内容正文:
18.4课时 焦耳定律
一、单选题
1.将规格都是“220V、1000W”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.电烤箱产生的热量最多
B.空调产生的热量最多
C.吹风机产生的热量最多
D.三个用电器产生的热量一样多
【答案】A
【解析】家庭电路电压是220V,三个电器都在额定电压下工作,实际功率相同都是1000W,通电相同时间,由W=Pt可知,三个用电器在相同时内消耗的电能相同。
A.电烤箱工作时,电能全部转化为内能,产生的热量最多,故A正确;
B.空调工作时,大部分电能使压缩机和电风扇转动,转化成机械能;只有一小部分电能使压缩机和电风扇的线圈发热,产生少量的热量,故B不正确;
C.吹风机工作时,一部分电能使风扇转动,转化成机械能;一部分电能使电热丝发热,产生热量,故C不正确。
D.三个用电器消耗的电能相同,但产生的热量不同,故D不正确。
故选A。
2.下列用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.笔记本电脑
B.电冰箱
C.电风扇
D.电暖器
【答案】D
【解析】A.笔记本电脑主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应,该选项错误;
B.电冰箱主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,该选项错误;
C.电风扇主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,该选项错误;
D.电暖器主要是把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,该选项正确.
故选D。
3.如图所示,最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家是( )
A.欧姆 B.牛顿 C.伽利略 D.焦耳
【答案】D
【解析】A.欧姆总结了欧姆定律,用于研究电流和电阻的关系,故A不符合题意;
B.牛顿发现了牛顿三定律,故B不符合题意;
C.伽利略的贡献:比萨斜塔实验,理想斜面实验和用斜面缓冲重力,证明了自由落体下落的高度与时间平方成正比,故C不符合题意;
D.在大量实验的基础上,英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系,即发现了焦耳定律,故D符合题意.
故选D。
4.我国科研人员研发了百米级第二代高温超导带材,使中国跻身该技术领域国际先进行列.假如所有导体都成了常温下的超导体,那么当用电器通电时,下列说法正确的是
A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服
【答案】B
【解析】白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用电流热效应工作的,根据焦耳定律Q=I2Rt知,没有电阻就不能产生电热,所以用超导体材料制成的电热器不能工作。故A、C、D不正确。
电风扇是利用通电导体在磁场中受到力的作用而工作的,将电能转化为机械能,所以用超导体材料制成的电风扇不但仍能工作,并且电能转化为机械能的效率更高。
故选:B。
5.如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是( )
A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法和转换法
B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D.甲实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
【答案】A
【解析】A.甲、乙两次实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法,故A正确;
B.甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻产生热量多;则右侧容器内空气吸收的热量多,故B错误;
C.乙实验,右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,但通过电阻的电流不同,所以研究电流产生的热量与电流的关系,故C错误;
D.甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,其电阻值不同,所以是研究电流产生的热量和电阻的关系,故D错误。
故选A。
6.家用洗衣机的主要部件是电动机,若一台洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A,每分钟产生的热量为960J,则下列说法中不正确的是( )
A.电动机的功率为440W B.电动机线圈的电阻为
C.电动机的发热功率为16W D.电动机被卡住不转动时,电功率为12100W
【答案】B
【解析】A.电动机的电功率为
P=UI=220V×2A=440W
故A正确,不符合题意;
B.根据Q=I2Rt得线圈的电阻
故B错误,符合题意;
C.电动机的发热功率为
故C正确,不符合题意;
D.电动机卡住时变为纯电阻电路,电功率
故D正确,不符合题意。
故选B。
7.在如图所示的电路中,闭合开关S,电源电压恒为6V,电流表的示数为0.5A,电压表V 2的示数为4V。当把滑动变阻器的滑片移至最右端时,电流表的示数为0.3A。则下列结论正确的是( )
A.R 1的阻值为4Ω
B.滑动变阻器的最大电阻值为160Ω
C.电路消耗的最小总功