内容正文:
18.4 焦耳定律
一、选择题
1.如图所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电煮锅 B.迷你电冰箱
C.扫地机器人 D.笔记本电脑
2.电炉丝通电后热得发红,而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热,这是因为( )
A.铜导线的电阻小,因而产生的热量少,而电炉丝电阻大产生的热量多
B.通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大
C.铜导线有绝缘层,所以不怎么热
D.铜导线不消耗电能,所以不容易热
3.在探究“电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关”实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示,通电后,观察U形管中液面高度的变化。则下列分析正确的是( )
A.甲、乙、丙三个容器内,流过三个电阻的电流相等
B.要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
C.要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
D.要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
4.小宇将口香糖锡纸剪成如图甲所示的形状,其中和段等长。他戴好防护手套,将锡纸条带锡的一面两端连接电池正负两极如图乙,锡纸条很快开始冒烟、着火。以下对锡纸的关于和段分析正确的是( )
A. B. C. D.
5.吴立同学从灯具店购买了一只节能灯和一只白炽灯,两只电灯均标有“220V 20W”字样,现将它们接在家庭电路中正常工作时,发现节能灯要比白炽灯更亮一些,关于节能灯更亮,下列分析正确的是( )
A.节能灯的实际电压比白炽灯的大 B.节能灯的实际电流比白炽灯的大
C.节能灯的实际功率比白炽灯的大 D.工作相同时间,节能灯产生的热量少
6.如图甲所示,电源电压保持不变,电阻R1=5Ω,闭合开关S,电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同,只是量程不同,如图乙所示。则下列说法错误的是( )
A.电流表A的示数为0.3A B.电阻R2的阻值为10Ω
C.电阻R2的电功率为1.8W D.10s内电阻R1产生的热量为4.5J
7.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为4V;当滑片置于滑动变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是( )
A.电源电压为10V B.R1的阻值为18Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D.R1先后两次消耗的电功率之比4∶3
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,下列说法正确的是 ( )
①移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
②电路中消耗的最大功率为4.8W
③滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
④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120J
A.只有③④ B.只有①③ C.只有②④ D.只有①②
二、填空题
9.如图所示电路,电源电压恒为5V,当开关S1闭合后,电压表示数为3V,电流表A1的示数为0.4A,通电1min电阻R2产生的热量为 J;若将两个开关同时闭合,电阻R1会 (选填“断路”、“短路”或“正常工作”)。
10.有两根电热丝,甲标有“,”字样,乙标有“,”字样。现把它们串联起来,在确保电路安全的前提下,通电,甲、乙两根电热丝产生的总热量最多为 。
11.某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图,电源电压6V,阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1A,则警灯两端的电压是 V;2min内电动机线圈产生的热量是 J,2min内电动机转化的机械能为 J。
12.如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图,R1=484Ω、R2=44Ω。当S1、S2均闭合时,通过R1、R2的电流之比 = ,使用加热档5min电蒸锅产生的热量是 J。
13.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为,闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的关系图像如图乙所示。则电源电压为 V;滑动变阻器的最大电阻为 ;滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器内产生的热量为 J。
三、实验探究题
14.小海同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,请观察(甲)、(乙)两图并回答下列问题:
(1)实验中,通过观察U形管中液面 的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)甲装置是用来研究通电时间相同时,电阻丝产生的热量与 的关系。
(3)用乙装置进行实验时,电阻R3的作用是使通过R1、R2的电流 (选填“相同”或“不相同”)。
(4)若乙图中盒外连接的电阻R3阻值由5Ω更换为3Ω, (选填“仍能”或“不能”)达到更换前的实验效果。
(5)当家庭电路中的导线连接处接触不良时,该处电阻会增大,容易引发火灾。则图 (选填“甲”或“乙”)的实验结论可以用来解释这种现象。
(6)此实验的依据是电流的 效应。下面所列四种用电器中,利用这一原理工作的用电器是 。
A.电饭锅 B.电风扇 C.电视机 D.计算机
四、计算题
15.如图所示的电路,电阻R2的阻值是20Ω。当开关S闭合时,电流表A1的示数是0.4A,电流表A的示数是1.0A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1的阻值;
(3)通电10s,电流通过电阻R2所产生的热量。
16. 如图所示的电路中,电源电压为3V恒定不变,R为阻值未知的定值电阻,小灯泡L的规格为“6V 3W”,闭合开关S后,电流表的示数为1.25A,不考虑温度对小灯泡电阻的影响。求:
(1)小灯泡的实际功率;
(2)电阻R的阻值;
(3)通电1min,整个电路产生的热量。
17.如图甲所示为某款电热水壶,它的简化电路原理图如图乙所示,额定电压为220V,S为感温开关,1、2是开关连接的触点,R1和R2为加热电阻,且阻值保持不变,已知电热水壶加热档的额定功率为1100W,电热水壶保温档正常工作时的电流为0.5A。某次将1kg 初温为12℃的水加热到100℃正常工作加热了 7min。求:
(1)加热档正常工作时的电流;
(2)电阻 R2的阻值;
(3)电热水壶加热水的效率。
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