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    9．小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．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．两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度．
    （1）根据控制变量法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等．
    （2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是D．
    A．因为煤油有颜色便于观察   B．因为煤油有比较大的热值 C．因为煤油有比较小的密度  D．因为煤油有比较小的比热容
    （3）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．
    （4）小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶  A、B     中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，
    当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也
    用到这种思想和方法的是B．
    A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
    B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动 
    C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
    D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况
     （5）有许多家用电器是根据焦耳定律设计的，请举两个例子．
    ①电饭锅；②电烙铁．

    分析 （1）实验时，电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量，被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高；
    通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少，为准确反应电流产生的热量的多少，两个烧瓶中所盛煤油的质量要相等；
    （2）因为煤油的比热容比水小，相同质量的煤油和水比较，吸收或放出相同的热量，煤油的温度变化大，据此分析；
    （3）B烧瓶中温度计的示数升高的快说明B烧瓶中的煤油吸收的热量多，而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；
    （4）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这就是转换法；
    （5）利用电流的热效应工作的用电器的工作原理是焦耳定律，只需要找到家用电器在工作时把电能转化成热（内）能的即可．

    解答 解：（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，
    为准确反应电流产生的热量的多少，应控制变量使两个烧瓶中所盛煤油的质量应该相等，应用了控制变量的思想；
    （2）因为煤油的比热容比水的小，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；
    故选D；
    （3）由焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
    （4）本题通过液面高度的上升来反应温度的变化，采用了转换法，转换法常用来演示一些不易观察的现象，
    A、将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小，应用了定量分析的方法；
    B、将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动，采用了转换法；
    C、让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢，采用了转换法与定性思想，
    D、将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况，采用了转换法与定性思想；
    故选：B．
    （5）在家用电器中利用焦耳定律，把电能转化为热能的有：电饭锅，电热毯，电暖器，电烙铁，电水壶．
    故答案为：（1）控制变量；（2）D；（3）大；（4）B；（5）①电饭锅；②电烙铁．

    点评 本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握，涉及到的物理知识较多，综合性强，考查的较为全面，并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    16．如图所示，将重为2N的木块放入烧杯中，静止时木块所受浮力的大小为2N，浮力的方向竖直向上，木块排开水的体积为2×10-4m3；放入木块后，烧杯底部受到水的压强将变大．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    17．两台电热器的额定电压分别为U1和U2，它们都正常工作时，通过它们的电流分别为I1和I2，已知U1=2U2，I2=3I1，若使这两台电热器产生的热量相同，则它们的通电时间之比t1：t2等于（　　）
    A．3：2B．2：9C．9：4D．4：3

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    17．如图甲所示是小灯泡中通过的电流随它两端电压变化的图象，将此灯泡接入图乙所示的电路中，只闭合开关S时，小灯泡的实际功率为1W；在闭合开关S1后，电流表的示数变化了0.1A，下列说法中错误的是（　　）
    A．开关S1、S均闭合时，电路中的总功率为3W
    B．电源电压为2V
    C．电阻R的阻值是20Ω
    D．开关S1、S均闭合时，电流表的示数为0.6A

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    4．小红想利用电能表测算她家彩电正常工作时的电功率，请你帮助她完成下列问题：
    （1）除了电能表之外，还需要的器材是秒表．
    （2）小红观察到她家的电能表标有“220V  2.5（10）A”和“3000r/（kW•h）”的字样，为了完成实验，她应该记下这两组数据中的“3000r/（kW•h）”．
    （3）小红断开其它用电器，只让彩电工作时，在6min内电能表转盘转了60r，则该彩电在5min内消耗的电能是7.2×104J，彩电的电功率是120W．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    14．为完成“测定小灯泡发光时电阻”的实验，小华同学选取了相应器材，小灯泡上标有“2.5V”字样．

    （1）测量电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$．
    （2）连接电路时，开关必须断开．正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应处于右端（填左或右）．
    （3）小华调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻是5欧姆．
    （4）小华测出了多组数据，数据记录如表，分析表中数据可知，小灯泡两端电压越低，小灯泡的电阻越小，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大，小灯泡两端电压越低，灯泡的实际功率越小，温度越低，所以小灯泡的电阻越小．
     测量次数 1 2 3 4 5
     电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
     电流I/A 0.5 0.45 0.4 0.350.5

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    1．某同学要利用“伏安法”测量额定电压为3.6V的小灯泡（其正常发光时的电阻值接近10Ω）的额定功率．图1是他尚未连接完成的实验电路．
    （1）请你用笔画线代替导线，帮助他完成电路连接．

    （2）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至B端；
    （3）检查电路连接正确后，闭合开关S，发现电压表和电流表的示数都比较小，灯泡L不发光．这时应该进行的操作是调节滑动变阻器，使灯泡L正常发光．
    （4）灯泡L正常发光时，电流表的示数如图2所示，则灯泡L的额定功率为1.728W；
    （5）已知通过灯泡L灯丝的电流变大时，灯泡灯丝的温度会升高，其电阻值也会变大．当灯泡L两端的实际电压U′=1.1U额时，灯泡L的实际功率P＜1.21P额（填“＞”、“＜”或“=”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    18．测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

    （1）用笔画线代替导线，连接完整如图所示的实物电路．
    （2）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是小灯泡断路 （写出一种即可）．
    （3）小明组的电流表已坏，他利用剩余器材和老师又给的一个阻值已知的定值电阻R0和两个开关S1、S2及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量．请你在图2的虚线框内画出小明完成实验设计的电路图．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    19．空气质量指数（API-Air Pollution Index 的英文缩写）是一种反映和评价空气质量的方法，便于直观表征空气质量状况和空气污染的程度．某兴趣小组为了检测空气质量的指数，设计了如图甲所示的检测电路．R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压9V保持不变，R0=10Ω，当电压表示数为6V时，求：

    （1）通过R0的电流；
    （2）2min内R0消耗的电能；
    （3）此时空气质量指数．

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