2020-2021学年浙教版科学中考第二轮专题复习电学实验--焦耳定律 (含解析)

这是一份2020-2021学年浙教版科学中考第二轮专题复习电学实验--焦耳定律 (含解析)，共17页。试卷主要包含了2ⅹ103焦∕千克˙℃等内容，欢迎下载使用。

电学实验--焦耳定律

1.小马同学对研究焦耳定律的实验装置进行了改装，如图所示，可以测量未知液体的比热容C。测量时，分别往甲乙两瓶中装入质量相同的水和待测液体，闭合开关一段时间后，再用温度计分别测出这段时间内水和待测液体升高温度△t水和△t，在不计热量损失的情况下，就可以求得待测液体的比热容。
资料1：质量为m的某种物质，温度升高△t，吸收热量为Q吸=Cm△t。
资料2：水的比热容为4.2ⅹ103焦∕千克˙℃

（1）闭合开关后，发现水和待测液体的温度升高得较慢。为了使温度升高得更快，他应将滑动变阻器的滑片向________端滑动（填“A”或”B”）。
（2）本实验需要控制这段时间内水和待测液体吸收的热量相等，小马设计的电路中必须满足的条件是________。
（3）下表是实验中测得的数据
时间（分钟）
水升高的温度Δt水（℃）
待测液体升高的温度Δt（℃）
2
9
21
4
18
42
6
27
60
根据上表中的数据，可以得到待测液体的比热容为________焦∕千克˙℃
2.如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U)。由此请你回答：

（1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为________(填写表达式)。
（2）在电动机转动时，电流所做的功________(填“大于”“等于”或“小于”)电流在电路中产生的热量。
（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。
3.如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同）．瓶中的电阻采用金属丝．

（1）完成电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小．
（2）实验中，通过观察________来判断电流通过导体产生热的多少．
（3）在电流与通电时间相同的条件下，选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验，为了使实验现象最明显，可以选用表中的铜与________进行对比．
长1m、横截面积1mm2的几种材料的电阻（20℃）
材料
铜
铝
钨
镍铬合金
电阻（欧）
0.0175
0.029
0.053
1.0
（4）要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以采取的方法是________（允许改变元件位置，更换元件等，只要求写出一种）．
4.小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

（1）请用笔画线代替导线，把电路连接完整。


（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此在这个实验中是通过________显示电流产生热量的多少。

（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有________（写出一个即可得分）。

（4）根据所学知识可知，在相同时间内________瓶内的电阻丝放出的热量较多（填“甲”或“乙”）。

5.小伟探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关，电路如图甲，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R1＞R2 ．


（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要原因是________ ．

（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与________ 的关系

（3）小伟将装置改装（如图乙，两烧瓶中的电阻R1相同）测量煤油的比热容，实验步骤如下：

a．分别在两个相同的烧瓶中加入初温均为t0 ， 质量均为m的水和煤油；
b．通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t水、t煤油 ．
c．请用步骤中出现过的物理量符号表示煤油比热容为c煤油=　________ （已知水的比热容为c水）．
d．小伟发现实验中的数据与课本中煤油的比热容有偏差．结合试验装置图，分析原因：________ ．
6.下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整．

（1）课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理．

我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大．通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油上升的高度越________ ．
实验过程：
①接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：________ 瓶中的煤油上升得高．这表明，串联时的电阻越大，产生的热量越________ ．
②在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同．在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高．实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较第一次的________  ． 这表明，同一电阻，电流越大，电流产生的热量越________ ．
③实验表明：通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越________ ．我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析，找到了电流产生热量的多少和________ 因素有关．

（2）应用：有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子．________ ．

7.小文同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置，请仔细观察甲、乙两图，


（1）实验时通过观察两个U形管中________ 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．

（2）由甲图所示的装置可以得到的结论是：在电流和通过时间相同的情况下，________ ．

（3）乙图所示的实验现象可以研究电流通过电阻丝产生的热量与________ 　的关系．

8.在生活中，小红发现用电炉烧水时电热丝热得很快，而连接的导线却不怎么热．小红猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电流不同．小明猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同，根据已学知识，小明马上否定了小红的猜想．


（1）为了验证小明的猜想，他们设计了如图甲所示的电路，两个烧瓶A、B中盛有质量的煤油，选择煤油的理由是________ A与RB是阻值不同的电热丝，其中RA与RB采用串联的连接方式，探究后得出结论________ ．

（2）接着小红提出探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，他们又利用上述器材设计如图乙电路同时观察RA与RB ， 这样的方案是________ （选填“可行”或“不可行”），理由是________ ．

9.刚强同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，将1、2和3、4导线分别接到电源两端．


（1）实验中通过观察U形管中________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；

（2）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系，通过一段时间，________容器中电流产生的热量较多；（选填“a”或“b”）

（3）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系，通过一段时间，________容器中电流产生的热量多．（选填“c”或“d”）

10.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变．

（1）甲装置可探究电流产生的热量与______的关系．
答案：电阻
（1）甲装置可探究电流产生的热量与________的关系．

（2）在装置甲、乙的来两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与的________关系．

（3）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球________（填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多．

（4）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与图中的相同）．比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是________，理由是：________．

11. 小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．


（1）通电一段时间后，小明发现________ 烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越________ ，产生的热量越多．

（2）本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式，控制________ 及________ 相同；还使用了转换的科学性，实验中采取的措施是________ ．

（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成________ 相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的________ 相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理．

12. 小明猜想电流通过导体产生的热量由于电流、电阻和通电时间有关．为了探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”，所用的实验器材有：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；绝热的塑料盒一个，盒内密封着空气，盒内电阻丝的阻值是10Ω，插在盒中温度计的量程是0﹣100℃；导线若干．

（1）用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整．


（2）记录的实验数据如下表

实验次数
通电时间t/s
电阻R/Ω
电流I/A
盒内空气的初温t0/℃
盒内空气的末温t/℃
盒内空气升高的温度△t/℃
热量Q
1
20
10
0.2
20
32
12
小
2
0.3
20
47
27
中
3
0.4
20
69
49
大
①分析表中数据，得到的探究结论是________ 
②从表格中提取的能得出该结论的信息是________ ．
（3）实验结束后，小明为了缩短实验时间，对原实验方案稍加改动：实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，也不打开通气孔，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开始计时，20s后记录末温…

指出改动后方案的两点不足（可以结合原文案的实验数据）
①________ ．
②________ ．
13.根据所学知识看图回答问题：


（1）如图1中物体的长度是________ cm， 图2中电压表的示数是________ V．

（2）图3中量筒里水的体积是________ mL．

（3）图4所示的装置做“探究电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验．（甲、乙是完全相同的密闭容器．闭合开关前，A、B两U形管内液面相平）

①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形管中液面的________ 来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用了________  的探究方法．
 ②通过对比观察，________ （选填“甲”、“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多．由此可知，在电流强度和通电时间相同时，电阻越________  ， 导体产生的热量越多．

答案解析部分
一、实验探究题
1.【答案】 （1）闭合开关后，为使温度升高得更快，由焦耳定律Q=I2Rt可知，可以增大电路中的电流，滑动变阻器向A端移动
（2）要使在相同的时间内，电阻产生的热量相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流要相同，所以两阻丝串联，且电阻大小相同
（3）1.8ⅹ103J∕(Kg˙℃)
【解析】【分析】（1）根据Q=cm△t可知，水温升高的较慢应该是相同的时间内产生的热量太少所致。根据焦耳定律Q=I2Rt可知，要增大电流产生的热量就必须增大电流，而减小变阻器的电阻，据此确定变阻器的滑片移动方向；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt分析需要控制的条件；
（3）相同的时间内，水和液体吸收的热量相等，根据公式Q=cm△t列出方程计算液体的比热容即可。
【解答】（1）为了使温度升高得更快，就要增大通过电路的电流，减小变阻器的电阻，即他应将滑动变阻器的滑片向A端滑动；
（2）本实验需要控制这段时间内水和待测液体吸收的热量相等，由焦耳定律Q=I2Rt可知，小马设计的电路中必须满足的条件是：电流要相同，所以两阻丝串联，且电阻大小相同
（3）在2min内水和液体吸收的热量相等，
即Q水=Q液体；
c水m△t水=cm△t；
c水△t水=c△t；
4.2ⅹ103J∕(Kg˙℃)ⅹ9℃=c×21℃；
解得：c=1.8ⅹ103J∕(Kg˙℃)。
2.【答案】 （1）U2R+rt
（2）大于
（3）解：不正确，电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断是错误的。

【解析】【分析】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，根据焦耳定律的公式写出表达式；（2）在电动机转动时，明确电能的转化过程；（3）电动机转动时，消耗的电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能.
【解答】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，则此时电路中的电流为：I=UR+r；根据焦耳定律可知，t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为：W=Q=UIt=UUR+rt=U2R+rt；（2）在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为灯泡和电动机的内能；故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功；（3）电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断时错误的.
故答案为：（1）U2R+rt；（2）大于；（3）不正确；电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗
3.【答案】 （1）解：如图所示：


（2）玻璃管内液面上升的高度
（3）镍铬合金
（4）保持其它不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值，进行相同时间的二次实验
【解析】【分析】(1) 根据滑动电阻器划片向左移动时，电流表示数的变化来判断滑动变阻器的接法； (2) 实验时电流产生的热量被煤油吸收，使煤油温度上升体积膨胀；(3) 在电流和通电时间相同的条件下 ，为了使实验现象更明显，要使两种导线的阻值相差最大；(4) 实验中可通过调节滑动变阻器的大小来改变电路中的电流大小；
【解答】(1)滑片向左移动电流变小，说明电路中总电阻变大，即滑片向左移动滑动变阻器阻值变大，所以导线接在B接线柱上；
(2)煤油质量和玻璃管均相同，在相同的加热时间内，电阻产生的热量越多，煤油体积膨胀的越大，玻璃管内液面高度越高。所以可以通过玻璃管内液面的上升的高度来判断电流产热的多少；
(3)为了使实验现在更明显，要选用两种电阻相差很大的材料，根据表格可知铜和镍铬合金相差最大，所以选镍铬合金；
(4)要进一步探究导体产热的多少与电流是否有关，可以保持其它不变，改变滑动变阻器接入电路的阻值进行实验；
故答案为：
(1)导线接B接线柱
(2)玻璃管内液面上升的高度
(3)镍铬合金
(4)保持其它不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值，进行相同时间的二次实验
4.【答案】 （1）


（2）温度计示数的变化
（3）煤油质量相同、初温相同、电流大小相同
（4）甲
【解析】【分析】此题主要通过实验考查了探究了“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，考查了学生对电路的设计、控制变量法及转化法的应用。要探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，需要使两个电阻并联，确保电压相等，滑动变阻器串联在电路中起保护电路的作用．在连接滑动变阻器时，注意“一上一下”的接线原则。实验中将电阻丝产生热量的多少转换为温度计示数的变化。在做此实验时，要注意控制变量法的应用。煤油的量相等，通电时间相同，煤油的初温相同。在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多。根据公式Q=U2Rt很容易比较出产生热量的关系。

【解答】（1）因为电压一定，所以两电阻并联，滑动变阻器串联在干路中。如图所示

（2）实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少；
（3）此实验充分显示了控制变量法的应用．注意控制煤油质量相同、初温相同、电流大小相同；
（4）根据公式Q=U2Rt得，在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多。因为甲导线是铜的，电阻很小，所以甲瓶内放出的热量较多。
故答案为：（1）如图所示；（2）温度计示数的变化；（3）煤油质量相同、初温相同、电流大小相同；（4）甲。
5.【答案】 （1）因为煤油的比热容比水的比热容小　
（2）　电阻　
（3）t水-t0t煤油-t0c水；水和煤油的散热程度不同　
【解析】【解答】解：（1）因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；

（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与电阻的关系，将该电路设计成串联的目的是使通过R甲、R乙的电流和通电时间都相同；
（3）在图乙中，两只烧瓶中的电热丝阻值相同，通过的电流相同，通电时间相同，所以水和煤油得到的热量相同，即Q水=Q煤油 ， c水m（t水﹣t0）=c煤油m（t煤油﹣t0），所以煤油的比热容为c煤油=t水-t0t煤油-t0c水 ．
因为水和煤油的散热程度不同，所以这样测量煤油的比热容会有较大的误差．
故答案为：（1）因为煤油的比热容比水的比热容小；（2）电阻；（3）t水-t0t煤油-t0c水；水和煤油的散热程度不同．
【分析】（1）从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因．
（2）由图知，两个电阻是串联的，电流相等，通电时间相等，电阻不同，所以实验目的是探究在电流和通电时间一定时，电热跟电阻的关系．
（3）已知两个相同的烧瓶中加入初温均为t0、质量相等的水和煤油，通电一段时间，因为电热丝的阻值、电流通电时间都相同，所以煤油和水获得的热量相同，据此列出等量关系式求解煤油的比热容．
根据水和煤油的散热程度不同来分析实验中的数据与课本中煤油的比热容的偏差．
6.【答案】 （1）高　；甲；多；高；多；多；电流大小、通电时间、电阻大小　
（2）电饭锅、电热毯、电暖炉（取其中两个）　
【解析】【解答】解：（1）煤油的温度升高，体积膨胀越大，煤油上升的高度越高；

①甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大，若电流和通电时间相同，则甲瓶中的煤油上升得高，说明串联时的电阻越大，产生的热量越多；
②通电时间和电阻相同，第二次电流大于第一次电流，则第二次煤油柱上升得高，说明同一电阻，电流越大，电流产生的热量越多；
③通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越多；
通过以上分析，电流产生的热量与电流大小、通电时间、电阻大小有关；
（2）电饭锅、电热毯、电暖炉等都是电热器，利用电流的热效应来工作的，它们的工作原理即为焦耳定律．
故答案为：（1）高；①甲；多；②高；多；③多；电流大小、通电时间、电阻大小；（2）电饭锅、电热毯、电暖炉（取其中两个）．
【分析】（1）掌握转换法在实验中的应用，通过煤油的膨胀程度来判断产生热量的多少；
①根据Q=I2Rt，电流和通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多；
②根据Q=I2Rt，电阻和通电时间相同，电流越大，产生的热量越多；
③根据Q=I2Rt，电阻和电流相同，通电时间越长，产生的热量越多；
（2）电饭锅、电热毯、电暖炉等都是电热器，利用电流的热效应来工作的．
7.【答案】 （1）液面高度差　
（2）电阻越大，产生的热量越多　
（3）电流
【解析】【解答】解：（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体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；

（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；由甲图所示的实验现象可以得到的结论是：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（3）在乙电路其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系．
故答案为：
（1）液面高度差；
（2）电阻越大，产生的热量越多；
（3）电流．
【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体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；
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电压不变，因此需要电阻并联．
8.【答案】 （1）煤油的比热容小　；在电流和通电时间相等时，电阻越大，电热越多　
（2）不可行　；没有控制电阻相等　
【解析】【解答】解：（1）因为煤油的比热容较小，吸收相等的热量，煤油的温度变化大，实验现象明显，因此选择煤油；

因为两电阻丝串联，IA=IB ， 通电时间t相同，由Q=I2Rt可知：在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多．
（2）要探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，必须控制电阻和通电时间相同，改变电路中的电流．图乙所示的电路中，两电阻并联，因为电压相同，两电阻的阻值不同，所以电流就会不同，无法探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”．
故答案为：（1）煤油比热容小；电流和通电时间相等时，电阻越大，电热越多；（2）不可行；没有控制电阻相等．
【分析】（1）实验中通过温度计示数变化来反映电阻丝产生热量的多少，在吸收热量一定的情况下，液体的比热容越小，温度变化越明显，为使实验现象明显，实验中应选比热容小的液体；
A、B两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt分析判断；
（2）探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，必须控制电阻和通电时间相同．
9.【答案】 （1）液面高度差
（2）电阻；b
（3）电流；c
【解析】【解答】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体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；（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系。通过一段时间，b容器中电流产生的热量较多，该容器的电阻最大；（3）图乙装置中一个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右=I左 ， 两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外 ， 所以，I左＞I内 ， 烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中电流产生的热量多．故答案为：液面高度；（2）电阻；b；（3）电流；c

【分析】电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体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；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同．
10.【答案】 （1）电阻
（2）电流
（3）C
（4）甲；气体的热胀冷缩效果比固、液体更明显，实验现象更直观，时间更短．
【解析】【解答】（1）甲图中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应与电阻有关，根据气球膨胀的多少可知热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；（2）乙图中两电阻并联，则B、D两容器中的电流不同，而两电阻丝的电阻相同，故探究的应是热量与电流的关系；（3）甲图中两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，由焦耳定律可得，电阻大的电阻丝产生的热量较多，即B中产生的热量较多；乙图中两电阻并联，则电压相等，由 可得，电阻小的产生的热量较多，故C比D产生的热量要多；而B、D电阻相等，由欧姆定律可得，B中电流小于D中电流，故D中热量要比B中热量多，故C中热量最多；（4）选用图甲好处是：气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短。

故答案为：（1）电阻；（2）电流；（3）C；（4）甲；气体的热胀冷缩效果比固、液体更明显，实验现象更直观，时间更短．
【分析】由甲图可知，两电阻串联，则可知电路中电流一定相等，由焦耳定律可知两瓶中产生的热量应与电阻有关，故可探究电流产生的热量与电阻的关系；由乙图可知两电阻并联，而B瓶与D瓶电阻相等，则可知两瓶中的电流不同，故由焦耳定律可得两瓶中热量与通过的电流有关；由焦耳定律比较四个电阻产生的热量可知哪个电阻丝产生的热量最多；根据气体及固体的热胀冷缩性质的不同，可以分析哪种实验方法更直观；而由气球演示不能得出准确的温度变化，故无法得出定量关系，故二者各有优缺点。
11.【答案】 （1）乙；大
（2）电流大小；通电时间；观测煤油温度的变化多少
（3）质量；电阻
【解析】【解答】解：

（1）因为两电阻串联，所以通过它们的电流相等；由焦耳定律Q=I2Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快．因此，甲烧瓶中温度计的示数升高快；
（2）实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制通过两电阻的电流相同；
实验中，我们通过温度计的示数变化反应导体产生热量的多少，即采用转换法；
（3）探究“比较水和煤油比热容的大小”的实验，控制水和煤油两种物质的质量相等，吸收相等的热量，通过比较温度变化量来比较比热，或控制水和煤油两种物质的质量相等，升高相同的温度，通过吸收热量的多少来比较比热．所以将其中一烧瓶的煤油换成质量相等的水，将乙烧瓶中的铜丝换成与甲烧瓶中镍铬合金丝的电阻相等的镍铬合金丝．
故答案为：（1）乙；大；（2）电流大小；通电时间；观测煤油温度的变化多少；（3）质量；电阻．
【分析】（1）根据图示可知，两电阻串联，即通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；
（2）通电导体产生热量的多少与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究与电阻大小的关系，让通过的电流和通电时间相同，即采用控制变量法；
实验中，我们通过温度计的示数变化反应导体产生热量的多少，即采用转换法；
（3）探究“比较水和煤油比热容的大小”的实验，根据Q=cm△t，控制水和煤油两种物质的质量相等，吸收相等的热量，通过比较温度变化量来比较比热，或控制水和煤油两种物质的质量相等，升高相同的温度，通过吸收热量的多少来比较比热．
12.【答案】 （1）滑动变阻器串联在电路中，接线“一上一下”所接电路如图：



（2）电流通过导体产生的热量与电流有关　；通电时间和电阻一定时，电流越大，导体产生的热量越多　
（3）改动后导致第三次实验的末温超过了温度计的量程，无法完成实验　；改动后，前一次实验的末温并不是下一次实验的初温，所以初温记录有误　
【解析】【解答】解：（1）滑动变阻器串联在电路中，接线“一上一下”所接电路如图：


（2）①由数据分析可知，电阻相等，通电时间相等，电流越大，盒内空气升高的温度越高，说明电流越大产生的热量越多，故可以得出结论是：
电流通过导体产生的热量与电流强弱有关；
②通过表格中数据分析可得出：在通电时间和电阻一定时，电流越大，产生的热量越多；
（3）实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，也不打开通气孔，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开始计时，20s后记录末温；
根据原实验数据可知，若把上一次末温作为下一次的初温，则改动后导致第三次实验的末温会超出温度计的量程，无法完成实验；
改动后，前一次实验的末温并不是下一次实验的初温，所以初温记录有误．
另外在两次实验之间调节滑动变阻器使得电流达到预设值过程中，盒内的空气温度还在上升．
故答案为：（1）电路如图；
（2）①电流通过导体产生的热量与电流有关；
②通电时间和电阻一定时，电流越大，导体产生的热量越多；
（3）①改动后导致第三次实验的末温超过了温度计的量程，无法完成实验；
②改动后，前一次实验的末温并不是下一次实验的初温，所以初温记录有误．
【分析】（1）滑动变阻器串联在电路中，接线一上一下；
（2）分析表格数据，抓住不变量，分析变量，通过现象分析得出结论；
（3）结合原实验数据，分析方案改动后的不足之处．
13.【答案】 （1）2.45；14
（2）46
（3）高度差；转换法；乙；大
【解析】【解答】解：由图知：（1）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm，读数时要 估读到mm的下一位；物体左侧与1.00cm对齐，右侧与3.45cm对齐，所以物体的长度为L=3.45cm﹣1.00cm=2.45cm．

电压表选择的是0～15V量程，对应的分度值为0.5V，此时的示数为10V+0.5V×8=14V；
（2）由图可知，量筒的分度值是2mL，量筒中液体的凹液面的底部与40mL上面的第三刻度线相平，所以水的体积是40mL+2mL×3=46mL．
（3）①实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙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由图知，B液柱的液面较高，可知乙容器中的电阻产生的热量多．由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多．
故答案为：（1）2.45；14；（2）46（3）①高度差；转换法；②乙；大．
【分析】（1）使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位．
读取电压表示数时，首先要明确电压表选择的量程和对应的分度值，读数时视线与指针所在刻度线相垂直．
（2）量筒的使用，读数时视线要与凹液面的底部或凸液面的顶部相平，读数前要看清量筒的分度值，要注意量筒的零刻度在量筒的最下方．
（3）①电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度差的变化来反映，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电阻产生的热量越多，气体膨胀程度越大，液柱上升的高度越大．据此分析解答．