初中物理试卷 电与热

典型例题例1：阻值不同的两个电阻并联在同一电源的两极上，则下列说法中正确的是[]（注意电源电压不变这一条件）A.通过的电流越大的发热越多B.电阻越大的发热越多C.通电时间越长的发热一定越多D.通电时间相同，电阻值较小的发热较多思路导航：本题中由于是两个电阻并联接到同一个电源的两极上，所以通电工作时，两端的电压相等，电流所做的功全部产生热量。从Q=t，Q=I2Rt两式可以知道，电流产生的热量与多个因素有关，分析时不能只考虑某一个因素，答案A只考虑了与电流的关系，电阻和通电时间未加以考虑。B、C两选项也忽视了其他的因素。答案D中，虽然只说出了两个因素，但电阻并联时两端的电压相等，根据Q=t可以分析得到该答案是正确的。例2：如图1所示的电路中，已知R1的阻值为10Ω，电源电压保持不变。图1（1）当开关S闭合时，电压表的示数为6V，求电流表示数及电阻R1消耗的电功率。（2）当开关S断开时，电压表的示数是4V，则1min内电阻R2产生的热量是多少？思路导航：本题的正确解答首先要能正确分析S断开与闭合时电路的连接情况。(部分同学常常忽视这一步)（1）开关S闭合时，电阻R2被短路，电阻R1直接接在电源的两端。因此，这时电压表的示数和电源电压相等，所以电源电压等于6V；电流表的示数I===A；电阻R1的电功率P1===W。（2）因为R1、R2串联，所以通过的电流相等I2=I1===A；因为电流通过R2所做的功全部产生热量，所以Q=W=U2I2t=(U-U1)I2t=(6V-4V)×A×60s=48J。(注意单位制的统一)例3：有一个电压可以任意选取的电源，有若干根电阻值相同的电阻丝，现把一根电阻丝接在电压为U的电源上，1min内，电阻丝产生的热量为Q。现要想使电阻丝产生的热量为3Q，可采取哪三种简单的方法？思路导航：根据焦耳定律数学表达式Q=I2Rt可以知道，电流产生的热量与I、R、t三个因素有关，应用控制变量法，分别只改变I、R、t，使I2Rt为原来的三倍即可达到本题的要求。解决方法：（1）因为电压可以任意选取，根据欧姆定律I=，当一根电阻丝两端的电压为U时，通过的电流就为I，则电流的平方就为原来的三倍，在1min内产生的热量也就为原来的三倍；（注意热量Q与电流I的平方成正比）（2）把一根电阻丝接到电压为U的电源上，通电3min，电阻丝产生的热量为原来的三倍；（3）把三根电阻丝并联起来接到电压为U的电源上，通电1min，产生的热量为原来的三倍.（本题解答最容易出现的错误：电压变为U时，往往漏答时间的长短；三根并联使用时不指明电压大小、时间长短。）例4：某同学用图2所示的装置研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，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。实验时，该同学想把两段金属线串联接入电路。图2（1）请你用笔画线作导线，帮他完成电路。（2）这样连接的目的是_____。（3）实验过程中可以观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数，这表明________。思路导航：（1）见图3；图3（2）电流通过导体产生的热量不仅仅与导体的电阻大小有关，它还与通过的电流大小、通电时间有关，因此，在研究产生的热量与电阻的关系时，应排除由于电流、通电时间的不同对实验结果的干扰，所以把两金属丝串联起来接到电路中的目的是：使它们通过的电流和通电时间都相等。（这种方法叫做控制变量法）（3）因为两瓶中的煤油的质量和初温是相同的，若吸收相等的热量，则升高的温度就相等，末温也应该相等，而题设条件是A瓶中煤油的末温低于B瓶中煤油的温度，从而可知A瓶中煤油吸收的热量少于B瓶中煤油吸收的热量，两瓶中煤油吸收的热量分别是由电流通过铜丝和镍铬合金丝产生的，由此可以得到实验中电流通过镍铬合金丝产生的热量大于电流通过铜丝产生的热量，说明了当电流大小和通电时间相同时，电阻大的导体产生的热量多。（这里通过煤油升高温度的高低间接分析出电流通过它们放出热量的多少。）方法指导：用实验的方法探究一个物理量甲与另一个物理量乙之间的关系时，首先要