【題目】焦耳等科學(xué)家運(yùn)用多種方法、不同實(shí)驗(yàn)，測(cè)出做功（W）和做功產(chǎn)生的熱（Q）兩者之間的比值關(guān)系。其中最經(jīng)典的是1847年焦耳設(shè)計(jì)的槳葉輪實(shí)驗(yàn)。如圖甲，在一個(gè)裝滿(mǎn)水的絕熱桶里放入銅制的翼輪，多次用下落的重物帶動(dòng)翼輪上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片與水摩擦，產(chǎn)生的熱使水的溫度升高。焦耳通過(guò)測(cè)量所掛重物的重力和重物下落的距離，計(jì)算出重物的重力做的功，即翼輪克服水的摩擦所做的功（W）；測(cè)量絕熱桶中水升高的溫度，從而計(jì)算出水吸收的熱（Q）。

(1)焦耳做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是_____。

(2)小柯利用刻度尺、溫度計(jì)、天平、雙層真空平底圓柱體保溫杯、水等器材，粗略測(cè)量做功和做功產(chǎn)生的熱之間的比值關(guān)系。具體方案是：

①用刻度尺測(cè)量空保溫杯內(nèi)部高度，記為h杯。

②用天平稱(chēng)量一定質(zhì)量的水，記為m水，水的比熱容，記為c水，用溫度計(jì)測(cè)出水的溫度，記為t1。

③將水倒入保溫杯中，測(cè)量杯中水的高度，記為h水．計(jì)算出h杯﹣h水，這也就是杯中水下落的_____。

④在保溫杯蓋子上安裝一支分度值為0.1℃的溫度計(jì)（連接處密閉絕熱），蓋緊保溫杯，如圖乙。

⑤將保溫杯慢慢上、下翻轉(zhuǎn)多次（n次），計(jì)算出水的重力所做的功（W）。

⑥測(cè)出杯中水的溫度，記為t2，計(jì)算出水吸收的熱（Q）。

⑦根據(jù)⑤、⑥數(shù)據(jù)，得出W、Q兩者的比值關(guān)系。

(3)用方案中測(cè)得的數(shù)據(jù)得到的W、Q兩者比值的關(guān)系式是_____。（用相關(guān)的符號(hào)表達(dá)）

【答案】研究摩擦做功和產(chǎn)生熱量的關(guān)系 高度

【解析】

(1)[1]根據(jù)題意知道，焦耳做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是研究摩擦做功和產(chǎn)生熱量的關(guān)系；

(2)[2]根據(jù)題意知道，要粗略測(cè)量做功和做功產(chǎn)生的熱之間的比值關(guān)系，由具體方案知道，將水倒入保溫杯中，測(cè)量杯中水的高度，記為h水，計(jì)算出h杯 -h水，這也就是杯中水下落的高度；將保溫杯慢慢上、下翻轉(zhuǎn)多次（n次），計(jì)算出水的重力所做的功是：

W=Gh=nmg（h杯 -h水），

(3)[3]根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案知道，水吸收的熱量是：

，

重力所做的功為：

W=Gh=nmg（h杯 -h水）

所以，W、Q兩者比值的關(guān)系式是：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于如圖所示是各種現(xiàn)象說(shuō)法正確的是

A. 甲圖中，自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員在爬坡過(guò)程中重力勢(shì)能增加，動(dòng)能一定減小

B. 乙圖中，火箭加速升空，機(jī)械能不變

C. 丙圖中，跳水運(yùn)動(dòng)員加速下落過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

D. 丁圖中，跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速降落過(guò)程中動(dòng)能減小

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在學(xué)習(xí)了電功率知識(shí)后，老師要求學(xué)生們小組合作測(cè)量額定電壓是小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，張華所在的小組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)

(1)為順利完成實(shí)驗(yàn)，張華設(shè)計(jì)了伏安法測(cè)小燈泡電功率的電路圖，請(qǐng)你幫助張華把電路圖畫(huà)到圖甲所在的方框中

（____）

(2)小明根據(jù)張華設(shè)計(jì)的電路圖連接好實(shí)物圖，開(kāi)關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡發(fā)光較亮且亮度一直保持不變，張華一看就說(shuō)你的連接有錯(cuò)，你覺(jué)得小明在連接電路的過(guò)程中出現(xiàn)了什么錯(cuò)誤？ _____

(3)小明在得到張華的提示后把故障排除，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流為_____A，小燈泡此時(shí)的電功率為_____W，若要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)_____（填“大或“小”）直到電壓表示數(shù)為_____V為止。

(4)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下多組電流表及對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)，并畫(huà)出圖丙所示的1-U圖像，從圖像可算出小燈泡的額定功率為_____W。

(5)繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過(guò)程中，小燈泡突然熄滅，導(dǎo)致電壓表示數(shù)驟增，電流表卻無(wú)示數(shù)，則電路中出現(xiàn)的故障是_____。

(6)實(shí)驗(yàn)順利結(jié)束后，老師重新給出了要求，不用電壓表測(cè)額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率，設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示，請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，并計(jì)算小燈泡的額定功率（電源電壓恒定且未知，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為）

①將滑動(dòng)變阻器的電阻調(diào)到最大，開(kāi)關(guān)、閉合，讀出電流表的示數(shù)為0.2A，就可以直接求出電源電壓為_____V

②開(kāi)關(guān)閉合，斷開(kāi)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為_____A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光：然后閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片_____（填“向左調(diào)”、“向右調(diào)、“保持不變”），此時(shí)電流表的示數(shù)恰好為0.4A，由此可以求出此時(shí)聯(lián)入電路的滑動(dòng)變阻器的電阻為_____Ω

③小燈泡的額定功率P額=_____W

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，是一科技創(chuàng)新小組同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的水位計(jì)工作原理圖，絕緣浮子隨水位的升降帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的金屬滑桿P升降，通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)來(lái)反應(yīng)水位升降情況。水位最低時(shí)，滑桿P位于R的端處。L是一個(gè)指示燈，電路各部分接觸良好，不計(jì)導(dǎo)線電阻。當(dāng)水位上升時(shí)，電壓表示數(shù)_______（填“變大”“變小”或者“不變”），指示燈變_______（填“亮”或者“暗”）。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】右圖是某種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化過(guò)程中的溫度—時(shí)間圖像，下列從圖像中獲得的信息正確的是（ ）

A. 這種物質(zhì)是晶體，其熔點(diǎn)是50℃

B. 在AB段物質(zhì)處于固液共存狀態(tài)

C. 在BC段物質(zhì)不放熱，溫度保持不變

D. 在CD段物質(zhì)處于液態(tài)

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，把標(biāo)有“6V 3W”和“3V 3W”字樣的甲、乙兩個(gè)小燈泡連接在電路中，且燈絲電阻不變，電表①②③可能是電流表或電壓表。要求：在閉合開(kāi)關(guān)S后，兩燈泡均能發(fā)光，則下列判斷中正確的是

A.①②為電流表，③為電壓表，甲燈的功率比乙燈大

B.①③為電流表，②為電壓表，甲燈的功率比乙燈小

C.①②為電壓表，③為電流表，乙燈的功率比甲燈大

D.①③為電壓表，②為電流表，乙燈的功率比甲燈大

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小欣同學(xué)在做“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，準(zhǔn)備以下器材：電源電壓為4.5V且保持不變，電流表（0~0.6A）、電壓表（0~3V）、滑動(dòng)變阻器（20Ω 1A）、五個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。根據(jù)如圖的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

（1）導(dǎo)線連接之前，開(kāi)關(guān)S應(yīng)該_________（選填“斷開(kāi)”、“閉合”）；

（2）將電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，原因可能是__________；

（3）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，小欣通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，測(cè)出通過(guò)定值電阻R的不同電流和對(duì)應(yīng)的電壓如下表所示。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

1

2

3

4

5

電壓U/V

0.51

1.01

1.51

2.01

2.51

電流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

梁老師看到小欣的數(shù)據(jù)后說(shuō)小欣的實(shí)驗(yàn)操作中存在問(wèn)題，并且其中有一組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。小欣在實(shí)驗(yàn)操作中存在的問(wèn)題是_____。請(qǐng)你幫他分析出錯(cuò)的是第_________次，原因是________________。去掉出錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析可得到的結(jié)論是：當(dāng)電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成_________比

（4）接著小欣又探究電流與電阻的關(guān)系，他只更換定值電阻，其余連接均不變。其實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在電路中接入阻值為5Ω的定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使得電壓表示數(shù)為U0=2V，記錄電流表示數(shù)；

②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，用10Ω的定值電阻替換5Ω的定值電阻再閉合開(kāi)關(guān)，他應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的阻值_________（選填“調(diào)大”或“調(diào)小”）直到電壓表示數(shù)為U0，再記錄電流表示數(shù)；

③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，用15Ω的定值電阻替換10Ω的定值電阻再閉合開(kāi)關(guān)，他調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為U0。

為完成五次探究，小欣設(shè)計(jì)了如下三個(gè)調(diào)整方案，你認(rèn)為不可行的是（_____________）

A.如果只調(diào)整電壓表的示數(shù)，則應(yīng)控制電壓表示數(shù)U0的范圍為2.5V~3V；

B.如果只更換滑動(dòng)變阻器，則更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值不小于25Ω，最大電流不小于0.4A；

C.如果只更換電源，則更換的電源電壓范圍是2V-3.6V。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是某款電熱水壺，表中是水壺的部分參數(shù)；請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

額定電壓

220V

額定功率

1000W

額定容量

1.5L

水壺凈重

1kg

（1）該電熱水壺正常工作時(shí)發(fā)熱體的電阻是多大？

（2）該電熱水壺的效率是80%，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把1kg水從20℃燒開(kāi)需要7min，此時(shí)水壺的實(shí)際電壓是多大？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】大多數(shù)學(xué)校都安裝了直飲機(jī)無(wú)內(nèi)膽飲水機(jī)，電路原理如圖所示，電熱絲R1、R0，繞在出水管上，水經(jīng)過(guò)出水管時(shí)被加熱，通過(guò)改變“溫、開(kāi)水選擇開(kāi)關(guān)”S的狀態(tài)（S“斷開(kāi)”或S“閉合”，可以選擇出溫水或開(kāi)水。該飲水機(jī)的額定電壓是220V，開(kāi)水加熱電功率是2000W，溫水加熱電功率是1100W，已知電熱絲R1、R0電阻不隨溫度變化，水的比熱容=4.2J/（kg），水的密度=1kg/，求：

（1）開(kāi)關(guān)S___________“斷開(kāi)”或“閉合”時(shí)出開(kāi)水。

（2）溫水檔時(shí)電路的電阻________？

（3）現(xiàn)在需要一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的開(kāi)水500mL，已知水的初溫是20，若飲水機(jī)正常工作，燒開(kāi)這些水需要多少時(shí)間______？設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為水吸收的熱量

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