中考物理实验专题突破针对训练实验25探究影响电流热效应的因素
展开实验二十五探究影响电流热效应的因素
◎核心考点：
【设计与进行实验】
1.主要实验器材选取及作用：
（1）加热材料的选用：用煤油或空气（相比于水：①煤油是绝缘体；②煤油和空气的比热容小，可以使实验现象更明显）；
（2）选择加热物质的要求：①物质种类、质量和初温均相同；②绝缘体。
2.实验步骤：
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系
将两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相同，通电一段时间后，比较两个容器中U型管液面的高度变化情况，发现与右边容器相连的U型管液面高度变化更大一些。如图1所示：
图1 图2 图3
结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（2）探究电流产生的热量与电流的关系
如图2所示，两个密闭容器中的电阻丝阻值都是5Ω，在右侧容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过通过右侧
容器中电阻丝的电流。在通电时间相同时，观察两个U型管中液面高度的变化。
发现与左侧容器相通的U型管液面变化更大一些。
结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
（3）探究电流产生的热量与时间的关系
如图3所示，将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察与左边容器相通的U型管的液面高度变化情况，发现随着通电时间越长，U型管中液面高度变化越大。
结论：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
【实验结论】
导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关：①在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多；②在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电流产生的热量越多；③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
【实验方法】
（1）转换法：通过U形管液面高度的变化反映产生电热的多少；
（2）控制变量法：
①探究电热与通电电流的关系：控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过电热丝的电流大小；
②探究电热与电阻的关系：控制电热丝的电流和通电时间相同，选择两个不同阻值的电阻丝；
③探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和电流相同，改变通电时间的长短；
【交流与讨论】
（1）容器内加热物质为空气的原因：气体的热胀冷缩明显，使现象更加明显；
（2）多次测量的目的：避免实验的偶然性，让实验结论更具有普遍性；
◎针对训练
下图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器.其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象.
甲乙
（1）实验中通过观察______________________的变化来比较导体所产生的热量的多少；这运用了_________（选填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想.
（2）用装置甲进行实验时，通过控制通电时间和电路中的________不变，来研究导体产生热量与电阻的关系.
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是________容器.
（4）图乙是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系.
（5）为使甲装置得出的结论具有一定的普遍性，同学们讨论了以下两种方案：
方案一：在图甲中，断开开关，待U形管中液面降回到起始高度后，再次闭合开关进行实验，比较U形管中液面上升情况，得出结论.
方案二：在图甲中，断开开关，换用阻值不同的电阻，再次闭合开关进行实验，比较U形管中液面上升情况，得出结论.
以上两种方案，你认为可行的是方案________.
（6）小明认为将容器中的空气换成水，也可以完成实验，你认为小明的做法是否合理，请说明理由：________________________________________.
（7）小明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是新买的电源线过________（选填“粗”或“细”）.
答案：（1）U形管液面高度差；转换法；（2）电流；（3）C；
（4）电流；（5）二；（6）不合理，水受热体积变化不明显(水是导体)；（7）细
