内容正文:
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
A层
一、填空题(共3小题)
1.一台直流电动机两端的电压为6V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为0.5Ω。则在1min内电动机消耗的电能为 J,产生的热量为 J。电动机工作时,主要是电能转化为 。
2.小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”,电源电压为3V,电阻丝R1=10Ω,R2=20Ω,两气球相同。闭合开关后,密闭烧瓶内的空气被加热,他观察到 气球先鼓起来。甲气球乙气球通电1min,R2产生的热量为 J。
3.用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量的影响因素”,将装置接入电压为6V的电路中,且相同的两个透明容器中封闭着等量、等温的空气,其中Ra=5Ω,Rb=10Ω,通电1min后,U形管 (选填“a”或“b”)中液面高度差较大,这段时间内电阻丝b产生的热量Qb= J。
二、选择题(共4小题)
4.下列电器不是利用电流的热效应来工作的是( )
A.电饭锅 B.电热水器 C.电炉 D.电风扇
5.历史上第一个成功研究热和功关系及电流的热效应,为能量守恒定律的建立奠定坚实实验基础的科学家是( )
A.焦耳 B.安培 C.伏特 D.欧姆
6.计算电流通过电风扇产生的热量,下面公式选用正确的是( )
A.UIt B.(U2/R)t C.I2Rt D.前面三个都可以
7.下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水壶烧水
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服 D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温
三、简答题(共1小题)
8.家用电器如电扇、电视机等,连续使用较长时间后,要停用一会儿(尤其是夏天),这是为什么?
B层
一、填空题(共2小题)
1.如图所示,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,导致导线的横截面积 。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣质导线的电阻 (选填“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 (选填“较多”或“较少”)。
2.铭牌上标有“220V 50W”的电烙铁接在220V的电源上,每分钟产生的热量为 J,若它每天正常工作2h,那么一天消耗的电能是 kW•h。
二、选择题(共2小题)
3.有额定电压和额定功率均为“220V 100W”的电烙铁、电风扇、日光灯,若三者都在额定电压下正常工作,则这些用电器在相等的时间内产生热量最多的是( )
A.电烙铁 B.日光灯 C.电风扇 D.一样多
4.如图是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装置,两个透明容器密封着等量的空气,下列说法错误的是( )
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体受热膨胀的缘故
B.探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系,R3的阻值可以不为5Ω
C.将R1换成10Ω的电阻,可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
D.两个透明容器中空气内能增大是通过热传递的方式改变的
三、实验探究题(共1小题)
5.如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内,盒内封闭一定量的空气,其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察 来比较的,应用的物理科学探究方法是 。
(2)图甲可探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧盒子中的电阻产生的热量多。
(3)图乙可探究电流产生的热量与 的关系。
(4)由图乙中的实验现象可以得到的结论是在 相同、 相同的情况下,通过电阻的 越大,产生的热量越多。
C层
一、填空题(共2小题)
1.小华家电热毯内的电阻丝断了,爸爸将两个断头接上后想继续使用,被小华阻止了。原因是 ;接头处与电阻丝其他部分是串联的,通过它们的电流大小是 的。但电阻丝接头处的电阻较大,长时间使用会导致 。
2.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个档位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝, R1 =1050Ω, R2 =50Ω。开关S接“1”时,电热壶为 档位。开关S接“2”时,通电5min,电流通过R2产生的热量为 J。
二、选择题(共2小题)
3.在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,电阻的连接情况如图所示,通电后U形管中液面高度的变化可反映密闭空气温度的变化,下列说法不正确的是( )
A.通过甲、乙、丙三个容器内的电阻的电流相等
B.通电一段时间后,使U形管中液面高度变化最大的是乙容器
C.甲、丙两容器中电阻产生的热量之比为4∶1
D.要探究电流产生的热量与电阻的关系,应观察甲、乙两容器相连的U形管中液面高度的变化
4.小市同学在科学课上表演了一个小魔术,用如图所示形状的金属片点燃火柴,他将此金属片接在学生电源上(如图所示),则将火柴放在哪个位置最容易被点燃( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.都一样
三、实验探究题(共1小题)
5.为了探究影响电热的因素,实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管,两根不同阻值的电阻丝,以及滑动变阻器、开关、导线、电源等。两个实验小组根据提供的实验器材,分别设计了如图甲、乙所示的两个方案。
(1)本实验中为什么不用水而用煤油完成实验?
(2)为保证实验科学合理,两个烧瓶中所装煤油的质量应该 ,这两个方案的共同点是通过观察什么知道电热的多少。
(3)甲方案探究的问题是什么?
(4)乙方案探究的问题是什么?
四、简答题(共1小题)
6.初春时节,新冠疫情来袭,小征的爸爸是一名志愿者,每天结束忙碌的工作后,为了小区的群众安全,义务到小区门卫岗亭值夜班,岗亭里没有暖气,为了给爸爸取暖,小征把家里的电取暖器送到岗亭使用。接通电源工作一段时间后,小征发现电阻丝热的发红,而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过的物理知识,帮助小征解释产生此现象的原因。
答案
第4节 焦耳定律
A层
一、填空题(共3小题)
1.720;120;机械能;2.乙;6;3.b;96。
二、选择题(共4小题)
4.D;5.A;6.C;7.D。
三、简答题(共1小题)
8.这是电流的热效应在起作用。各种电器里都有导体,只要电流通过导体,就要发热。连续使用较长时间后会产生很多热量,导致电器零件温度升高,要停用一会儿,是为了散热,防止用电器的温度过高而烧坏元器件。
B层
一、填空题(共2小题)
1.减小;较大;较多;2.3000;0.1。
二、选择题(共2小题)
3.A;4.C。
三、实验探究题(共1小题)
5.(1)液面的高度差;转换法;(2)电阻大小;右;(3)电流;(4)电阻;通电时间;电流。
C层
一、填空题(共2小题)
1.电阻丝接头处发热多;相等;电热毯被烧焦; 2.加热;600。
二、选择题(共2小题)
3.A;4.C。
三、实验探究题(共1小题)
5.(1)借助煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少,因此温度的变化越明显越好,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,由于煤油的比热容较小,所以温度变化较大。
(2)相等;通过观察玻璃管中液面的高度知道电热的多少。
(3)在电流、通电时间一定时,电热与电阻的关系。
(4)在电压、通电时间一定时,电热与电阻的关系。
三、简答题(共1小题)
6.因为电阻丝和导线是串联,通过的电流相等。但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多,根据Q=I2Rt,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,所以电阻丝热的发红,而连接电阻丝的导线却不怎么热。
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