内容正文:
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律 (满分:60)
一、选择题(每小题4分,共16分)
1.下列设备在工作时,将电能转化为内能的是( )
A.电饭锅 B.抽水机 C.核反应堆 D.太阳灶
2.下列情况中不属于防止电热危害的是( )
A.电视机的后盖有许多孔
B.电脑机箱内有小风扇
C.电动机外壳有许多散热片
D.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次,目的是利用电热来驱潮
3.如图所示,为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路,以下说法正确的是( )
A.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同
B.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数保持不变
C.先闭合开关S1,再闭合开关S2,通过右容器中电阻丝的电流变小
D.闭合开关S1、S2一段时间后,右边U形管内的液面比左边U形管内的液面高
4.关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是( )
A.根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
B.根据Q=(U2/R)t可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少
C.根据Q=UIt可知,相同时间内,电流产生的热量与电阻无关
D.根据Q=I2Rt可知,电流一定时,电阻越大,相同时间内产生热量越多
二、填空题(每空2分,共16分)
5.把长短和粗细均相同的钢丝和镍铬合金丝,分别接入如图所示的电路中,当把_______接入电路后,闭合开关,小灯泡会更亮一些,这说明_______电阻更大.在这两种材料中,选用_______更适合制作电阻加热元件,(以上三空均填“钢丝”或“镍铬合金丝”)
6.把一个电阻为44Ω的电炉接入电压为220V的电路中,通电10 min产生的热量为_______J,连接家庭电路时,要注意检查线路连接处接触情况,若接触不良,电流通过时产生的热量会更多,容易引起火灾,因为相比接触良好时连接处的电阻_______(填“更大”或“更小”)
7.在如图所示电路中,定值电阻R0的阻值为20Ω,电动机线圈电阻为2Ω,闭合开关,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,1 min内电路消耗的电能为_______J,1 min内电流通过电动机产生的热量为_______J
三、实验探究题(12分)
8.探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采取了下图所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)
甲 乙
(1)实验中通过观察_____变化来比较电流通过电阻产生热量的多少
(2)观察图甲中的A、B管,在通电时间相等时,发现B管液面上升的高,则表明电流通过导体产生的热量多少与_______有关
(3)采用图乙实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时,_______越大,电流产生的热量越多
(4)该实验中用到了控制变量法和_______法
四、计算题(16分)
9.如表所示,是某家庭电热饮水机说明书的一些数据,用时13min将1L的水在一个标准大气压下从20℃加热到腾[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)
求在这一过程中;
(1)电热饮水机工作时的最大电流
(2)在加热过程中,电热饮水机消耗的电能
(3)在加热过程中,电热饮水机中水吸收的热量
第4节 焦耳定律 答案
1.A 2.D 3.C 4.D
5.钢丝;镍铬合金丝;镍铬合金丝
6. 6.6×105;更大
7. 6;288;30
8.(1)液面高度差;(2)电阻;(3)电流;(4)转换
9.(1)加热时热饮水电路中的电流最大,
最大电流约为I=P/U=500W/220V≈2.27A
(2)已知加热时间:t=13 min=13×60s=780s,在加热过程中,电热饮水机消耗的电能:W=Pt=500W×780s=3.9×105J
(3)已知水的体积:V=1L=10-3m3,
水的质量:m=ρ水V水=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg
所以,在加热过程中,电热饮水机中水吸收的热量为
Q吸=c水 m水(t-t0)
=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)
=3.36×105J
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