题目

小明在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，如图所示，把两段金属丝A、B（已知两金属丝电阻分别为RA、RB，且RA＜RB）串联后，分别放在两个完全相同的烧瓶中接入电路，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，a、b是两支完全相同的温度计．闭合开关通电一定时间，可观察到______瓶内煤油的温度升高更快些．（选填“甲”或“乙”）．此方案可探究______的关系．

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

由图可知，两电阻丝串联，RA＜RB，IA=IB，通电时间t相同， ∵Q=I2Rt， ∴电流产生的热量： QA＜QB， ∵甲乙两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油， ∴乙烧瓶内煤油温度升高的快； 由此可知，该实验可以研究，当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系． 故答案为：乙；当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小．

考点梳理

初中三年级物理试题“小明在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，如图”旨在考查同学们对 焦耳定律及计算公式、 串联电路的电流规律、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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• 焦耳定律及计算公式
• 串联电路的电流规律

考点名称：焦耳定律及计算公式

焦耳的定律及公式：
焦耳定律或焦耳－冷次定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。1841年，英国物理学家詹姆斯·焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成比例。而在1842年时，俄国物理学家海因里希·楞次也独立发现上述的关系，因此也称为“焦耳－冷次定律”。
采用国际单位制时，焦耳定律的表达式为：
Q = I2Rt 或 P = I2R
其中Q（热量）、I（电流）、R（电阻）、t（时间）、P（热功率）各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。

与欧姆定律的关系：
根据欧姆定律：
U=IR
焦耳定律的公式亦可表示为：

关于焦耳定律的历史：
关于导体中通过的电流与所产生的热量之间的定律。1840年由詹姆斯·普雷斯科特·焦耳提出。定律揭示了电流通过导线时所产生的热量和导线的电阻与电流平方的乘积成比例，即
H＝0.24IRt
式中H 为产生的总热量，单位为卡；I 为电流，单位为安；R 为电阻,单位为欧；t为时间，单位为秒；0.24为由实验定出的比例常量。
焦耳是通过实验测定发现这个定律的。但是从理论上也不难理解，当电流的大小不变，产生的热量全部来源于电荷通过导体失去的势能。电荷的数量为It，失去的势能为W，W＝RIt。因此,在单位时间中转变为热的电能为RI（焦），或者说在导体上消耗的电功率P为
P＝RI（瓦）
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
焦耳定律在串联电路中的运用：
在串联电路中，电流是相等的，则电阻越大时，产生的热越多。
焦耳定律在并联电路中的运用：
在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=Pt=(U^2/R)×t，当U定时，R越大则Q越小。
需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt适任何元件及发热的计算，即只有在像电热器这样的电路（纯电阻电路）中才可用Q=W=UItq=I^2×Rt =(U^2/R)×t。
另外，焦耳定律还可变形为Q=IRq（后面的Q是电荷量，单位库仑（c））。
在热力学中指，气体的内能只是温度的函数，与体积无关。即内能对体积的偏导数为零。

考点名称：串联电路的电流规律

串联电路特点：

串联电路中，电流处处相等，即I=I1=I2=…=In。在串联电路中只要测出任何一个位置的电流，就知道了其他位置的电流。

实验探究串联电路的电流规律：

1. 实验电路：

2. 实验步骤：

(1)根据串联电路的电路图，组装好实验装置

(2)选用电流表的最大量程，并把电流表接在电路的a处。

(3)合上开关，测出a处的电流值。

(4)把电流表先后改接在电路中的b、c处，分别测出电流值，并对电路中Ia、Ib、Ic进行比较分析。

3. 结论：串联电路各处电流都相等Ia=Ib=Ic。