内容正文:
18.4 焦耳定律
一、选择题
1.如图所示四个用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.排风扇 B.电热水壶
C.平板电脑 D.电动玩具车
2.小明同学发现,生活中经常有插头、插座烧坏(如图所示),而完整的电线却很少有烧坏的情况发生。对此现象分析正确的是( )
A.此处比电线完整的地方电流要大 B.此处电阻较大,相等时间内发热更多
C.此处电阻较小,功率较大 D.此处热量不易散失
3.在相等的时间内,电热丝甲比电热丝乙放出的热量多,则以下关于甲、乙电热丝对应的物理量大小判断正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图,甲、乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是( )
A.通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少,利用了等效替代法
B.甲实验通电一段时间后,右侧容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D.乙实验通电一段时间后,左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为2∶1
5.已知一台直流电动机两端的电压为9V,通过电动机的电流为2A,线圈的电阻为,则在1内电动机消耗的电能及产生的热量分别为( )
A.120J;120J B.1080J;120J
C.1080J;1080J D.900J;120J
6.两个定值电阻、并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则,产生的热量之比为( )
A.2:1 B.1:2 C.4:1 D.1:4
7.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3V B.R1的阻值为
C.电路消耗的最小功率为0.8W D.滑片P在b端时,10s内R1产生的热量为4J
8.如图所示的是某型号电暖气的简化电路图,其中R1、R2为加热电阻丝,R1=55Ω,R2=44Ω。该电暖气工作时分高温、中温、低温三挡。下列说法中正确的是( )
A.若要使电暖气在“低温挡”工作,只需要闭合开关S2
B.电暖气在“中温挡”正常工作时功率为880W
C.电暖气在“高温挡”正常工作5min,电路产生的热量为5.94×105J
D.闭合开关S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5∶4
二、填空题
9.春节前,我市市区进行了供电线路改造,改造的内容是把部分导线换成更粗的。在同样条件下,与改造前比较,导线的电阻变 ;电流在导线上产生的热量变 。选填“多”或“少”
10.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为220V,线圈的电阻为2Ω,通过线圈的电流为5A,这台电动机正常工作时,10秒钟消耗的电能为 J,产生的热量为 J。
11.如图所示,甲、乙两个透明容器中封闭着等量的空气,把装置A、B两端接到电源两端。利用这个装置可以探究电流产生的热量和 的关系, 实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少。通电一段时间后,容器 (填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。
12.如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它有“低温”和“高温”两个挡位。R1、R2是电热丝,R1=48.4Ω,R2=96.8Ω。当只闭合S1时,电热壶为 挡位,该挡位通电1min,电流产生的热量为 J。
13.如图是某电加热器的工作电路图,电加热器有“高温”和“低温”两档,其中R1=44Ω,R2=176Ω,R1和R2都是电热丝、当开关S1闭合,S2 时是高温档,高温档的电功率为 W。该电加热器低温档正常工作5min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.如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图,已知电源电压是220V,R1、R2均是发热电阻,R1的阻值为40Ω,R2的阻值为400Ω,开关接“1”时为低温挡,开关接“2”时为高温挡,试求:
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?
(2)低温挡工作10min,消耗的电能是多少?
(3)高温挡的功率是多少?
16.如图所示,电源电压恒定为6V,定值电阻R=8Ω,小灯泡L标有“6V 3W”字样,不计小灯泡L的阻值随温度的变化。求:
(1)只闭合S2时,小灯泡L的实际功率。
(2)只闭合S1、S2时,通电1nin电路消耗的电能。
(3)只闭合S1、S3时,通电1min电阻R产生的热量。
17.小付同学过年时买了一个电热杯垫给妈妈,如图所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能(通过闭合或断开开关来实现该功能),通过USB接口接到电脑上可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图所示,R1、R2为加热元件,USB接口的输出电压为5V,R1电阻10Ω,当处于加热状态时,整个电路消耗的功率为7.5W。求:
(1)只闭合时,通过的电流是多少?
(2)保温30min时产生的热量是多少J?
(3)电阻的阻值是多少?
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