内容正文:
第6课时 焦耳定律
基础过关
1.电风扇、电视机、抽油烟机和电烙铁上都标有“220 V 150 W”的字样,它们都正常工作1 min,产生的热量最多的是( )
A.电风扇 B.电视机 C.抽油烟机 D.电烙铁
2.利用石墨烯超导的零电阻特性进行远距离输电,将实现电能零耗损,其节能依据的原理是( )
A.牛顿第一定律 B.帕斯卡定律 C.欧姆定律 D.焦耳定律
3.(多选题)(2024长春模拟)某大功率用电器,用铝线接到电源上(铝的导电性没有铜的好),工作不久发现导线过热。为使导线不过热,下列措施中可行的是( )
A.将原铝线加长 B.将原铝线剪短
C.换上比原铝线更粗的铝线,长短相同 D.换上长短、粗细与原铝线相同的铜线
4.(2024盐城改编)如图1,芯片体积小,元件密集。当芯片中有电流通过时,由于芯片元件有________,不可避免地会产生热量,这种现象称为电流的________效应。在设计芯片结构时,通常会让散热部件与芯片紧密结合,这样做是为了________(填字母)。
图1
A.利用电热 B.防止电热产生危害
5.(2024安庆模拟改编)如图2所示,灯泡标有“6 V 6 W”的字样。闭合开关后,电流表A的示数为1.5 A,灯泡正常发光,此时灯泡中的电流为________A,通电1 min定值电阻R产生的热量为________J。
图2
6.小文用如图3-甲所示的电路进行实验。R1=5 Ω,R2=10 Ω, 各元件完好且匹配。他连接好电路,闭合开关S,电压表示数如图3-乙所示,则通过R1的电流为________A;正常工作10 min,电流通过R1、R2产生的热量之比Q1∶Q2=________。
图3
7.(2024贵阳模拟改编)如图4所示,电源电压U=6 V且保持不变,R1=10 Ω。当开关S断开时,R1和R2在1 min内产生的热量之比为1∶2,则R2=________Ω;当开关S闭合时,整个电路工作1 min产生的热量为________J。
图4
8.新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。该电饭锅的简化电路如图5-甲所示,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,把电饭锅接入220 V的电路中,在电饭锅工作的30 min内,电路中的总电流随时间变化的图像如图5-乙所示。求:
图5
(1)高温挡时电饭锅的电功率;
(2)这30 min内电饭锅产生的热量。
素养提升
9.(2024广州模拟改编)小俊购买了一个玩具车的马达(如图6所示),其说明书显示线圈电阻RM=2 Ω,额定电压为6 V。现将其接在不同电源上工作一段时间,分别将2次实验的有关数据记录在表格中(线圈电阻不变)。分析实验数据可知,当马达不转动时,马达消耗的电能W1________马达内线圈产生的热量Q1;当马达正常转动时,马达消耗的电能W2________马达内线圈产生的热量Q2。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
图6
马达两端的电压/V
工作状态
通过马达的电流/A
1.5
不转动
0.75
6.0
正常转动
1.0
10.(2024三明模拟)某小组在做“探究电流通过电阻丝产生的热量与哪些因素有关”实验时,设计了如图7-甲所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相同的煤油,电阻丝R1>R2。
图7
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不选用水,主要是由于__________________________。
(2)实验中煤油吸热的多少是通过________________________(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来反映的。
(3)闭合开关开始实验,通电4 min后,发现甲瓶中的温度计示数较大,由此得出实验结论:当电流和通电时间相同时,________________,产生的热量越多。
(4)另一组同学在探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系时,将R1和R2并联后接入电路,如图7-乙所示。
①闭合开关,通电一段时间后,通过的电流大的电阻是________,产生热量多的电阻是________,于是便得出了结论。小明认为这种做法不可行,原因是____________________。
②认识到错误后,同学们改进了实验方案:如图7-甲,闭合开关,通电1 min后只记录烧瓶A内煤油升高的温度;然后移动滑片并断开开关,待煤油降至初始温度时,重复上述操作,仍只记录烧瓶A内煤油升高的温度。同学们经过多次实验,绘制了温度计升高的示数t与电流的平方I2的关系图像,如下图,其中正确的是________(填字母)。
参考答案
第6课时 焦耳定律
1.D 2.D 3.BCD
4.电阻 热 B
5.1 180
6.0.12 1∶2
7.20 108
8.解:(1)由P=UI可知,电饭锅处于高温挡时,电路中的电流最大。由题图乙可知,最大电流值 I高=3 A,则高温挡时电饭锅的电功率:
P高=UI大=220 V×3 A=660 W
(2)由题图乙可知,低温挡时电流值I低=2 A,则低温挡时电饭锅的电功率:
P低=UI低=220 V×2 A=440 W
由题图乙可知,这30 min内电饭锅分别在高温挡、低温挡工作的时间:
t高=10 min+(20 min-15 min)=15 min=900 s
t低=(15 min-10 min)+(30 min-20 min)=15 min=900 s
这30 min内电饭锅分别在高温挡、低温挡工作时产生的热量:
Q高=W高=P高t高=660 W×900 s=5.94×105 J
Q低=W低=P低t低=440 W×900 s=3.96×105 J
这30 min内电饭锅产生的总热量:
Q=Q高+Q低=5.94×105 J+3.96×105 J=9.9×105 J
9.等于 大于
10.(1)煤油的比热容较小 (2)温度计示数的变化
(3)电阻越大 (4)①R2 R2 实验中未能控制电阻不变 ②A
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