题目

我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比．”这就是焦耳定律，有公式可表达为：Q=I2Rt．受动脑筋的小明在探究这个问题时，设计了如图所示的实验，只连接一次电路就完成了实验探究．他的方法是用电阻丝（其中R甲≠R乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少．请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答下列问题． （1）探究电热的多少与电流的关系，应该对比______两个烧瓶中煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该______． （2）探究电热的多少与电阻的关系，应该对比______两个烧瓶中煤油柱上升的高度． （3）有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子．______．

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

（1）该题利用了控制变量法，为了探究电热的多少与电流的关系，由公式Q=I2Rt可知，应控制两电阻丝的电阻和通电时间相等，而其中R甲≠R乙，所以应选取甲丙（或乙丙）． （2）探究电热的多少与电阻的关系，由公式Q=I2Rt可知，应控制两电阻丝的电流和通电时间相等，从图中可知，甲和乙两根电阻丝串联，因此通过它们的电流和时间相等，所以应选取甲乙． （3）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．（任意选取两个即可） 故答案为：（1）甲丙（或乙丙），相等． （2）甲乙． （3）电饭锅，电热毯．

考点梳理

初中三年级物理试题“我们知道：“电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导”旨在考查同学们对 串联电路的电流规律、 焦耳定律及计算公式、 控制变量法和科学探究的过程、 ……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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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。

• 串联电路的电流规律
• 焦耳定律及计算公式
• 控制变量法和科学探究的过程

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。

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：控制变量法和科学探究的过程

控制变量法的定义：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。

控制变量法的应用：
理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素