内容正文:
18.4 焦耳定律
一、选择题
1.最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是( )
A.欧姆 B.焦耳 C.瓦特 D.安培
2.如图所示的家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电饭锅 B.电冰箱
C.洗衣机 D.电动剃须刀
3.将规格都是“”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中正常工作,若通电时间相同.则下列说法中正确的是( )
A.电冰箱产生的热量最多 B.电脑产生的热量最多
C.电热毯消耗的电能最多 D.电流通过三者做的功一样多
4.如图所示甲和乙两个密闭容器中的电阻一样大,如果另将一个等大的电阻(在密闭容器的外部)和乙容器内的电阻并联,通电一段时间后,观察两个U形管中液面高度的变化。实验现象分析正确的是( )
A.两个密闭容器中空气的温度变化的快慢一样 B.甲容器空气膨胀快
C.乙容器内产生的热量多 D.乙容器相连的U形管液面高度上升快
5.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
6.图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,电源电压恒为2V。下列说法正确的是( )
A.由图甲知小灯泡两端的电压越大,电阻越小
B.开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A
C.开关S1、S2都闭合时,电路总功率为1.4W
D.开关S1、S2都闭合时,在1 min内电阻R产生的热量为240 J
7.如图所示,图甲是某款即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,和是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。则( )
A.开关S接触2、3触点时,、并联
B.开关S接触3、4触点时,电热丝、串联
C.开关S接触2、3触点时,电流中电流是15A
D.开关S接触3、4触点时,电路总电阻约15Ω
8.如图甲,电源电压恒为9V,灯泡L标有“6V 3W”字样,通过灯泡L的电流I与它两端电压U的关系如图乙所示。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,当灯泡L的功率为1.6W时,则( )
A.小灯泡的电阻为12Ω B.电路的总功率为3.6W
C.滑动变阻器连入电路的阻值为7.5Ω D.1min内滑动变阻器产生的热量为96J
二、填空题
9.如图甲是一只便携塑料封口机,电路原理图如图乙所示,电源电压为3V,电热丝R的电阻为0.4Ω,开关闭合,电热丝温度升高,这是利用电流的 效应工作的,通电2min产生的热量为 J;若使用时总把塑料烫坏,改进的措施是 (答一种即可)。
10.标有“220V 40W”的灯泡甲和“220V 100W”的灯泡乙,若将这两个灯泡串联在220V的电源上,则 灯泡更亮一些(选填“甲”或“乙”);某导体的电阻是10Ω,通过3A的电流时,5s产生的热量是 J。
11.如图所示的电路中,电源电压不变,,。断开开关S时,电流表的示数为0.3A,则闭合开关S,通电1min,产生的热量为 J。
12.如图所示是一台“6V 3W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为,让这台小风扇正常工作1min产生的热量为 J,该小风扇的有用功率是 W,工作效率约为 %(保留小数点后一位)。
13.如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,的阻值分别为110Ω、220Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高温、中温、低温三个挡位的转换,若开关S的触点b接触点c,此时电热器处于 挡,若在高温挡正常工作1min产生的热量是 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.如图甲所示的电路,在滑动变阻器的滑片从向滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。试问:
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2)开关闭合时,该电路的最小电功率是多少?
(3)滑片滑至端时,在内产生的热量是多少?
17.如图甲是老师办公室的某款饮水机,下表为该款饮水机铭牌的部分参数,其内部简化电路如图乙所示。当S闭合,S1断开时,饮水机处于保温状态,当S、S1同时闭合时,饮水机处于加热状态。求:
额定电压
220V
额定功率
加热
1100W
保温
44W
热水箱容量
2L
(1)饮水机保温状态下正常工作时的电流。
(2)R2的电阻。
(3)饮水机加热10min消耗的电能。
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