15.3 电热器 电流的热效应第2课时- -2024-2025学年苏科版物理九年级下册

三、电热器 电流的热效应 第2课时 焦耳定律的应用 基础练 1.有一只电烙铁，如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，下面几种改装方法可行的是（　　） A.把电阻丝剪去一小段 B.更换一根较粗的电阻丝 C.与电阻丝串联一个电阻 D.与电阻丝并联一个电阻 2.如图所示的是A、B两个灯泡的U-I关系图象，现在将A、B两个灯泡并联在电路中，且电路中只有这两个电路元件．当A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡在1min内产生的热量是（假设小灯泡消耗电能的90%转化为内能）（　　） A．2.4J B．96J C．129.6J D．144J 3.一台“6V3W“的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω．则小风扇正常工作1min产生的热量为（　　） A．0.025 J B．1.5 J C．3 J D．180 J 4.将标有“6V9w”阻值不变的小灯泡L与阻值为6Ω的定值R0接入如图所示的电路。闭合开关S，电压表的示数为6V，则电流表的示数为　　A，电源电压为　　V，工作3min定值电阻R0产生的热量为　　J． 5. 如图所示电路，电源电压不变，电阻R1＝20Ω，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.8A，0.3A，则该电路电源电压为　 　V；1min内电流通过电阻R2产生的热量为　 　J；1min内电路消耗的电能为　 　J。 6.图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1min产生　 　J的热量，如果这些热量84%被冷水吸收，能使2.0L的水温度升高上　 　℃。 7.某兴趣小组模拟冬季温房自动化加热和保温的电路，如图所示。光控开关S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点。R1、R2为电热丝，a、b间电压U＝24V，R1＝72Ω，晚上电路的发热功率为12W。 （1）保温时S应处于　　（选填“闭合”或“断开”）状态； （2）求R2的阻值； （3）求该电路白天工作5min所产生的热量。 提高练 8.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝20Ω．闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片到中点c时，电流表的示数为0.4A；移动滑片P至最左端a时，电流表的示数为0.3A．则滑片P在最左端a时，通电4秒钟滑动变阻器产生的热量是（　　） A．24J B．7.2J C．32J D．12.8J 9.如图，ab和bc是两根电热丝，若将a、b端接入某一电压恒定的电路中时，1min产生的电热是120J；若将b、c端接入同一电路中，1min产生的电热是60J，则把a、c端接入这个电路中时，1min产生的电热是（　　） A．40JB．60JC．90JD．180J 10.一个电炉接在220V的电路上时用10min可以烧开一壶水，若该接在110V的电路上（忽略散热等因素影响），烧开这壶水需要的时间为（　　） A．10min B．20min C．30min D．40min 11.如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（　　） A．电源电压为7V B．R1的阻值为20Ω C．电路消耗的最小功率为1.2W D．滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J 12.家用电风扇的电动机线圈电阻为2Ω，正常工作时，通过的电流为2A，通电10分钟，电风扇消耗的电能为　　J，线圈产生的热量为　　J。 13.如图所示，额定电压为220V的电吹风电路，电热丝R用来发热，电动机送风，电动机额定功率为120W，当吹热风时，当吹热风时，开关S应拨至位置 （A、B、C）．电吹风在额定电压下工作，吹热风时电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为 Ω．它在1min内产生的热量是 J． 14．如图所示的电路中，电源电压U=6V，电阻R1=6Ω，电阻R2=4Ω，只闭合S2，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是 J；整个电路消耗的最大电功率和最小电功率之比为 ． 15.某款电饭煲有加热和保温两挡。其电路如图所示，已知R1＝88Ω，R2＝2112Ω．开关S置于　 　（选填“1”或“2”）时是保温挡，保温10min产生的热量是　 　J．高温挡的功率是　 　W。 16.容积为1L的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为1000W，保温时功率为121W，简化电路如图乙所示，S为加热和保温自动转换开关，在一个标准大气压下，该电热壶正常工作，将一壶初温为20℃的水烧开，此过程中电热壶的效率为70%．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）电阻R2的阻值； （2）在此过程中，水吸收的热量； （3）烧开一壶水，需要的加热时间． 拓展练 17．如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能。已知线圈电阻1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈电流2A，物体质量540g，以10m/s匀速上升，不计绳的重力和一切摩擦。物体上升20s的过程中。求： （1）电压表读数； （2）电流通过线圈产生的热量； （3）提升物体的有用功； （4）电动机工作效率。 参考答案 1.C2.C3.B4.1；10；1080 5. 6；180；288 6.9×104；9 7.（1）断开；（2）48Ω；（3）1440J 8.B 9.A10.D11.C 解析：（1）由“闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，”可知，R2两端电压为4V，ac两端电压Uac＝3V， 当滑动变阻器的滑片P在b端时，电流I＝0.2A，当滑片P由b端移到某点c时，电流I＝0.3A，设电源电压为U， 则，即， 解得R1＝10Ω，U＝6V，故AB错误； （2）滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，由P＝UI可得，电路消耗的最小功率P＝UI＝6V×0.2A＝1.2W，故C正确；（3）滑片P在b端时，R1两端电压U1＝U﹣U2＝6V﹣4V＝2V，10秒内R1产生的热量Q＝W＝U1It＝2V×0.2A×10s＝4J，故D错误。故选：C。 12.2.64×105；4.8×103 13.A；110；26400 14．（1）14.4J；（2）25：6． 解析：（1）只闭合S2时，R1与R2串联，电路中的电流：通电10s的时间内电流通过R2产生的电热： Q2=I22R2t=（0.6A）2×4Ω×10s=14.4J；（2）当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，功率最大，当开关S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，功率最小，最大电功率和最小电功率之比：15.2；13200；550 16.（1）400Ω；（2）3.36×105J；（3）8min． 解析：（1）当开关S闭合时，R1与R2并联，为加热档，P加热=1000W；当开关S断开时，电路中只有R2，电饭煲的功率较小，为低温档，P保温=121W， R2的阻值： （2）水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，水吸收的热量： Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J； （3）Q吸=70%×W，电热壶消耗的电能： 可得加热时间： 17．（1）30V；（2）120J；（3）1080J；（4）90% 解析：（1）P机械＝＝＝＝mgv＝0.54kg×10N/kg×10m/s＝54W，线圈的发热功率： P线圈＝I2R＝（2A）2×1.5Ω＝6W，电动机的功率：P＝P机械+P线圈＝54W+6W＝60W， ∵P＝UI，∴电动机两端的电压即电压表的示数：U＝＝＝30V； （2）电流通过线圈产生的热量：Q＝W＝P线圈t＝6W×20s＝120J； （3）提升物体的有用功：W有＝P机械t＝54W×20s＝1080J； （4）电动机消耗的电能：W＝Pt＝60W×20s＝1200J，电动机工作效率： η＝×100%＝×100%＝90%。 ( 8 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$