内容正文:
18.4 焦耳定律
一、选择题
1.下列图四幅图片中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电动汽车 B.电风扇
C.电取暖器 D.蓝牙音箱
2.将规格都是“;”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是( )
A.三个用电器均将电能全部转化为内能 B.电烙铁消耗电能最快
C.三个用电器消耗的电能一样多 D.三个用电器产生的热量相等
3.取口香糖锡纸,剪成如图甲所示形状,其中AB和CD段等长。戴好防护手套,将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池正、负极,如图乙所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析错误的是( )
A.通过AB和CD段的电流相等 B.AB段的电压大于CD段的电压
C.正常情况下,CD段会先着火 D.AB和CD段的电阻不相等
4.在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时,采用了如图所示的实验装置。在相同时间内左右两容器中产生的热量比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4
5.把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作.该电路工作10s定值电阻产生的热量是( )
A.60J B.36J C.30J D.6J
6.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3.通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.9∶4
7. 将灯泡L 和定值电阻R 以图甲的方式连在 6V 的电源上,图乙是L 和R 的U-I 图象,结合图中信息可知 ( )
A.灯泡L 的电阻随着电流的增大而减小 B.定值电阻R 的阻值为 5Ω
C.灯泡L 的实际功率为 1.6W D.通过定值电阻R 的电流 10s 产生的热量为 16J
8.如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V;闭合开关,保证各元件不损坏,下列选项正确的是( )
A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B.电路中消耗的最大功率为4.8W
C.滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
二、填空题
9.如图所示为导线的两种接法,连接段电阻较大的是 图,在相同电路中,更容易出现故障的是 图,若图乙连接段导线电阻为2.5×10-4Ω,电路电流为0.2A,则1min内此连接段产生的热量为 J。
10.如图,灯L标有“4V 2W”,R=20Ω,闭合开关S时,灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响),电流表示数为 A,通电1min电路中产生的热量为 J.
11.如图所示电路,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V、S2闭合,S3断开时,电压表示数为6V,此时电流表示数为 A。电阻R1在前后两电路中各工作2min产生的电热之比为 。
12.如图,电动机M的线圈电阻r为0.5Ω,当S断开时,电流表读数1A;当S闭合时,电流表读数3A.则电阻R为 Ω,电动机工作2min,电动机线圈产生的热量为 J。
13.图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,得到R2的电功率与通过它的电流的关系,如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为 W。当滑片P在最左端时,1min内电流通过R1产生的热量为 J。
三、实验探究题
14.在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时:
(1)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小明首先设计了如图甲所示的实验电路,装置中将R1、R2两电阻丝串联,其主要目的是 ;通电一段时间后,发现装有R2电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多一些,这说明:在其它条件相同时, 越大,电流产生的热量越多。小明还想用如图甲所示的电路探究“电流产生的热量与电流大小的关系”,必须增加的测量工具是 ;
(2)实验结束后,小明发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计示数变化的过程非常耗时,为了减少实验的时间,他提出了如下改进的设想:
设想一:将煤油换成水来做实验;设想二:通过加热空气来做实验。
①据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们判断的依据是 ;
②利用设想二,他们设计了下面的实验:
在两个透明的容器中密闭了等量的空气(如图乙、丙所示),通过两U形管中液面的高度差来反映密闭空气吸热的多少。闭合开关前,左右两侧U形管内液面相平。
a、根据甲图中的实验现象,会发现:乙图装置中通电一段时间后, (填“左”或“右”)侧容器相连U形管中液面的高度差大;
b、设计丙图的目的是探究电流产生的热量与 的关系。
四、计算题
15.如图所示电路中,定值电阻的阻值为,的阻值为,当开关闭合、断开时,电流表读数为。求:
(1)电源电压;
(2)当开关都闭合,通电,电流通过产生的热量?
16.如甲图所示电路,电源电压为24V且保持不变,小灯泡的额定电压为24V。小灯泡发光时的图像如图乙所示。求:
(1)小灯泡的额定功率是多大?
(2)当开关、都闭合时,电流表的示数为0.6A,电阻的阻值是多大?
(3)当开关、都断开时,小灯泡的实际功率为3.6W,求电阻在1min内产生的热量。
17. 如图所示,图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V,电热丝R1=55Ω、R2=110Ω。开关S接2、3时处于慢热挡;开关S接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流;
(2)挂烫机慢热工作10秒,电热丝产生的热量;
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
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