实验探究题 · 第4节 焦耳定律

实验探究题中等
在探究 “电流通过导体产生的热量与哪些因素有关” 时,小明和小华同时进行了实验,小明设计的实验电路如图甲所示,两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内,瓶中插入温度计 a、b。
题目配图
(1) 为了让实验效果更显著,小明应在图 1 的甲、乙两瓶中加入质量、初温均相同的________(选填 “煤油” 或 “水”);
答案:煤油
(2) 实验中,通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少,下列实验应用了该研究方法的是________(选填序号); A.探究电流与电压、电阻的关系 B.探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C.“伏安法” 测电阻
答案:B
(3) 爱思考的小明,还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力,在图 1 甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,R甲'________R乙'。闭合开关,一段时间后,若温度计 a 比温度计 b 温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体比热容的关系,c甲______c乙。(均选填 “>”、“<” 或 “=”)
答案:=;<
(4) 另一小组的小华同学用如图 2 探究电流通过导体产生的热量与电流关系的实验,实验中给装置通电,________(选填 “左边” 或 “右边”)U 形管内的液面高度变化较快。如果通过左侧容器中电阻丝的电流是 2A,则右侧容器中电阻丝在 1min 内产生的热量是________J。
答案:左边;300
答案:(1) 煤油;(2) B;(3) =;<;(4) 左边;300
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(1) 煤油比热容小,吸收相同热量,温度上升更明显,实验现象更显著,因此选用煤油。 (2) 本实验用的是转换法。A 用控制变量法;B 通过电流表示数大小反映电阻大小,转换法;C 多次测量求平均值减小误差。故选 B。 (3) 比较不同物质吸热能力,要保证相同时间两种液体吸收热量相等,所以 R甲'=R乙'。质量相同,吸收热量相同,温度升高越快,比热容越小,故 c甲乙。 (4) 右边两个 5Ω 电阻并联,再和左边 5Ω 电阻串联;左边电阻电流大于右侧容器内电阻的电流,电阻、通电时间相同,由 Q=I2Rt,左边产生热量多,左边 U 形管液面高度变化快。并联支路电流相等,右侧容器电阻电流 I内=1A;Q=I内2Rt=(1A)2×5Ω×60s=300J。

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