期末习题课　焦耳定律与电功率课件-2024-2025学年物理沪粤版九年级上册

期末习题课　焦耳定律与电功率 一、焦耳定律 1.2安培的电流通过一段金属导线,经过5秒钟产生一定的热量。如果电流强度 增加到3安培时,经过相同的时间,产生的热量将是前者的 ( ) A.1.5倍　　B.倍　　C.2.25倍　　D.倍 C 2.把一个阻值为R的电阻接在电路中通电一段时间,产生的热量为Q;若要使它 产生的热量为2Q,下列措施可实现的是 ( ) A.接原电路,将电阻变为原来的2倍,通电时间变为原来的 B.接原电路,将电阻变为原来的,通电时间变为原来的2倍 C.将电压变为原来的,电阻变为原来的2倍,通电时间不变 D.电阻不变,将电压变为原来的2倍,通电时间变为原来的 D 二、多挡位问题 3.如图为一款电火锅的内部简化电路,开关S闭合后,通过挡位开关S1可以实现 高、中、低三挡加热的转换。已知电阻R1=60.5 Ω,高温挡功率为2 400 W,下列 说法正确的是 ( ) A.当S闭合、S1转到位置2时,只有R2工作,为低温挡 B.当S闭合、S1转到位置1时,R2、R3串联,为高温挡 C.中温挡加热的功率为1 600 W D.当S闭合、S1由位置2转到位置3时,总电阻变大,总功率减小 C 4.如图甲是一款新型智能家用电暖器,该电暖器具有升温快、热效高、智能控温 的特点,其简化电路图如图乙所示,R1与R2为电热丝,S1闭合、S2断开为保温,S1、 S2都闭合为加热,加热功率为1 100 W,保温功率为220 W。求: (1)电暖器加热时的电流是多少安? 解:(1)由P=UI可知,电暖器加热时的电流I===5 A 4.如图甲是一款新型智能家用电暖器,该电暖器具有升温快、热效高、智能控温 的特点,其简化电路图如图乙所示,R1与R2为电热丝,S1闭合、S2断开为保温,S1、S2都闭合为加热,加热功率为1 100 W,保温功率为220 W。求: (2)电阻R1的阻值是多少欧? 解: (2)S1、S2都闭合时,此时为加热状态,由图可知,只有R1工作,由P=可知,电阻R1的阻值R1===44 Ω 4.如图甲是一款新型智能家用电暖器,该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点,其简化电路图如图乙所示,R1与R2为电热丝,S1闭合、S2断开为保温,S1、S2都闭合为加热,加热功率为1 100 W,保温功率为220 W。求: (3)电暖器加热5 min,电阻R2产生的热量是多少焦? 解: (3)电暖器加热时,只有R1工作,R2被短路,没有电流通过R2,所以R2不发热,即R2此时的热量为0 J。 三、图像问题 5.如图所示是通过电阻A、B的电流与其两端电压的关系图像,分析图像可知,RA _______(选填“>”“=”或“<”)RB;若将电阻A和B并联后接在电压为6 V的电源两端, 则电路中的总电流为________A;若将电阻A和B串联后接在电压为6 V的电源两端, 则5 min内电流通过RA产生的热量为_________J。  　<　 　0.9　 　120　 6.如图甲所示,电源电压恒定不变,闭合开关,移动滑片,滑动变阻器消耗的功率P 与其电阻R2的变化关系如图乙所示,则R1=________Ω;当滑片P滑至最右端时,通电 1 min电流通过R1产生的热量是________J。  　10　 　24　 四、电学与热学综合计算 7.新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,把电饭锅接入220 V电路中,在电饭锅工作的30 min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求: (1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率; 解:(1)从甲图可以看到,S和S1都闭合时,根据电流的流法可知,两电热丝并联接在电路中,而当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,这种情况电路的总电阻较大,根据欧姆定律可知,电路的总电流较小,从图乙可知,这种情况电流为2 A,S和S1都闭合时的电流为3 A,电路的电压为220 V,根据电功率公式可知,S和S1都闭合时电饭锅的电功率为P=UI=220 V×3 A=660 W。 7.新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,把电饭锅接入220 V电路中,在电饭锅工作的30 min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求: (2)电热丝R2的阻值; 解: (2)已知S和S1都闭合时的电流为3 A,电路的电压为220 V, 根据R=可知,电路的总电阻为R总=== Ω S闭合,S1断开时,流过R1的电流为2 A,R1的电阻为R1===110 Ω 根据并联电路的电阻关系,可知=+ 代入数值解得R2=220 Ω。 (3)这30 min内电饭锅产生的热量。 解: (3)从图乙可以看到,这30 min内,前10 min内的电流为3 A,根据焦耳定律可知,电饭锅产生的热量为Q1=I2R总t1=(3 A)2× Ω×600 s=3.96×105 J 第10 min到第15 min内,电流为2 A,电路只有R1接入电路,根据焦耳定律可知,电饭锅产生的热量为Q2=(I')2R1t2=(2 A)2×110 Ω×300 s=1.32×105 J 第15 min到第20 min内,电流为3 A,根据焦耳定律可知,电饭锅产生的热量为Q3=I2R总t3= (3 A)2× Ω×300 s=1.98×105 J 第20 min到第30 min内,电流为2 A,电路只有R1接入电路,根据焦耳定律可知,电饭锅产生的热量为Q4=(I')2R1t4=(2 A)2×110 Ω×600 s=2.64×105 J 这30 min内,电饭锅产生的总热量为 Q=Q1+Q2+Q3+Q4=3.96×105 J+1.32×105 J+1.98×105 J+2.64×105 J=9.9×105 J 五、动态电路与极值问题 8.如图所示,电源电压恒为12 V,R0=60 Ω,滑动变阻器的规格为“50 Ω　2 A”,电流表的量程为“0~0.6 A”,小灯泡上标有“6 V　3 W”字样。当开关S闭合,S1、S2断开时,小灯泡正常发光。求: (1)通电1 min电流通过滑动变阻器产生的热量; 解:(1)当开关S闭合,S1、S2断开时,灯泡L与变阻器R串联,因为此时小灯泡正常发光,所以UL=6 V,PL=3 W;由P=UI可得,串联电路中的电流 I=IL===0.5 A 由串联电路的电压特点可得变阻器两端的电压 UR=U-UL=12 V-6 V=6 V 则通电1 min电流通过滑动变阻器产生的热量 Q=W=URIt=6 V×0.5 A×60 s=180 J 8.如图所示,电源电压恒为12 V,R0=60 Ω,滑动变阻器的规格为“50 Ω　2 A”,电流表的量程为“0~0.6 A”,小灯泡上标有“6 V　3 W”字样。当开关S闭合,S1、S2断开时,小灯泡正常发光。求: (2)当S、S1、S2都闭合时,为了保证电路中各元件的安全,滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值。 解:(2)当S、S1、S2都闭合时,灯泡被短路,R0与R并联,电流表测干路中的电流。电流表的量程为“0~0.6 A”,为了保证干路中的电流表不被烧坏,则干路电流最大为0.6 A,通过R0的电流 I0===0.2 A 由并联电路的电流特点可知,通过变阻器的最大电流 IR=I总大-I0=0.6 A-0.2 A=0.4 A 滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值 R小===30 Ω 本课结束 $$