实验10 探究影响电流通过导体产生热量的因素（解析版）-【同步实验课】九年级物理全一册教材实验大盘点.docx

实验10探究影响电流通过导体产生热量的因素

1．【实验目的】

探究影响电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关。

2．【实验器材】

电源、开关、导线、阻值不同的两段电阻丝、电流表、滑动变阻器、温度计、煤油、天平、两个烧瓶（带橡胶塞）等。

【实验原理】

电热丝通电发热，温度升高，把热量传递给煤油；煤油吸收热量，内能增大，温度升高，故温度计示数上升。所以，我们通过比较温度计升高的温度来反映电热丝产生热量多少。

【实验电路】

5.【实验步骤】

（一）探究产生热量与通电时间的关系：

（1）方法：按图连接好电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。保持电流的大小不变，每间隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。

（2）实验表格：

时间/min

温度/℃

（3）实验结论：

对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越______，表明电流产生的热量越_______。

（二）探究产生热量与电流的关系：

（1）方法：取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，按图连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。

（2）实验表格：

时间/min

温度/℃

（3）实验结论：

对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越_____，表明电流越大，电流产生的热量越_____。

（三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关

（1）方法：选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同、等质量煤油的玻璃瓶，按下图所示的电路将实验器材连接起来，检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个玻璃瓶内煤油的温度。

（2）实验表格：

时间/min

温度R1/℃

温度R2/℃

（3）实验结论：

在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越_____，表明电阻越大，电流产生的热量越_____。

6.【实验结论】

电流通过导体产生热量多少与通电时间、电流大小和电阻大小有关：通电时间越长，电流越大，电阻越大，电流产生的热量越多。

7．【注意事项】

（1），连接电路时，开关要断开。

（2）电流表串联，选择合适的量程，“正进负出”。

（3）滑动变阻器按“上下各一”的原则串联接入电路；闭合开关前，滑片移到阻值最大处。

1.实验采用煤油的原因：

（1）煤油比热容小，在相同条件下吸热，温度升高的快。

（2）煤油是绝缘体。

2.实验方法：控制变量法、转换法。

（1）转换法：根据温度计升高的温度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。（或者细玻璃管中液面上升的高度）

（2）控制变量法。

3.实验中把电阻丝串联的目的：

控制通过电阻丝的电流相等。

4.生活中如果插头与插座或导线接触不良会烧坏的原因：

接触不良处电阻会变大，产生热量会变多。

5.电流的三大效应：

（1）电流的热效应。

（2）电流的磁效应。

（3）电流的化学效应。

【典例1】小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。

（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生的热量越多”的结论。

（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（）

A.正常工作时，“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮

B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热

C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热

（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。

【答案】①电流越大；②C；③如图；④电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太低）；⑤将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）。

【解析】（1）[1]由图甲可知，两容器内的电阻大小相等，右侧两根电阻丝并联，然后与左侧的电阻丝串联，根据串联电路和并联电路特点可知，左侧容器内的电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧U型管内液体的高度差大于右侧，说明左侧电阻丝产生的热量多，所以可以得出：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电阻产生的热量越多。

（2）[2]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同。

A．正常工作时，“36V54W”的灯泡的电流为

“12V6W”的灯泡的电流为

电流不同，故A不符合题意；

B．接线板上接入的用电器越多，总功率越大