九年级中考专项复习焦耳定律实验探究改完.doc
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焦耳定律实验探究
1.小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。
温度计显示煤油的温度。
1题图
(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该。
(2)小红问小明“水比较容易获得,干嘛不用水代替煤油”。
对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为合理的是()
A.因为煤油有颜色便于观察
B.因为煤油有比较大的热值
C.因为煤油有比较小的密度
D.因为煤油有比较小的比热容
2题图
(3)实验中,小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。
这表明:
在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越,产生的热量越多。
2.在“探究影响电流热效应的因素”活动中,海洋同学为了研
究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响,设计的正
确方案是:
选择两个阻值(相等/不等)的电阻丝,
控制通过两个电阻丝的电流(相等/不等),通
电时间相等,比较产生热量多少。
于是他找来两段材料、
粗细相同,长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同,
长度不同的电阻圈串联在电路中,同时将火材棒分别插
入两个电阻圈中,如图所示,他想通过火材被点燃的先
后来比较产生热量多少。
当电路接通后,他发现两根火材几乎同时被点燃,于是得到电阻大小对产生热量多少没有影响的结论。
你根据掌握的知识,判断他的结论是(正确/错误)的,请分析他实验时火材被同时点燃的主要原因是。
3题图
3.小明冬天取暖时发现:
电暖器的电热丝热得发红,而与电热丝相连的导线却不怎么热。
(1)请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题:
__________________________________?
3题图
(2)如图3是小明进行实验探究的部分电路,A、B烧瓶中装有质
量相等初温相同的煤油,金属丝电阻分别为RA、RB,RA 通电 一段时间后,发现B烧瓶中温度计的示数大些。 此现象说明: 在_____________和______________相同时,_____________越大, 电流产生的热量越多。 4题图 4.在“比较两种液体比热容的大小”实验中,提供的装有液体、发热电阻丝和温度计的烧瓶(各烧瓶完全相同;各烧瓶中的液体种类不同、质量 相同;各烧瓶中发热电阻丝完全相同)若干,其他器材 任选。 (1)小明选用的两个烧瓶中分别装有A、B两种液体,选用 的其他器材及实物连接图如图14所示。 给A、B两种液体加 热时,小明“先闭合S1和S2,后闭合S3,一段时问后,断开 S3。 ”这样操作可保证加热时间_________,其目的是使两 种液体______________。 通过观察,发现A液体中温度计 示数的变化量大,则_________液体比热容大。 (2)小明将装有A液体的烧瓶换成装有C液体的烧瓶,将装 有B液体的烧瓶换成装有D液体的烧瓶。 其他器材及实物连 5题图 接关系不变,又做了一次实验。 他“先闭合S1和S2,后闭合S3,发现C液体温度升高得快,一段时间后,断开S1,同时记下C液体中温度计示数的变化量△t。 又过了一段时间,当D液体中温度计示数的变化量也等于位时,断开S2。 ”因为_________液体加热时间短,所以_________液体比热容小。 5.小明看到研究焦耳定律的实验装置后,将它改装 成了如图所示的一种测量未知液体比热容的装置。 测量时,分别往甲乙两瓶中装入水和待测液体,闭合开关一段时间后,再分别用 温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度 Δt水和Δt,在不计热损失的情况下,就可以求得待测 液体的比热容c=Δt水C水/Δt。 (1)为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量 相等,小明设计的电路中必须满足的条件是____________ (2)为了得出待测液体的比热容表达式“c=Δt水C水/Δt。 ”,小明的测量方案中至少还 需要的一种测量仪器是_________,目的是____________________________________。 6题图 (3)闭合开关后,要使水和待测液体的温度升高得更快,滑动变阻器的滑片应向_______滑动。 6.学完焦耳定律后,小红和小亮想利用如图所示的 装置比较铝和锰铜这两种材料的导电性能。 ⑴他们应该选用____________、_____________ 都相同的铝丝和锰铜丝。 (2)小红想在两个烧瓶中分别装入等质量的煤油,而小亮建议用水代替煤油。 小亮的建议不妥的原因是 _______________。 (3)按小红的想法进行实验,接通电路后,他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢,说明_______丝的导电性能较强。 7题图 7.如图所示电路中,A、B、C三烧瓶中分别装有等质量的水或煤油, 瓶内电阻丝电阻的大小关系为RA>RB=RC,瓶中均插有同型号的温 度计,则下列说法中正确的是() A.闭合S3,断开S1、S2,可用于探究电热与电阻的关系 B.闭合S3,断开S1、S2,可用于比较不同液体的比热容 C.闭合S1、S2,断开S3,可用于探究电功与电流的关系 D.闭合S2,断开S1、S3,可用于探究电热与电阻的关系 8题图 8.小红和小明分别用图28所示的装置,探究电流一定时,电流产生的热量与电阻的关系。 他们分别将两段阻值不同的电阻丝(R1<R2)密封在完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与气球相连。 (设他们所用的各种同类器材性能相同) (1)在这个实验中电流产生热量的多 少是通过_________体现 出来的。 (2)他们同时开始进行实验,在a、b、 c、d四个气球中,鼓起来最快的是 _______。 (3)小红和小明的实验方案中有一个是错误的,请针对错误的实验方案进行简要评估。 (说明谁的方案是错误的,以及错误的原因。 ) 9题图 9.为了探究影响电热的因素,实 验室准备了两个装满煤油的烧 瓶、两个带有橡皮塞的粗细均 匀的相同玻璃管,两根不同阻 值的电阻丝,以及滑动变阻器、 开关、导线、电源等.两个实 验小组根据提供的实验器材, 分别设计了图甲、乙所示的两个方案. (1)这两个方案的共同点是通过观察什么知道电热的多少. (2)甲方案探究的问题是什么? (3)乙方案探究的问题是什么? 10.小明组装了如图所示的可调光台灯。 小红说: “滑片P在B端时比在A端时整个电路省电。 ”小明想: 滑片P在B端时灯和滑动变阻器都工作,反而比滑片P在A端时灯单独工作还要省电,这是为什么呢? (1)他从实验室找来一个电压恒定的电源,电阻丝R1、R2,及相关的一些器材进行探究。 ①图是他实验电路的一部分,在这个电路中电阻丝只接入R1,通电5min记录温度计 升高的示数。 ②为了验证滑片P在B端时整个电路消耗的电能是否减少,他在原电路中再接入电 阻丝R2,此时应将R2与R1联,待煤油冷却后,同时放入原来的烧瓶中。 通电5min发现这次温度计升高的示数比上次少。 从而验证了小红的说法是正确的。 ③实验中,小明是通过观察来反映电阻丝消耗电能的多少。 (2)他进一步思考灯变暗时省电的原因是: 电源电压不变,由于电路的总电阻, 导致电路的总功率,相同时间内消耗的总电能少。 (3)小明家的电暖气有高温和低温两个档位,为了节省电能又不至于太冷,常使用 低温档,比使用高温档时接入电路中的总电阻要。 4题图 11.董妍同学设计了如图所示的实验装置,探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”。 (1)说明利用该实验装置如何解决探究的问题; (2)实验过程中她发现实验现象并不明显,可能的原因是什么? (写出两种) (3)张晖同学利用电流的热效应烧水,观察到水沸腾后继续加热,水的温度却保持不变,既然水没有变得更热,那么电热器所供给的能量跑到哪里去了呢? 该同学猜想能量可能跑到水蒸气里去了,请你从不同的角度用生活经验或实验现象予以证实。 12.在探究“电功率与电流、电压的关系”实验中: 表一 发光情况 电压 L1灯 较暗 1.2V L2灯 较亮 2.5V ⑴甲实验小组设计了如甲图所示的实验电路来探究“电功率与电压的关系”,并将实验数据记入所设计的表一中;乙实验小组设计了如乙图所示实验电路也来探究“电功率与电压的关系”,乙实验小组设计了如表二的实验记录表格进行了实验记录。 电路中L1、L2和L3的规格分别为“1.2V0.3A”、“2.5V0.3A”和“3.8V0.3A” 表二 第一次移动滑片后 第二次移动滑片后 L1 L2 L3 L1 L2 L3 灯泡两端电压 0.8V 1.7V 2.5V 1.2V 2.5V 3.8V 比较三个灯泡的亮度 较暗 较亮 最亮 较暗 较亮 最亮 ①实验中两小组同学通过____________判断灯泡泡的电功率大小。 ②通过表一和表二的实验数据分析均可得出的初步结论是______________________. ③甲、乙两个实验小组都对“电功率与电压的关系”进行了实验探究,请你对他们两个小组的不同设计及探究过程进行评估。 ⑵根据上面的启示,请你设计一个能够充分探究出“电功率与电流的关系”的实验电路,并设计一个记录实验数据的表格。 13.在探究“电功率跟电流、电压的关系”时,采用两个不同规格的灯泡分别串联和并 联。 请回答下列问题: (1)实验中是怎样比较电功率的大小的? (2)两次实验分别可以得出: 用电器两端电压越高、电流越大电功率就越大。 请你对该实验的过程或实验结论的得出做以点评。 (3)教材中指出,“根据进一步的实验,可得: 电功率等于电压与电流的乘积。 ”你认为在进一步的实验中,与教材中的实验应有怎样的区别? 参考答案 1.相等、D、大 2.不等、相等、错误、电阻丝与火柴接触点处产生的电热相等 3.电流产生的热量与电阻是否有关、电流、通电时间、电阻 4.相同、吸收相同热量、B、C、C、 5.R甲=R乙、天平、取等质量的水和待测液体、左 6.⑴长度、横截面积 (2)水的比热大(3)吕 7.D 8. (1)气球的形变太小 (2)c (3)小明采用的实验方案是错误的。 原因是 他采用了并联电路,导致通过两段电阻 丝的电流不相同。 9. (1)观察玻璃管中液面的高度 (2)在电流一定时,电热与电阻的关系 (3)在电压一定时,电热与电阻的关系 10.串、温度计升高的示数、增大、减小、大 11. 12.解: (1)①比较小灯泡的亮度。 ②通过用电器电流相同时,用电器两端的电压越大,电功率越大。 ③乙小组的实验设计和探究过程都要好于甲实验小组。 乙的设计电路参与对比的对象多,滑动变阻器的使用,使得实验次数增加了,实验数据更加允分,进行了多次对比,避免实验的偶然性,实验结论更具有普遍意义。 (2)电路设计如下图 实验记录表格设计如下表: 第一次移动滑片后 第二次移动滑片后 L1 L2 L3 L1 L2 L3 灯泡的电流 比较三个灯泡的亮度 13. 8
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