实验二十五、电流产生的热量与哪些因素有关的实验
【实验目的】：
研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？
【实验方法】：
控制变量法，转换法。
【实验原理】：
根据煤油在玻璃管里（温度计示数变化）上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。
【实验器材】：
密闭容器两个、 U 形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。
【实验步骤】：
①电流产生的热量与电阻的关系
如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气， U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个
密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个 U
形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么 ?
【实验结论】：
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电流产生的热量与电流大小的关系
如图所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在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，
因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个 U 形管中液面高度的变化。你看
到的现象说明了什么 ?
【实验结论】：
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
【考点方向】：
1 、实验采用煤油的目的：
。
2 、被加热材料选用煤油或空气的原因： 。
3 、选用加热材料的要求： 。
4 、探究电热与电流的关系时需要控制 相同。探究电热与电阻的关系时需控制 相同；探
究电热与通电时间的关系时需控制 相同，改变 。
5 、两个烧瓶串联的目的： 。
6 、焦耳定律：电流通过导体产生的热量 。
7 、该实验成败的关键是： 。
8 、如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将 U 形管替换为 ，也可以完成实验。
9 、计算公式： Q=I 2 Rt ( 适用于所有电路 ) 对于纯电阻电路可推导出： Q =UIt= U 2 t/R=W=Pt
① 串联电路中常用公式： Q= I 2 Rt 。 Q 1 :Q 2 :Q 3 :…Qn=R 1 :R 2 :R 3 :…:Rn
并联电路中常用公式： Q= U 2 t/R Q 1 :Q 2 = R 2 :R 1
② 无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式 Q= Q 1 +Q 2 +…Qn
③ 分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用： Q= U 2 t/R=Pt
【创新母题】：如图所示小刚同学在研究“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 , 其中 a 、 b 、 c 、 d 四个相同的容器密闭着等量空气 , 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 . 这种实验方法叫 .
下面实验也用这种实验方法的是 。
A. 认识电压时 , 我们用水压来类比
B. 用光线来描述光通过的路径
C. 把敲响的音叉来接触水面 , 看有没有溅起水花 , 来判断音叉有没有振动
D. 用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
(2) 装置中的 U 形管 ( 选填“是”或“不是” ) 连通器 .
(3) 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 , 通电一段时间 , ( 选填“ a” 或
“ b”) 容器中电流产生的热量较多。
(4) 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 , 通电一段时间 , ( 选填
“ c” 或“ d”) 容器中电流产生的热量多。
(5) 实验过程中 发 现通电一段时间后，其中一个 U 形管中的液面高度 几乎 不变， 发 生此现象的原因可 能 是 。
(6) 英国 物用学 家 焦耳通过大量实验， 最先精确 的 确 定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二 次 方成 正 比，
跟导体的
成 正 比，跟
成 正 比这个 规 律叫 做 焦耳定律，其 表达 式为
。
(7) 小刚同学认为将乙图中 d 容器外 侧 的电阻丝改为 5Ω 的小灯 泡 ，也可以 得 出（ 4 ）中的结论，你同 意他 的
看法 吗 ，理 由 是： 。
练习 1 ：（ 2019· 长春 ）在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：
（ 1 ）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等 质 量的空气，两个容器中的电阻丝 R1 、 R2 （ R1 ＜ R2 ）串
联接到电源两端 ． 电阻丝 R1 和 R2 串联的目的是 保证 相同， U 型 管中液面高度的变化反映
；
（ 2 ）通电 10s ，观察到图中两 侧 U 型 管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与 有关
（ 3 ）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝 R2 并联，通电 10s ， 左侧 U 型 管中液
面高度的变化比（ 2 ）中 左侧 U 型 管中液面高度变化 （选填“大”或“小”）
练习 2 ：（ 2019· 衡阳 ）小明用如图甲所示实验装置探究 a 、 b 两种液体的 吸 热 能 力，在两个相同的烧瓶内分
别接 入 电阻丝，装 人质 量相等的 a 、 b 两种液体，并分别 插入 温度计。
