18.4 焦耳定律 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第4节 焦耳定律 课时练习 第十八章 电功率 人教 九年级全一册 1.电流通过导体时将电能转化为_能,这种现象叫电流的热效应。 内 新知对点练 2.【2023 长沙】下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是( ) A.电风扇 B.电视机 C.电饭煲 D.电冰箱 C 3.探究电流产生热量的多少用如图所示的电路。 (1)图示操作,通过_的方法来保证流过两电热丝的电流相等,这是探究电流产生热量的多少与_的关系。 (2)若要探究电流产生的热量与电流大小的关系,则可以在电路中接入_,来方便地改变电路中的电流。 (3)本探究过程除了运用到控制变量法, 同时还用到的主要方法是_。 串联 电阻 滑动变阻器 转换法 4.【2023 本溪月考】用如图所示的装置探究电流产生的热量与_的关系。通电2 min_(填“左” 或“右”)侧U形管液面高度变化更大。 电阻 右 【点拨】由图知,R1与R2的阻值不同,串联时通过它们的电流和通电时间相同,所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系;电流和通电时间相同时,电阻越大,这个电阻产生的热量越多,因为R1<R2,所以R2产生的热量比R1多,故右侧U形管液面高度变化更大。 5.焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟_的二次方成正比,跟导体的_成正比,跟通电时间成正比。焦耳定律公式是_。 电流 电阻 Q=I2Rt 6.【2023 云南】如图是2023年“3 15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣质导线的电阻_(填“较大”或“较小”),若在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量_(填“较多”或“较少”)。 较大 较多 【点拨】不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导致导线横截面积减小,在长度、材料不变的情况下,横截面积越小,电阻越大,所以劣质导线的电阻较大;根据焦耳定律公式Q=I2Rt知,在电流、通电时间相同的情况下,电阻较大,产生的热量较多。 7.【2023 安徽】如图所示,电源电压保持3 V不变,电阻R1=10 ,R2=20 。闭合开关S,则通电100 s 电阻R1产生的热量为_J。 10 【点拨】由图可知,电阻R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,电路中的总电阻R=R1+R2=10 +20 =30 , 电路中的电流 根据串联电路的电流特点可知,通过R1的电流I1=I=0.1 A,通电100 s电阻R1产生的热量Q=I12R1t=(0.1 A)2 10 100 s=10 J。 8.电热在生活中被广泛地利用,举出你家里利用电热的家用电器(举3例):_、_、_;但有时也要防止电热带来的危害,如电视的后盖上有很多孔,是为了_;炎热的夏天,电风扇使用时间太长,应该让电风扇_,以防止风扇过热而被损坏。 电热水器 电饭锅 电熨斗 散热 停一会儿 9.【2023 梧州】下列属于防止电流热效应产生危害的实例是( ) A.家里使用电热水壶烧水 B.利用电视机后盖的小孔散热 C.家里使用电饭锅煮饭 D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服 B 10.【2023 株洲】如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前,两个U形管内的液面相平,通电一定时间后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则下列说法正确的是( ) A.I1=I2,A管中的液面比B管中的液面低 B.I1=I2,A管中的液面比B管中的液面高 C.I1>I2,A管中的液面比B管中的液面低 D.I1>I2,A管中的液面比B管中的液面高 D 提优分类练 【点拨】由图可知,右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I1>I2;通电时间相同,I1>I2,R1=R2=5 ,由Q=I2Rt可知,左侧电阻产生的热量较多;密闭空气吸收热量后,压强变大,左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大,故A管液面较高。 11.【2023 烟台期末】如图所示,串联的两电阻丝(R1<R2),封闭在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连。闭合开关,通过两电阻丝的电流_(填“相等”或“不相等”),一段时间后,密闭烧瓶内的空气被加热,观察到_(填“A”或“B”)气球先鼓起来。 相等 B 【点拨】实验中阻值不相等的两电阻丝串联,则两电阻丝中的电流相等,在通电时间相同时,电阻大的电阻丝产生的热量多,即与B相通的电阻丝R2产生的热量较多,B气球先鼓起来。 12.【2023 新疆】如图所示的电路中电源电压恒为3 V。闭合开关S后,电阻R1的电功率为3 W, 电阻R2的电功率为4.5 W。求: (1)通过电阻R1的电流。 解:(1)由电路图可知,电阻R1和电阻R2并联;由并联电路的电压特点可知,R1、R2两端的电压U1=U2=U=3 V,则通过电阻R1的电流 12.【2023 新疆】如图所示的电路中电源电压恒为3 V。闭合开关S后,电阻R1的电功率为3 W,电阻R2的电功率为4.5 W。求: (2)电阻R2的阻值。 (3)整个电路在10 s内产生的热量。 电路中总功率P=P1+P2=3 W+4.5 W=7.5 W, 则整个电路在10 s内产生的热量Q=W=Pt=7.5 W 10 s=75 J。 13.【2023 孝感期末】如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220 V,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44 W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1 A。求: (1)使用风干功能时通过电动机的电流。 解:(1)使用风干功能时,电路中只有电动机工作,根据 13.【2023 孝感期末】如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220 V,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44 W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1 A。求: (2)使用烘干功能时发热电阻R在1 min内产生的热量。 使用烘干功能时,电动机和发热电阻R并联,两端的电压都等于电源电压,发热电阻R在1 min内产生的热量Q=W2=UI2t1=220 V 1 A 60 s=1.32 104 J。 13.【2023 孝感期末】如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220 V,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44 W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1 A。求: (3)使用烘干功能1 h消耗的电能。 发热电阻R的功率P2=UI2=220 V 1 A=220 W, 总功率P=P1+P2=44 W+220 W=264 W, 总电能W=Pt2=264 10-3 kW 1 h=0.264 kW h。 14.【2023 达州】如图所示,电源电压恒为10 V,滑动变阻器R的最大阻值为20 ,直流电动机的额定电压为6 V,线圈电阻为2 。当闭合开关S,滑片P移到中点时,电动机刚好正常工作,电动机主要将电能转化为_,此时电路中的电流为_A,整个电路通电100 s产生的热量为_J。 机械能 0.4 192 精彩一题 【点拨】电动机正常工作时将电能转化为机械能和内能,其中主要是机械能;由题意知滑动变阻器接入电路中的电阻R= 20 =10 ,由图可知,电动机与滑动变阻器串联,电动机正常工作,其两端的电压UM=6 V,所以滑动变阻器两端的电压UR=U-UM=10 V-6 V=4 V,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流IR= =0.4 A,由串联电路电流特点可知,电路中的电流I=IR=0.4 A,通电100 s滑动变阻器产生的热量QR=IR2Rt=(0.4 A)2 10 100 s=160 J,电动机线圈产生的热量QM=IM2RMt=I2RMt=(0.4 A)2 2 100 s=32 J,整个电路通电100 s产生的热量Q=QR+QM=160 J+32 J=192 J。 I1===1 A。 由P=可知,电阻R2的阻值R2===2 。 = $$