《2025年阳光学业评价九年级物理上册人教版》

【活动一】 把电炉接入家庭电路中,观察到电炉丝逐渐发红发热。在忽略散热的情况下,请把图 18-4-1 所示的电炉丝通电时的能量转化过程补充完整。

答案： 电　内

【活动二】 了解焦耳定律。
1. 英国物理学家焦耳做了大量实验,在 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,阅读课本,焦耳定律的公式表述为：____。(填写公式)
2. 实验一：验证当流经电阻的电流以及通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多。
小明设计了如图 18-4-2 所示的电路,$R_{1}= 1\Omega$,$R_{2}= 2\Omega$。用测温枪分别测出两个电阻在开关闭合前和开关闭合 2 min 后的温度,记录在下表中。
|时刻| $R_{1}的温度t_{1}/^{\circ}C$ | $R_{2}的温度t_{2}/^{\circ}C$ |
|开关闭合前| 20 | 20 |
|开关闭合 2 min 后| 32 | 47 |


(1) 通过记录的数据发现,通电后$R_{2}的温度升高比R_{1}$多,小明认为假设无热量散失,升温多的电阻放出的热量就多。根据热学的知识,他设计的这个实验是否正确？请写出你的判断依据。
(2) 小芳提出可在小明的设计上进行改进：用两个电阻分别加热质量相同的同种液体,假设无热量散失,可以通过液体温度的变化来反映两电阻放出的热量。你认为小芳的方案可行吗？写出你的依据。
(3) 完成实验,将实验所测得的数据填入下表中。
|电阻阻值$R/\Omega$ | 液体的初温$t_{初}/^{\circ}C$ | 液体的末温$t_{末}/^{\circ}C$ | 液体升高的温度$\Delta t/^{\circ}C$ |
| | | | |
| | | | |

(4) 请你对实验数据进行分析并得出结论。
3. 实验二：验证同一定值电阻在通电时间相同的情况下,电流越大产生的热量越多。
(1) 请利用停表、电流表、滑动变阻器等器材设计实验,在下面的虚线框中画出实验电路图,并写出实验步骤。

(2) 设计好表格,将实验所测的数据填入表中。
(3) 请你对实验数据进行分析并得出结论。
(4) 拓展：有没有其他实验方案是可以不需要用到滑动变阻器的呢？如果有,请你分享一下。
4. 通过上述两个实验还能得出：当电阻以及电流相同时,通电时间越长,产生热量就越多。依据是____。

答案：
1. Q=I²Rt 2.
(1)不正确，根据公式Q吸=cmΔt，当c和m一定时，温度变化量Δt越大，Q吸就越大。但实验中无法比较两电阻的比热容c和质量m，所以不能单凭Δt大就判断Q吸大。无热量散失时，Q放=Q吸，故也无法比较两电阻的Q放大小。
(2)可行，根据Q吸=c液m液Δt，若能控制吸热的是同种物质，而且吸热物质质量一样，则Δt越大，Q吸就越多，假设无热量散失，即Q放=Q吸，则Q放也越多，Δt可反映两电阻放出的热量。
(3)略
(4)数据显示阻值大的电阻所加热的液体温度升高得多。根据Q=cmΔt，被加热的液体的比热容和质量都相同，温度升高越多，说明被加热的液体吸收的热量也就越多。在忽略散热的情况下，电阻产生的热量会全部被液体吸收，因此当流经电阻的电流以及通电时间相同时，电阻越大时产生的热量越多。 3.
(1)如答图18−6所示。按图连接好电路，闭合开关一段时间t，记录电流表读数I₁和烧瓶中液体上升的温度Δt₁；调节滑动变阻器滑片，再闭合开关相同的时间t，记录电流表的读数I₂和烧瓶中液体上升的温度Δt₂；对两组数据进行比较。

(2)见下表。
电流I/A　　　初温t初/℃　　末温t末/℃　　升高的温度Δt/℃
(3)数据显示：电流大的那次，被加热的液体升温多。根据Q=cmΔt，被加热的液体的比热容和质量都相同，温度升高得越多，说明被加热的液体吸收的热量也就越多。在忽略散热的情况下，电阻产生的热量会全部被液体吸收，因此当电阻以及通电时间相同时，电流越大时产生的热量越多。
(4)略 4. 根据Q=cmΔt，c和m都相同，通电时间越长，被加热的液体温度升高越多，Q吸也就越多。在忽略散热的情况下，Q吸=Q放，因此当电阻以及电流相同时，通电时间越长，产生的热量就越多。