18.4 习题课 焦耳定律的应用-【名师学案】2023-2024学年九年级下册物理分层进阶学习法（人教版）

习题课 焦耳定律的应用 [方法技巧]公式Q=PRt在纯电阻电路和非纯 A.把电阻丝剪去一小段 U 电阻电路都适用：而公式Q=尺只造用于纯电 B.更换一根较粗的电阻丝 C.与电阻丝串联一个电阻 阻电路。 类型一公式Q=Rt的应用 D.与电阻丝并联一个电阻 1.如图所示，电源电压保持6V 5.(中考·河南)如图所示，在四个相同水槽中 不变，电阻R=102,R2= 盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为 202,闭合开关S,通电30s,电 R R1、R2的电阻丝(R<R),分别按下图的四 阻R产生的热量为 J,R2产生的热量 种方式连接放入水槽，并接入相同电源。通 为 J,整个电路产生的热量为 J 电相同时间后，水温最高的是 2.如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤 油，通电一段时间后（液体均不沸腾），发现两 只温度计示数上升的相同。不考虑热损失， 电源 电源 则电阻R1、R2的大小关系是 3 A.R=R2 B.R<R2 RR, C.R>R2 电源 电源 D.无法确定 煤油 C D 【点拔】由题意可知，相同的时间内质量相同的水和 6.电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源 煤油升高的温度相同，根据Q=(m△1可知水吸收 的热量多，不考虑热损失时，电流通过电阻产生的热 两端，则在相同时间内产生的热量与原来产 量和液体吸收的热量相等，因此R,产生的热量多， 生的热量之比为 根据Q=R:比较它们电阻阻值之间的关系。 A.5:4 B.1:5 类型二 公式Q- R(的应用 C.5:1 D.4:5 3.(2023·无锡)如图所示，是 类型三电动机的电热计算 超市常用的塑料袋封口夹电 7.某电风扇电阻为502，当它接在220V的电 路原理图，电源电压为5V, 路中时，电流为0.2A,则正常工作100s产 电热丝R阻值为12。闭合开关S,电热丝温 生的热量为 J,此时电风扇产生的热 度升高，利用电流的 效应实现高温封 量 (填“大于”“小于”或“等于”)消耗 口，3s内产生的热量为 J:若使用时总 的电能。 把塑料袋烫坏，可以 (选填“增大”或 8.(中考·德州)从产品说明书得知，一台“6V “减小”)电热丝的阻值。 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为 4.有一只电烙铁，如果在同一个家庭电路里，要 0.12,则小风扇正常工作1min消耗的电能 使它在相同的时间内产生的热量少些，下面 为 J:电动机线圈1min产生的热量 几种改装方法可行的是 ( 为 21 九年极物理·下册 9.某电动机线圈的电阻是2Ω，当两端加40V 备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠 电压时，通过它的电流为5A,则这台电动机 标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑 的发热功率为 W,机械功率是 动变阻器接入电路，并计算改装后电路 W,这台电动机的效率是 消耗的最大功率与最小功率的差值。 类型四电热综合计算 【点拨]（③）根据1=号求出赢标垫允许通过的最大 10.(中考·永州)小华家有一个额定电压为 电流：通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫 220V、额定电流为5A的电热水壶，该电热水 加热功率，滑动变阻器应与鼠标垫串联，根据串联 壶正常工作42s产生的热量为 J. 电路分压原理，求出滑动变阻器至少应负担的电 这些热量的80%被质量为1kg的水吸收，水 压：根据R=号求出滑动变阻器连入电路的最小阻 升高的温度为 ℃，已知c冰=4.2× 值，据此判断应选滑动变阻器的规格：根据电路中 103J/(kg·℃)。 允许通过的最大电流，利用P=UI求出改装后电 11.(2023·天津)额定功率为1000W的电热水 路消耗的最大功率：当滑动变阻器连入电路的电 壶正常工作时，把质量为1kg的水从10℃ 阻值最大时，电路中电流最小，消耗的电功率最 加热到100℃，用时420s。已知c水=4.2× 小，根据P-发参出电路最小功率，话光求出改装 103J/(kg·℃)，求： 后电路消耗的最大功率与最小功率的差值。 (1)水吸收的热量： (2)电热水壶的效率。 12.(2023·重庆B卷)李老师 加热鼠标垫 桌上有一张老式加热鼠标 垫（内有一根加热电阻丝）， 如图所示，鼠标垫质量为 200g,规格为“5V5W”。忽略温度对电 阻的影响。 (1)求鼠标垫的电阻： (2)鼠标垫正常工作10min,温度升高7℃， 若此过程中热损失为30%，估算鼠标垫 的比热容： (3)月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围， 现有12V的电源、规格为“522A” “20Ω1A”的两个滑动变阻器。她准 助学助款优质高数22(2) (3)B(4)A2.50.8(5)A (2)B(3)短路(4)电压2.5 (5)0.20.75(6)电阻随温度的升高而增大5.(1)B(2)小灯泡断路 (3)左 中考热点专训二多种方法测电功率 UU2 2.(1V,(2)Usx 3.1.8 4.I;R.1,1:R 5.C R 6.(2)S(3)S(4)R(5)1R I1-I2 7.1)p=w (2)3200(3) 3200 (4)P=3200t n (5)①②8.300010009.219.622001200 第4节焦耳定律 知识储备 1.电内2.电流的二次方电阻通电时间 基础练 1.D2.(1)液面高度(2)电阻(3)电流(4)通电时间(5)控制变量 3.4800192004.24.4×1035.156.ACD BE7.C8.A9.串 2710.电烙铁最多三者一样多11.1：212.解：(1)根据欧姆定律 可得电路电流：1=人-总-8-1,5A,电阻风。上每分钟放出的热量：Q =I2R2t=(1.5A)2×42X1×60s=540J;(2)W=Q=IPR总t=(1.5 A)2×(22+42)×1×60s=810J13.小14 习题课焦耳定律的应用 1.1224362.C3.热75增大4.C5.D6.A7.200小于 8.1801.59.5015075%10.462008.811.解：(1)水吸收的热 量：Q=m△t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-10℃)=3.78× 105J;(2)电热水壶正常工作420s消耗的电能：W=Pt=1000W×420s= 4.2×10J:电热水壶烧水的效率：7-是×100%=3.78×10J÷(4.2×10J》 =V标垫=(5V)2 =90%。12,解：1鼠标垫的电阻为：RP=号7=50： (2)鼠标垫正常工作10min消耗的电能为：W=Pt=5W×10×60s=3000J; 鼠标垫的比热容为：c=Q=30)W,T=70X3000=1.5× m△t200X10-8kg×7℃0.2kgX7℃ -149 10J/(kg·℃)：(3)鼠标垫允许通过的最大电流为：1标整大一U鼠标整 P凤标垫一 5 W 。V=1A;通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，滑动变阻器 应与鼠标垫串联，根据串联电路分压原理，滑动变阻器至少应负担电压：U滑 =U一U鼠标垫=12V一5V=7V;滑动变阻器连入电路的阻值最小应为： K太X7D:敌应选规格为2001A”的滑动变阻器接人电 路；因为电路中允许通过的最大电流为1A,所以改装后电路消耗的最大功 率为：P大=U1鼠标垫大=12V×1A=12W;当滑动变阻器连入电路的电阻值 最大时，电路中电流最小，消耗的电功率最小，为：P一R。一20Q十5Q U2(12V)2 5.76W。改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值为：P大一P小= 12W-5.76W=6.24W。 中考热点专训三挡位型用电器 1.>低温高温2.闭合6.6×103.1441766.6×104.< 高温低温5.高温0.56.冷温热7.保温60.56×108. 解：(1)由图可知，当开关S1闭合、S2接2时，R1、R2串联，根据串联电路的 电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P-发可知，电路中的总功率 最小，电水壶处于保温状态；当开关S闭合、S2接1时，只有R2工作，电路 中总电阻最小，总功率最大，电水壶处于加热状态；电水壶加热状态的功率： --（②208=1210w:(2)由PW可知，电水壶处于保温挡时。 P知热一R2400 正常工作5min消耗的电能：W=P保温t=40W×5×60s=1.2×104J: 9市P-发可1，&R的串联总电用：R二罗-10a则 R1=R-R2=12102一402=11702.9.(1)流体的流速越快，压强越小 (2)B(3)解：由P=UI可得，电吹风正常工作时，通过风扇的电流：IM= -Y≈0,18A:由并联电路的特点可知，吹冷风和吹热风时电动机的 电功率相同，由表中数据可知，电热丝的电功率：P电热丝=P热风一PM=1250W 。U2 ,由P大可知，电热g树电 、220.400:由PW可知，电热丝1mim内产生的热量：Q=w热然号 P电热丝t=1210W×1×60s=7.26×10J。 中考热点专训四电功率之比例问题 1.电阻右1：22.62：33.C4.C5.C6.C 中考热点专训五电功率之图像问题 1.D2.D3.D4.15451.25.0.68384 中考热点专训六电功率之极值或取值范围 1.151.52.63.(1)40.90.14.050.45(2)010(3)2.5 —150