1．电阻丝的阻值、通过电阻丝的电流一定时，通电时间越长，产生的热量越多。
2．电阻丝的阻值、通电时间一定时，通过电阻丝的电流越大，产生的热量越多。3．通过电阻丝的电流、通电时间一定时，电阻丝的阻值越大，产生的热量越多。
【注意事项】
1．在连接电路时，开关要断开。
2．在闭合开关之前，滑动变阻器应调节到阻值最大处以保护电路。
3．滑动变阻器的在实验中的作用
①保护电路；②改变通过电阻丝的电流。
4．实验多次的目的：使结论具有普遍性。
5．实验采用煤油的原因：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快。
三、探究电流热效应影响因素的另一种实验方法
甲 乙
1．探究电阻对电流热效应的影响
如图甲所示，电阻丝密封在装有等量空气的容器内，容器 U形管相连，U形管里装有液体，电阻丝发热后，
空气膨胀，温度越高，空气膨胀程度越大，U形管中液面被挤压的越高，这样就可以体现电阻丝发热的多
少。现取阻值不相等的电阻丝R 、R 串联进行实验，两个电阻丝因串联而控制通过的电流相同，这样就可
1 2
体现出电阻对电流热效应的影响。
2．探究电流对电流热效应的影响
如图乙所示，若取阻值相等的电阻丝R 、R ，这样就控制了容器内的电阻相同，在R 两端再并联另一个电
1 2 2
阻R ，这样R 分走一部分电流，使得通过R 的电流大于通过R 的电流，这样就可体现出电流对电流热效
3 3 1 2
应的影响。
注意：控制电阻相同，不是控制U形管两侧所有的电阻丝阻值相同，而是控制左右两容器中电阻丝阻值相
同。
四、焦耳定律
1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2．表达式： (适用于所有电路)
无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量都有 。
五、电热的利用和有害电热的防止
1．电热的利用：主要利用电热来加热升温。这样的设备叫电热器。电热器的主要组成部分是发热体，发
热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。电热器具有清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节的优点。2．电热的防止：只要用电器中的导体有电阻，电流通过时就会有热效应产生，而对于有些设备，这些电
热会使用电器不能正常工作，并且使绝缘材料迅速老化，造成危害，需要减少电热的产生或者加快散热的
速度。如电视机的散热窗、电脑里的风扇等，都是为防止由于电热使温度过高导致设备性能降低甚至损坏
而采取的散热措施。
【易错点】
电功与电热的关系
1．纯电阻电路：只将电能转化为内能，欧姆定律适用，所以所有计算电功的公式均可用来计算电热，计
算电功率的公式均可用来计算发热功率，即
2．非纯电阻电路：将电能转化为内能和其他形式的能，欧姆定律不适用，所以计算电功和计算电热的公
式不通用，计算电功率和计算发热功率的公式不通用，即
， ，
， ，
3．注意：对于包含纯电阻部分和非纯电阻部分的电路，整体仍是非纯电阻电路。纯电阻部分可按纯电阻
电路计算，非纯电阻部分和整体只能按非纯电阻电路计算。
【规律总结】
1．电动机主要将电能转化为机械能，还有一部分电能转化为内能。所以对于电动机有
，
2．发电厂通过导线传输电能时，会有一部分电能以电热的形式通过导线热传递到空气中，使得用户得到
的电能变少。所以有
，
【典例分析】
1．（2022·辽宁沈阳·九年级期末）关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（ ）
A．对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B．电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C．某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同
【答案】B
【详解】A．电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，所以对于用电器来说，电流做功的多少
等于用电器消耗电能的多少，故A正确，不符合题意；
B．电视机在工作时消耗的电能主要转化为了光能、声能等形式的能量，消耗电能的多少要远大于电视机
中产生电热的多少，故B错误，符合题意；
C．某用电器的电功率越大，在相同的时间内，根据W=Pt可知，它消耗的电能可能越多，故C正确，不符
合题意；
D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同，例如电烙铁和电视机，电烙铁是电能转为内能，
而电视机是电能转化为声能、光能、内能等，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．（2020·甘肃嘉峪关·九年级期末）关于焦耳定律的理解与应用错误的是 （ ）
A．在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体中的电流成正比
B．电视机的后盖有许多孔是为了通风散热，防止过多的电热损坏用电器
C．对于长期停止使用的家用电器隔一段时间要通一次电，目的是利用电热驱潮
D．一个4Ω的定值电阻中通过0.5A的电流时，1min内产生的热量是60J
【答案】A
【详解】A．根据 可知，在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体中的电流的
平方成正比，故A错误，A符合题意；
B．电视机的后盖有很多孔，是为了通风散热，防止热量聚集到一定程度烧坏某些元件，故B正确，B不
符合题意；
C．用电器长时间停止使用，隔一段时间要通电，这样做的目的是利用电热来驱潮，故C正确，C不符合
题意；
D．一个4Ω的定值电阻中通过0.5A的电流时，1min内产生的热量是
故D正确，D不符合题意。
故选A。
3.（2021·河北石家庄·九年级期中）小亮学习小组在一次野炊活动中，忘了带火柴，老师将锡箔纸连接在干
电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃，使他们吃到了香喷喷的饭菜。下列电器中，主要利用该原理
工作的是（ ）
A．电暖气 B．电风扇 C．电视机 D．节能灯
【答案】A
【详解】利用电流的热效应将锡箔纸点燃，是将电能转化为内能。
A．电暖气是将电能转化为内能，故A符合题意；
B．电风扇是将电能转化为机械能，故B不符合题意；
C．电视机将电能转化为光能、内能，故C不符合题意；D．节能灯主要将电能转化为光能，故D不符合题意。
故选A。
4．（2022·河北沧州·九年级期末）如图所示，在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
验装置中，两个透明容器中分别接入了电阻丝R 和R，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行
1 2
实验，下列说法正确的是（ ）
A．若R 和R 阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
1 2
B．若R 和R 阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
1 2
C．若R 和R 阻值不相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
1 2
D．若R 和R 阻值不相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
1 2
【答案】B
【详解】AB．若R 和R 阻值相等，通电时间相同，通过两个电阻的电流不同，所以能探究电流通过导体
1 2
产生的热量与电流的关系，故A错误，B正确；
CD．若R 和R 阻值不相等，电流不同，则无法探究电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系，故CD
1 2
错误。
故选B。
5．（2020·山东菏泽·九年级期末）如图所示的实验，下列说法中错误的是（ ）
A．实验中所用的电阻丝是并联的
B．实验中采用了控制变量法
C．该实验研究的是电流的热效应
D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少
【答案】A
【详解】A．由图可知，两个电阻丝是串联的，故A错误，符合题意；
B．电流产生热量的多少，与电阻大小、电流大小和通电时间有关，研究其中一个因素对产生热量的影响
关系时，需要保持另外两个物理量不变，采用的是控制变量法，故B正确，不符合题意；
C．该实验探究的是电流产生热量多少的影响因素，即研究的是电流的热效应，故C正确，不符合题意；
D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少，采用的是转换法，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．（2022·福建宁德·九年级期末）把标有“220V 50W”的A灯和“220V 100W”的B灯串联起来，接在电
压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，则下列判断中正确的是（ ）
A．两灯的电阻之比R ∶R =2∶1
A B
B．两灯的实际电压之比U ∶U =1∶2
A B
C．两灯实际消耗的功率之比P∶P =1∶2
A B
D．相同时间内，两灯实际发热之比Q ∶Q =1∶2
A B
【答案】A
【详解】A．由 可知，两灯的电阻之比
故A正确；
B．两灯串联起来，则通过两灯的电流相同，接在电压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，由U=IR可
知，两灯的实际电压之比是
故B错误；
C．由P=I2R可知，两灯实际消耗的功率之比
故C错误；
D．由Q=I2Rt可知，相同时间内，两灯实际发热之比
故D错误。
故选A。
7．（2022·福建厦门·中考模拟）如图所示，小明用迷你电动机制成了升降机模型，用它提升重为10N的物
体。当电源电压为2V时，闭合开关，电动机不转动，电流表示数为0.8A；当电源电压为12V时，闭合开
关。电动机正常工作，电流表示数为0.4A，同时5s内物体被匀速提升2m。若忽略温度对电阻的影响，下
列说法正确的是（ ）A．电动机线圈的电阻是2Ω
B．正常工作5s电动机线圈产生的热量是2J
C．电动机正常工作时消耗的电功率是1.6W
D．电动机的效率是90%
【答案】B
【详解】A．电源电压2V，闭合开关，电动机不转时，通过的电流为0.8A，所以电动机线圈电阻
故A错误；
B．电动机正常工作，电流表示数为0.4A，5s线圈产生的热量
Q=I2Rt=(0.4A)2×2.5Ω×5s=2J
故B正确；
C．正常工作时消耗的电功率
P=UI=12V×0.4A=4.8W
故C错误；
D．电动机提起物体时所做有用功
W =Gh=10N×2m=20J
有
消耗的电能
W=Pt=4.8W×5s=24J
电动机的效率
故D错误。
故选B。
8．（2022·甘肃平凉·中考二模）如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，
两条输电线总电阻为2Ω，甲地电源的电压为220V不变，线路电流为10A，下列说法正确的是（ ）
A．乙地用户用电器上的电压为220V
B．在100s的时间内，输电线上产生的热量为4×105J
C．当乙地用户消耗的总功率增大时，用户用电器上的电压也增大D．当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多
【答案】D
【详解】A．因为乙地用户与输电线是串联的，由于导线有电阻，根据串联电路分压特点，则乙地用户用
电器上的电压要比220V小，故A错误；
B．由于乙地用户消耗的总功率不确定，故输电线的电流不确定，则根据Q=I2Rt可知，输电线上产生的热
量不确定，故B错误；
C．当乙地用户消耗的总功率增大时，由 可知，通过输电线的电流越大，根据U=IR可知，输电线两
端的电压变大，则用户用电器上的电压减小，故C错误；
D．当乙地用户消耗的总功率增大时，由 可知，通过输电线的电流越大，根据Q=I2Rt可知，相同时
间内输电线上产生的热量增多，故D正确。
故选D。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2021·浙江杭州·九年级月考）如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R、R 两电阻丝密
1 2
封在两只完全相同的烧瓶内，且R>R，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（ ）
1 2
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．若在该装置中串联一个滑动变阻器，就可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，不仅需要将其中一个烧瓶内的煤油换成等质量的水，还需使烧瓶内
两个电阻的阻值不相同
【答案】D
【详解】A．在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度升高的多，所以用比热容小
的液体可以使实验现象更明显，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，两瓶中电阻丝串联，实验中，移动滑动变阻器，可以改变电路中电流的大小，分析同一个
烧瓶内温度计示数的变化，可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系，故B正确，不符合题
意；
C．通电后电流通过电阻丝产生热量越多，煤油的温度升的越高，通过观察温度计的示数大小来判断电流
产生的热量的多少，应用了转换法，故C正确，不符合题意；
D．比较水和煤油的比热容大小时，烧瓶内分别装有质量相同的水和煤油，要使它们在相同的时间内吸收
相同的热量，所以要使两瓶中电阻丝的阻值相同，故D错误，符合题意。故选D。
2．（2022·江西赣州·中考一模）在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个
透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化，
则（ ）
A．甲、乙、丙三个容器内，流过三个电阻的电流相等
B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
C．要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
D．通电一段时间后，U形管中液面的高度变化最大的是乙
【答案】D
【详解】由图得，容器丙中5Ω的电阻丝与容器外5Ω的电阻丝并联后，与容器甲5Ω的电阻丝、容器乙
10Ω的电阻丝串联。
A．甲、乙容器内，电阻丝的电流相同，且电流大于丙容器中电阻丝的电流，故A不符合题意；
B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制电流相同，改变电阻的大小，需观察甲、乙两个U形管
中液面高度的变化，故B不符合题意；
C．要探究电流产生的热量与电流的关系，要控制电阻相同，改变电流大小，需观察甲、丙两个U形管中
液面高度的变化，故C不符合题意；
D．通电一段时间后，由 得，乙容器中电阻大于甲，电流相同，乙电阻丝产生热量大于甲，甲与丙
的电阻相同，甲在干路上，电流大于丙，甲电阻丝产生的热量比丙多，即相同时间产生热量最多的是乙电
阻丝，因此U形管中液面的高度变化最大的是乙，故D符合题意。
故选D。
3．（2020·四川遂宁·九年级期末）小明发现当给家中的电灯通电后，灯丝热得发光，而与灯泡串联的导线
温度几乎感觉不到变化，对这一现象的解释，正确的是（ ）
A．通过灯丝的电流大些
B．电流在导线中不发生热效应
C．制成灯丝的材料电阻较小
D．导线和灯丝中的电流相同，但灯丝电阻更大
【答案】D
【详解】因为灯丝和导线串联，所以通过灯丝和导线的电流、通电时间都相同，根据焦耳定律 可知，
灯丝电阻大，产生的热量多，而导线电阻非常小，产生的热量很小，所以电灯通电后，灯丝热得发光，而
与灯泡串联的导线温度几乎感觉不到变化。故ABC错误，D正确。
故选D。4．（2020·吉林白城·九年级期末）两个电阻并联，电阻之比是 ，则相同时间内产生的热量之比为（
）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】由并联电路的电压特点可知，两电阻两端电压 ，由 可得相同时间内电流通过
两电阻产生热量比
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．（2021·广东揭阳·九年级期末）关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ）
A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D．根据 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
【答案】B
【详解】A．根据Q=I2Rt可知，由于没有说明电流一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量也不一定
越多，故A错误；
B．根据Q=I2Rt可知，在电流、通电时间一定时，电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比，故B
正确；
C．根据Q=UIt可知，此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，电阻发生
变化时，电压和电流也会发生变化，故C错误；
D．根据 可知，由于没有说明电压一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量也不一定越少，
故D错误。
故选B。
6．（2022·山东济宁·中考一模）如图为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，U为用户端
的电压，则因输电线发热而损耗的电能为（t为通电时间）（ ）
A．I2rt B． C．UIt D．UIt﹣I2rt【答案】A
【详解】A．由题意可知，输电电流为I，输电线总电阻为r，通电时间为t，输电导线上发热而损耗的电能
为
W =Q=I2rt
故A符合题意；
B．r为输电线总电阻，输电线两端的电压为U ，所以输电线发热而损耗的电能为
损
用户端的电压U不是加在输电线两端的，即电压和电阻值并不对应同一段电阻，故B不符合题意；
C．U为用户端的电压，I为输电电流，所以W=UIt为用户消耗的电能，而不是输电线发热损耗的电能，故
C不符合题意；
D．根据以上分析可知，W=UIt为用户消耗的电能，I2rt为输电线发热而损耗的电能，所以UIt﹣I2rt等于用
户消耗的电能与输电线发热而损耗的电能的差值，不等于输电线发热而损耗的电能，故D不符合题意。
故选A。
7．（2022·安徽淮北·中考模拟）如图，电阻R和电动机 关接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻
值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为 ，产生热量为 ，电流通
过电动机做功为 ，产生热量为 ，则有（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】已知电阻R跟电动机线圈串联在电路中，闭合开关，电路中电流相等，即 ，电阻R跟电动
机线圈的电阻值相等，经过相同时间t，根据焦耳定律 ，产生热量的热量 ，对电阻R来说，
纯电阻电路电流所做的功 ，电动机正常工作时是非纯电阻用电器，消耗的电能一部分转化为内能、
大部分转化为机械能，则电流所做的功（消耗的电能）大于电流产生的热量，即： ，所以 ，
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．（2022·安徽六安·九年级期末）用电热丝烧水，当电流为I时，t秒可将水烧开。如果电流减小为原来的
一半，则烧开同样的水所需时间为（ ）
A． B．2t C．4t D．
【答案】C【详解】因为烧开相同一壶水时，水吸收的热量相等，则电热丝产生的热量相等，如果电流减小为原来的
一半，根据Q=I2Rt可得
解得
t′=4t
故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
9．（2022·江苏无锡·中考一模）如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压U为50V且保持不变，电
路中的电流是2A，质量为10kg的重物m在电动机带动下以0.8m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电
动机线圈的电阻是（g取10N/kg）（ ）
A．18Ω B．8Ω C．5Ω D．2Ω
【答案】C
【详解】电动机的总功率为
电动机对重物拉力为
电动机对重物做功的功率即机械功率为
发热功率为
所以电动机线圈的电阻为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10．（2022·江苏泰州·九年级期末）如图乙所示，将锡纸条的中间剪掉一些，已知ab、bc、cd长度相等，
如图甲所示，将锡纸条接在电池两极，很快锡纸条开始冒烟、着火。关于该实验现象的分析错误的是（
）A．ab段的电阻大于bc段的电阻 B．bc段产生的热量大于cd段
C．先冒烟的是ab段 D．ab段的电流小于bc段的电流
【答案】D
【详解】A．由图知，锡纸条上ab、bc、cd段的材料和长度相等，ab段横截面积最小，cd段横截面积最大，
在材料和长度相同时，横截面积越小电阻越大，所以ab段的电阻最大，bc段的电阻较大，cd段的电阻最
小，故A正确，A不符合题意；
BCD．ab、bc、cd段可看作是串联，通过三段的电流相等，根据 可知相等时间内，ab段的电阻最
大，产生热量最多，其次是bc段，cd段产生的热量最少，所以先冒烟的是ab段，故BC正确，D错误。
BC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、实验题
11．小刚在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验中，所用的实验器材如下图所示，
两个透明容器内密封着等质量的空气，U形管中液面最初相平；
（1）实验中是通过观察U形管中液面的______来显示容器内空气温度的变化，这里采用的方法是______；
（2）实验中选用空气而不用水做实验，是因为相对于水，空气受热更容易_______，可使U形管中液柱上
升更快，实验现象更明显；
（3）用笔画线代替导线，把图中两个容器的电阻丝接到电路中，要求滑动变阻器滑片向右移动时，滑动
变阻器接入电路中电阻增大______；
（4）组装之前，将图中往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；
（5）另一实验小组进行实验时，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______；(填一种情况即可)
（6）正确接好电路，闭合开关，通电一段时间后，______(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化
大，此实验现象表明，在电流、通电时间相同的情况下，______越大，它所产生的热量越多；
（7）在探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时，应该控制______和______不变；
（8）将下图的装置接入上图的虚线框中，重新做这个实验；①探究的是电流产生的热量跟_______的关系，
通电一段时间后，______(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多，得出的结论是______；②要进一步使该结论更具有普遍性，在装置不变的情况下，可以采取的方法是：______；
（9）若通过R 的电流为2A，那么10 s内通过R 的电流产生的热量是______J；
1 1
（10）小刚发现电热水壶在工作时，其内部的电热丝发热较多，而与电热丝连接的导线却发热较少，原因
是______。
【答案】 高度差 转换法 膨胀
属于 与此相连的透明容器有可能漏
气 右 电阻 电阻 电流 电流 左 见解
析 见解析 200 见解析
【详解】（1）[1][2]实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示容器内空气温度的变化，像这种用能
直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法。
（2）[3]要在较短的时间内达到明显的实验效果，即要求容器内的物质的体积变化较大，而空气相对于水
来说，受热更容易膨胀，可以使U形管中液柱上升更快，实验现象更明显。
（3）[4]电源、开关、滑动变阻器、两个电阻丝组成串联电路，滑动变阻器的滑片向右移时，滑动变阻器
接入电路的阻值变大，滑动变阻器用左半部分电阻丝，如答案所示。
（4）[5]组装之前，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器。
（5）[6]通电一段时间后，电阻丝产生热量，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃
管中液面高度几乎不变，说明与此相连的透明容器有可能漏气。
（6）[7][8]图中，两电阻串联，电流和通电时间相同
5Ω<10Ω
接好电路，闭合开关，通电一段时间后右侧U形管中液面高度变化大，说明右侧容器内电阻丝产生的热量
多，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，电阻越大，所产生的热量越多。
（7）[9][10]根据控制变量法，在探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时，就应该控制电阻和电
流不变，改变时间的长短。
（8）①[11][12][13]将下图的装置接入上图的虚线框中，图中右侧容器的电阻与容器外的电阻并联，再与
左侧容器中的电阻串联，根据并联电路的电流规律可知，通过左侧容器内电阻的电流要大于通过右侧容器
内电阻的电流，探究的是电流产生的热量跟电流大小的关系，通过一段时间后，左侧容器内电阻丝产生的
热量较多，可以得到在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
②[14]为了获得普遍的规律，实验中应多次测量，所以需要移动滑动变阻器来改变电流的大小。（9）[15]10s内通过R 的电流产生的热量是
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Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J
（10）[16]因为连接的导线和电热水壶是串联，电流相等，但是电热水壶的电阻远远大于导线电阻，相同
时间内，由焦耳定律Q=I2Rt可知，电热水壶工作时产生大量的热，而与其连接的导线却几乎不发热。
