物理九年級全冊第十五章 電流和電路第4節(jié) 電流的測量課時練習

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1．【實驗?zāi)康摹?br>探究影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)。
2．【實驗器材】
電源、開關(guān)、導(dǎo)線、阻值不同的兩段電阻絲、電流表、滑動變阻器、溫度計、煤油、天平、兩個燒瓶（帶橡膠塞）等。
【實驗原理】
電熱絲通電發(fā)熱，溫度升高，把熱量傳遞給煤油；煤油吸收熱量，內(nèi)能增大，溫度升高，故溫度計示數(shù)上升。所以，我們通過比較溫度計升高的溫度來反映電熱絲產(chǎn)生熱量多少。
【實驗電路】
5. 【實驗步驟】
（一）探究產(chǎn)生熱量與通電時間的關(guān)系：
（1）方法：按圖連接好電路，檢查無誤后接通電源，按下計時器并同時記錄溫度計的示數(shù)。保持電流的大小不變，每間隔一定時間記錄一次溫度計的示數(shù)，并填寫到設(shè)計好的表格中。
（2）實驗表格：
（3）實驗結(jié)論：
對同一電阻絲，在電流大小不變的情況下，通電時間越長，煤油的溫度越 ______，表明電流產(chǎn)生的熱量越 _______。
（二）探究產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系：
（1）方法：取質(zhì)量、溫度均與上述實驗初始狀態(tài)相同的煤油，按圖連接電路。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，增大通過電阻絲的電流，通電時間與前次相同，記錄玻璃瓶內(nèi)煤油的溫度。
（2）實驗表格：
（3）實驗結(jié)論：
對同一電阻絲，在通電時間相同的情況下，通電電流越大，煤油的溫度越_____，表明電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越 _____。
（三）探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)
（1）方法：選取兩根阻值不一樣的電阻絲，兩個裝有初始溫度相同、等質(zhì)量煤油的玻璃瓶，按下圖所示的電路將實驗器材連接起來，檢查無誤后接通電源，通電一定時間后，記錄兩個玻璃瓶內(nèi)煤油的溫度。
（2）實驗表格：
（3）實驗結(jié)論：
在通電電流大小不變，通電時間相同的情況下，電阻越大，煤油的溫度越 _____，表明電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越 _____。
6. 【實驗結(jié)論】
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與通電時間、電流大小和電阻大小有關(guān)：通電時間越長，電流越大，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
7．【注意事項】
（1），連接電路時，開關(guān)要斷開。
（2）電流表串聯(lián)，選擇合適的量程，“正進負出”。
（3）滑動變阻器按“上下各一”的原則串聯(lián)接入電路；閉合開關(guān)前，滑片移到阻值最大處。
1.實驗采用煤油的原因：
（1）煤油比熱容小，在相同條件下吸熱，溫度升高的快。
（2）煤油是絕緣體 。
2.實驗方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法。
（1）轉(zhuǎn)換法：根據(jù)溫度計升高的溫度來判斷電流通過電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少 。（或者細玻璃管中液面上升的高度）
（2）控制變量法。
3.實驗中把電阻絲串聯(lián)的目的：
控制通過電阻絲的電流相等。
4.生活中如果插頭與插座或?qū)Ь€接觸不良會燒壞的原因：
接觸不良處電阻會變大，產(chǎn)生熱量會變多。
5.電流的三大效應(yīng)：
（1）電流的熱效應(yīng)。
（2）電流的磁效應(yīng)。
（3）電流的化學(xué)效應(yīng)。
【典例1】小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實驗中，在兩個透明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個裝水的U形管，通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好，電源電壓為6V。
（1）小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時間和電阻相同時，______，電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。
（2）小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)象是（ ）
A.正常工作時，“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮
B.接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱
C.電熨斗工作時發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱
（3）為了驗證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗，如圖乙所示，請你用筆畫線把電路連接完整。______閉合開關(guān)，她發(fā)現(xiàn)較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，原因是______，請你提出改進辦法：______。
【答案】①電流越大；②C；③如圖；④電路中電流太小（或者電阻太大或者電壓太低）；⑤將100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲（或增大電源電壓）。
【解析】（1）[1]由圖甲可知，兩容器內(nèi)的電阻大小相等，右側(cè)兩根電阻絲并聯(lián)，然后與左側(cè)的電阻絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路特點可知，左側(cè)容器內(nèi)的電阻絲的電流大于右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流，在通電時間相同的情況下，左側(cè)U型管內(nèi)液體的高度差大于右側(cè)，說明左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，所以可以得出：在通電時間和電阻相同時，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。
（2）[2]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，要控制電流和通電時間相同。
A．正常工作時，“36V 54W”的燈泡的電流為
“12V 6W”的燈泡的電流為
電流不同，故A不符合題意；
B．接線板上接入的用電器越多，總功率越大，在電壓不變時，根據(jù)歐姆定律可知，電流越大，沒有控制電流相同，故B不符合題意；
C．電熨斗工作時，內(nèi)部的電熱絲和與之相連的導(dǎo)線串聯(lián)，電流和工作時間相同，由于電熱絲的電阻遠大于導(dǎo)線電阻，電熱絲產(chǎn)生的熱量遠大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量，說明電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，故C符合題意。故選C。
（3）[3]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，在電阻不同時，要控制電流和通電時間相同，應(yīng)該把電源、開關(guān)和兩段電阻絲串聯(lián)起來，如圖所示
[4][5]較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，可能是電路的電流太小，導(dǎo)致電阻絲產(chǎn)生的熱量較少，根據(jù)歐姆定律，可以把其中較大的100Ω的電阻換成一個阻值較小的電阻絲（不能為5Ω），也可以增大電源電壓。
【典例2】物理興趣小組的同學(xué)正在進行“探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實驗他們將一段電阻絲裝在透明、密閉的容器中，橡膠管將密閉容器和裝有紅色液體的U形玻璃管相連，如圖所示。請你回答下列問題：
（1）在實驗中，密閉容器內(nèi)的空氣質(zhì)量應(yīng)該____(填“相等”或“不相等”），觀察U形玻璃管中液面高 度差的目的是____;
（2）如圖甲所示，密閉容器內(nèi)的電阻分別為5Ω和10Ω實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與_____的關(guān)系，根據(jù)本次實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是____;如圖乙所示，密閉容器內(nèi)的電阻均為5Ω，另有一個5Ω電阻在容器外部，與其中一個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與_____的關(guān)系，根據(jù)本次實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是_____.
答案：1.相等;比較甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化2.電阻;在電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多;電流；在通電時間和電阻相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多
解析：1.為了便于利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法對各個因素進行探究，在實驗前，應(yīng)該使兩U形管中的左、右兩管液面高度差相同，所以應(yīng)在容器內(nèi)密封質(zhì)量相等的空氣;實驗中通過觀察U形管中液面的高度差來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化，像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫轉(zhuǎn)換法。2.圖甲中，密閉容器內(nèi)的電阻分別為5Ω和10Ω,兩電阻串聯(lián)，通電時間和電流相同，電阻不同，故實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；由實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是在電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。圖乙中，電阻相同，通電時間相同，電流不同,故實驗探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系;根據(jù)本次實驗現(xiàn)象可得到的實驗結(jié)論是在通電時間和電阻相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。
【對點1】如圖所示為“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”實驗的部分裝置，兩個相同的透明容器中封閉著等量的空氣。
（1）實驗中通過觀察_____________的變化來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少，下列實驗中，也運用了這種實驗方法的是_____________（填序號）。
①探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)
②探究杠桿的平衡條件
（2）連接好電路后閉合開關(guān)，通電一段時間，觀察到右側(cè)液面高于左側(cè)液面，如圖甲所示，表明在電流和通電時間相同的情況下，_____________越大，產(chǎn)生的熱量越多。
（3）圖中U形管_____________（選填“是”或“不是”）連通器，乙圖中R3與R2并聯(lián)，目的是使通過R1與R2的_____________不同。
（4）某小組在利用乙圖裝置實驗時，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)U形管液面上升高度相同，與其他小組的實驗現(xiàn)象都不同，經(jīng)檢查氣密性良好請你分析實驗現(xiàn)象不同的原因：_____________。
【答案】液面的高度差（或液面的高度、或兩側(cè)液面的高度差、或兩側(cè)液面的高度答案前面有“U形管”字樣不扣分） ① 電阻 不是 電流 電阻R3斷路
【詳解】
（1）[1]如果電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多，透明容器中空氣膨脹程度越大，U形管中液面的高度差越大，所以我們可以通過U形管中液面的高度差來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少，這種方法稱為轉(zhuǎn)換法。
[2]在研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)的實驗中，我們是通過水平面物塊被推出的距離來反映動能大小的，也用到了控制變量法，故選①。
（2）[3]通電一段時間，觀察到右側(cè)液面高于左側(cè)液面，說明右側(cè)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多，因為右側(cè)電阻大，表明在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
（3）[4]圖中U形管下端連通，但上端不開口，不是連通器。
[5]乙圖中透明容器中電阻相等，是研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電流的關(guān)系，所以應(yīng)該改變電流，乙圖中R3與R2并聯(lián)，目的是使通過R1與R2的電流不同。
（4）[6]左右兩側(cè)U形管液面上升高度相同，說明電阻產(chǎn)生了熱量一定有電流經(jīng)過，且產(chǎn)生的熱量相同，因為透明容器中的電阻相同，說明電流相同，所以故障可能是電阻R3斷路。
【對點2】為了探究影響電熱的因素，小偉設(shè)計了如圖所示電路，燒瓶中盛有質(zhì)量、初溫均相等的煤油，．
（1）除了溫度計外，還需要的測量工具是 ．實驗中煤油吸熱的多少是通過來 反映的（選填“溫度計升高的示數(shù)”或“加熱時間”）．
（2）為了在較短的時間內(nèi)達到明顯的實驗效果，小明選用煤油而不用水做實驗，是因為煤油具有 的特點．
（3）通電一定時間后，乙瓶中的溫度計示數(shù)升的快，由此得出的實驗結(jié)論是 ．
（4）若要在上面的電路中繼續(xù)探究電熱與電流的關(guān)系，你接下來的操作是 ，比較 ．
答案：(1)秒表、溫度計升高的示數(shù)；(2)比熱容?。?3)當電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越大；(4)移動滑片改變電流大??；相同通電時間內(nèi)甲（或乙）瓶中溫度計升高的示數(shù)
1．（2023山東棗莊）在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)的實驗中。某興趣小組猜想：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間有關(guān)，于是他們利用甲、乙、丙三個裝置進行實驗探究，如圖所示，三個裝置的透明容器中各有一段電阻絲，容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。
（1）要探究電熱與電阻的關(guān)系。應(yīng)選用__________組合，并將它們__________接到電源兩端進行實驗。
（2）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進行實驗，在通電時間相同的情況下，發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大，由此可得到的結(jié)論是：在電阻相同、通電時間相同的情況下，__________。
（3）實驗中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問題時都會用到這種方法，下列實例采用研究方法與此相同的是__________。
A．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
B．用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布
C．研究光的傳播時，引入“光線”
D．探究平面鏡成像的特點
【答案】（1）甲、乙 串聯(lián) （2）通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多 （3）B
【解析】（1）要研究電熱與電阻的關(guān)系，需要控制通過電阻的電流與通電時間相同，而電阻的阻值不同，因此選用甲和乙組合，將它們串聯(lián)接到電源兩端進行實驗。
（2）乙和丙，由于串聯(lián)在電路中，可知通過電路乙中5Ω電阻的電流大于通過丙中5Ω電阻的電流，當在通電時間相同的情況下，發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大，可知氣壓差越大，溫度差越大，熱量越多，可以得出的結(jié)論是：通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。
（3） A．實驗中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，這用到了轉(zhuǎn)化法，而探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，用到的方法是控制變量法，故A不符合題意；
B．用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布時，磁體周圍磁場的強弱轉(zhuǎn)化為吸引鐵屑的多少，故B符合題意；
C．研究光的傳播時，引入“光線”，這是模型法，故C不符合題意；
D．探究平面鏡成像的特點，用到的是替代法，故D不符合題意。
故選B。
2．（2022·甘肅中考真題）在探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)”的實驗中，采用了如圖電路。
（1）為了在短時間內(nèi)達到明顯的實驗效果，兩燒瓶中應(yīng)裝入質(zhì)量和初溫都相同的___________（選填“水”或“煤油”），實驗中通過觀察___________來比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少；
（2）如圖甲所示，兩燒瓶中裝有阻值不同的電熱絲，以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與___________的關(guān)系；
（3）如圖乙所示，兩燒瓶中裝有阻值相同的電熱絲，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩電流表示數(shù)___________（選填“相同”或“不同”），可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與___________的關(guān)系。
【答案】煤油 溫度計的示數(shù) 電阻 不同 電流
【詳解】
（1）[1]兩個燒瓶中應(yīng)裝入質(zhì)量和初溫相同的煤油，因為煤油的比熱容較小，在吸收較少熱量，便能升溫較明顯。
[2]實驗中，可通過觀察溫度計的示數(shù)來比較電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少，因為導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量不同，燒杯中煤油吸收的熱量也不同，則溫度計示數(shù)也不同。
（2）[3]圖甲中，兩電阻不同的電熱絲串聯(lián)在電路中，則通過電熱絲的電流相同，那么探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系。
（3）[4][5]圖乙中，兩個阻值相同的電熱絲分別與電流表和滑動變阻器串聯(lián)后，再并聯(lián)在電路中，那么應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器的滑片讓兩個電流表的示數(shù)不同，即通過兩電熱絲的電流不同，這樣便可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。時間/min
溫度/℃
時間/min
溫度/℃
時間/min
溫度R1/℃
溫度R2/℃