实验 10 探究影响电流通过导体产生热量的因素
1．【实验目的】
探究影响电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关。
2．【实验器材】
电源、开关、导线、阻值不同的两段电阻丝、电流表、滑动变阻器、温度计、煤油、天
平、两个烧瓶（带橡胶塞）等。
3. 【实验原理】
电热丝通电发热，温度升高，把热量传递给煤油；煤油吸收热量，内能增大，温度升高，故
温度计示数上升。所以，我们通过比较温度计升高的温度来反映电热丝产生热量多少。
4. 【实验电路】
5. 【实验步骤】
（一）探究产生热量与通电时间的关系：
（1）方法：按图连接好电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。
保持电流的大小不变，每间隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
（2）实验表格：
时间/min
温度/℃
（3）实验结论：
对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越 ______，表明电
流产生的热量越 _______。
（二）探究产生热量与电流的关系：
（1）方法：取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，按图连接电路。闭合开关，
调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。
（2）实验表格：
时间/min
温度/℃
（3）实验结论：
对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越_____，表明电流
越大，电流产生的热量越 _____。
（三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关
（1）方法：选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同、等质量煤油的玻璃瓶，
按下图所示的电路将实验器材连接起来，检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个
玻璃瓶内煤油的温度。
（2）实验表格：
时间/min
温度
R1/℃
温度
R2/℃
（3）实验结论：
在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越 _____，表明电阻
越大，电流产生的热量越 _____。
6. 【实验结论】
电流通过导体产生热量多少与通电时间、电流大小和电阻大小有关：通电时间越长，电流越
大，电阻越大，电流产生的热量越多。
7．【注意事项】
（1）连接电路时，开关要断开。
（2）电流表串联，选择合适的量程，“正进负出”。
（3）滑动变阻器按“上下各一”的原则串联接入电路；闭合开关前，滑片移到阻值最大处。
（4）实验装置一定要保持良好的气密性。
1.实验采用煤油的原因：
（1）煤油比热容小，在相同条件下吸热，温度升高的快。
（2）煤油是绝缘体 。
2.实验方法：控制变量法、转换法。
（1）转换法：根据温度计升高的温度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。（或者
细玻璃管中液面上升的高度）
（2）控制变量法。
3.实验中把电阻丝串联的目的：
控制通过电阻丝的电流相等。
4.生活中如果插头与插座或导线接触不良会烧坏的原因：
接触不良处电阻会变大，产生热量会变多。
5.电流的三大效应：
（1）电流的热效应。
（2）电流的磁效应。
（3）电流的化学效应。
【典例 1】小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明
容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的 U形管，通过 U形管中水面
的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为 6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生
的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了 5Ω和 100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用
笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个 U 形管的高度差均不明显，
原因是______，请你提出改进办法：______。
【典例 2】物理兴趣小组的同学正在进行“探究通电导体产生的热量与什么因素有关”
的实验他们将一段电阻丝装在透明、密闭的容器中，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的 U
形玻璃管相连，如图所示。请你回答下列问题：
（1）在实验中，密闭容器内的空气质量应该____(填“相等”或“不相等”），观察 U 形玻
璃管中液面高 度差的目的是____;
（2）如图甲所示，密闭容器内的电阻分别为 5Ω和 10Ω实验探究的是电流通过导体产生的
热量与_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是____;如图乙所示，密闭容器内
的电阻均为 5Ω，另有一个 5Ω电阻在容器外部，与其中一个容器内的电阻并联，实验探究
的是电流通过导体产生的热量与_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是_____.
【对点 1】如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分
装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
（1）实验中通过观察_____________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运
用了这种实验方法的是_____________（填序号）。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，
表明在电流和通电时间相同的情况下，_____________越大，产生的热量越多。
（3）图中 U 形管_____________（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中 R3 与 R2 并联，
目的是使通过 R1 与 R2 的_____________不同。
（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧 U 形管液面上升高度相同，与其他小组
的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因：_____________。
【对点 2】为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均
相等的煤油， R2 > R1 ．
（1）除了温度计外，还需要的测量工具是 ．实验中煤油吸热的多少是通过来 反
映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）．
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤
油具有 的特点．
（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升的快，由此得出的实验结论是 ．
（4）若要在上面的电路中继续探究电热与电流的关系，你接下来的操作是 ，比较
．
1．（2023 山东枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴
趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，
于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一
段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
（1）要探究电热与电阻的关系。应选用__________组合，并将它们__________接到电源两
端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装
置 U 型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，
__________。
（3）实验中通过观察 U 型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理
问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是__________。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．探究平面镜成像的特点
2．（2022·甘肃中考真题）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实
验中，采用了如图电路。
（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的
___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体
产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与
___________的关系；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电
流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与
___________的关系。实验 10 探究影响电流通过导体产生热量的因素
1．【实验目的】
探究影响电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关。
2．【实验器材】
电源、开关、导线、阻值不同的两段电阻丝、电流表、滑动变阻器、温度计、煤油、天
平、两个烧瓶（带橡胶塞）等。
3. 【实验原理】
电热丝通电发热，温度升高，把热量传递给煤油；煤油吸收热量，内能增大，温度升高，故
温度计示数上升。所以，我们通过比较温度计升高的温度来反映电热丝产生热量多少。
4. 【实验电路】
5. 【实验步骤】
（一）探究产生热量与通电时间的关系：
（1）方法：按图连接好电路，检查无误后接通电源，按下计时器并同时记录温度计的示数。
保持电流的大小不变，每间隔一定时间记录一次温度计的示数，并填写到设计好的表格中。
（2）实验表格：
时间/min
温度/℃
（3）实验结论：
对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越 ______，表明电
流产生的热量越 _______。
（二）探究产生热量与电流的关系：
（1）方法：取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，按图连接电路。闭合开关，
调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，通电时间与前次相同，记录玻璃瓶内煤油的温度。
（2）实验表格：
时间/min
温度/℃
（3）实验结论：
对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越_____，表明电流
越大，电流产生的热量越 _____。
（三）探究电流产生的热量与电阻大小是否有关
（1）方法：选取两根阻值不一样的电阻丝，两个装有初始温度相同、等质量煤油的玻璃瓶，
按下图所示的电路将实验器材连接起来，检查无误后接通电源，通电一定时间后，记录两个
玻璃瓶内煤油的温度。
（2）实验表格：
时间/min
温度
R1/℃
温度
R2/℃
（3）实验结论：
在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越 _____，表明电阻
越大，电流产生的热量越 _____。
6. 【实验结论】
电流通过导体产生热量多少与通电时间、电流大小和电阻大小有关：通电时间越长，电流越
大，电阻越大，电流产生的热量越多。
7．【注意事项】
（1），连接电路时，开关要断开。
（2）电流表串联，选择合适的量程，“正进负出”。
（3）滑动变阻器按“上下各一”的原则串联接入电路；闭合开关前，滑片移到阻值最大处。
1.实验采用煤油的原因：
（1）煤油比热容小，在相同条件下吸热，温度升高的快。
（2）煤油是绝缘体 。
2.实验方法：控制变量法、转换法。
（1）转换法：根据温度计升高的温度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。（或者
细玻璃管中液面上升的高度）
（2）控制变量法。
3.实验中把电阻丝串联的目的：
控制通过电阻丝的电流相等。
4.生活中如果插头与插座或导线接触不良会烧坏的原因：
接触不良处电阻会变大，产生热量会变多。
5.电流的三大效应：
（1）电流的热效应。
（2）电流的磁效应。
（3）电流的化学效应。
【典例 1】小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明
容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的 U形管，通过 U形管中水面
的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为 6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生
的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了 5Ω和 100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用
笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个 U 形管的高度差均不明显，
原因是______，请你提出改进办法：______。
【答案】①电流越大；②C；③如图；④电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太
低）；⑤将 100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）。
【解析】（1）[1]由图甲可知，两容器内的电阻大小相等，右侧两根电阻丝并联，然后
与左侧的电阻丝串联，根据串联电路和并联电路特点可知，左侧容器内的电阻丝的电流大于
右侧容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧 U型管内液体的高度差大于右侧，
说明左侧电阻丝产生的热量多，所以可以得出：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电阻
产生的热量越多。
（2）[2]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同。
P 54W
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡的电流为 I = = =1.5A
U 36V
P 6W
“12V 6W”的灯泡的电流为 I = = = 0.5A
U 12V
电流不同，故 A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，在电压不变时，根据欧姆定律可知，电
流越大，没有控制电流相同，故 B不符合题意；
C．电熨斗工作时，内部的电热丝和与之相连的导线串联，电流和工作时间相同，由于
电热丝的电阻远大于导线电阻，电热丝产生的热量远大于导线产生的热量，说明电流产生的
热量与电阻大小有关，故 C符合题意。故选 C。
（3）[3]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，在电阻不同时，要控制电流和通电时
间相同，应该把电源、开关和两段电阻丝串联起来，如图所示
[4][5]较长时间后两个 U形管的高度差均不明显，可能是电路的电流太小，导致电阻丝
产生的热量较少，根据欧姆定律，可以把其中较大的 100Ω的电阻换成一个阻值较小的电阻
丝（不能为 5Ω），也可以增大电源电压。
【典例 2】物理兴趣小组的同学正在进行“探究通电导体产生的热量与什么因素有关”
的实验他们将一段电阻丝装在透明、密闭的容器中，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的 U
形玻璃管相连，如图所示。请你回答下列问题：
（1）在实验中，密闭容器内的空气质量应该____(填“相等”或“不相等”），观察 U 形玻
璃管中液面高 度差的目的是____;
（2）如图甲所示，密闭容器内的电阻分别为 5Ω和 10Ω实验探究的是电流通过导体产生的
热量与_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是____;如图乙所示，密闭容器内
的电阻均为 5Ω，另有一个 5Ω电阻在容器外部，与其中一个容器内的电阻并联，实验探究
的是电流通过导体产生的热量与_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是_____.
答案：1.相等;比较甲、乙容器内空气温度的变化 2.电阻;在电流和通电时间相同时，电阻越
大，产生的热量越多;电流；在通电时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多
解析：1.为了便于利用控制变量法和转换法对各个因素进行探究，在实验前，应该使两 U形
管中的左、右两管液面高度差相同，所以应在容器内密封质量相等的空气;实验中通过观察 U
形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化，像这种用能直接观测的量来显示
不容易直接观测的量的方法叫转换法。2.图甲中，密闭容器内的电阻分别为 5Ω和 10Ω,两
电阻串联，通电时间和电流相同，电阻不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电
阻的关系；由实验现象可得到的实验结论是在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热
量越多。图乙中，电阻相同，通电时间相同，电流不同,故实验探究的是电流通过导体产生
的热量与电流的关系;根据本次实验现象可得到的实验结论是在通电时间和电阻相同时，电
流越大，产生的热量越多。
【对点 1】如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分
装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
（1）实验中通过观察_____________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运
用了这种实验方法的是_____________（填序号）。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，
表明在电流和通电时间相同的情况下，_____________越大，产生的热量越多。
（3）图中 U 形管_____________（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中 R3 与 R2 并联，
目的是使通过 R1 与 R2 的_____________不同。
（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧 U 形管液面上升高度相同，与其他小组
的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因：_____________。
【答案】液面的高度差（或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面
有“U 形管”字样不扣分） ① 电阻 不是 电流 电阻 R3 断路
【详解】
（1）[1]如果电流通过导体产生的热量越多，透明容器中空气膨胀程度越大，U 形管中液面
的高度差越大，所以我们可以通过 U 形管中液面的高度差来反映电阻产生热量的多少，这
种方法称为转换法。
[2]在研究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，我们是通过水平面物块被推出的距离来反
映动能大小的，也用到了控制变量法，故选①。
（2）[3]通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧导体产生热量多，因为右
侧电阻大，表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
（3）[4]图中 U 形管下端连通，但上端不开口，不是连通器。
[5]乙图中透明容器中电阻相等，是研究电流通过导体产生的热量和电流的关系，所以应该
改变电流，乙图中 R3 与 R2 并联，目的是使通过 R1 与 R2 的电流不同。
（4）[6]左右两侧 U 形管液面上升高度相同，说明电阻产生了热量一定有电流经过，且产生
的热量相同，因为透明容器中的电阻相同，说明电流相同，所以故障可能是电阻 R3 断路。
【对点 2】为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均
相等的煤油， R2 > R1 ．
（1）除了温度计外，还需要的测量工具是 ．实验中煤油吸热的多少是通过来 反
映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）．
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤
油具有 的特点．
（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升的快，由此得出的实验结论是 ．
（4）若要在上面的电路中继续探究电热与电流的关系，你接下来的操作是 ，比较
．
答案：(1)秒表、温度计升高的示数；(2)比热容小；(3)当电流和通电时间相同时，电阻越大，
产生的热量越大；(4)移动滑片改变电流大小；相同通电时间内甲（或乙）瓶中温度计升高
的示数
1．（2023 山东枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴
趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，
于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一
段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
（1）要探究电热与电阻的关系。应选用__________组合，并将它们__________接到电源两
端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装
置 U 型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，
__________。
（3）实验中通过观察 U 型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理
问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是__________。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．探究平面镜成像的特点
【答案】（1）甲、乙 串联 （2）通过导体的电流越大，产生的热量越多 （3）B
【解析】（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电
阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）乙和丙，由于串联在电路中，可知通过电路乙中 5Ω 电阻的电流大于通过丙中 5Ω 电阻
的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置 U 型管中液面高度变化大，可知气压差
越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3） A．实验中通过观察 U 型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这用到了转
化法，而探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故 A 不符合题意；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，故 B 符
合题意；
C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故 C 不符合题意；
D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故 D 不符合题意。
故选 B。
2．（2022·甘肃中考真题）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实
验中，采用了如图电路。
（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的
___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体
产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与
___________的关系；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电
流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与
___________的关系。
【答案】煤油 温度计的示数 电阻 不同 电流
【详解】
（1）[1]两个烧瓶中应装入质量和初温相同的煤油，因为煤油的比热容较小，在吸收较少热
量，便能升温较明显。
[2]实验中，可通过观察温度计的示数来比较电流通过导体时产生热量的多少，因为导体产
生的热量不同，烧杯中煤油吸收的热量也不同，则温度计示数也不同。
（2）[3]图甲中，两电阻不同的电热丝串联在电路中，则通过电热丝的电流相同，那么探究
的是电流通过导体产生热量与电阻的关系。
（3）[4][5]图乙中，两个阻值相同的电热丝分别与电流表和滑动变阻器串联后，再并联在电
路中，那么应调节变阻器的滑片让两个电流表的示数不同，即通过两电热丝的电流不同，这
样便可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
