内容正文:
15.4探究焦耳定律 同步练习
知识点1、探究电热和哪些因素有关
例1、下图是探究电热和哪些因素有关的实验图,R甲>R乙,下列关于如图所示的实验的说法中错误的是( )
A.该实验研究的是电流通过导体产生的热量跟电阻的关系
B.实验中采用了控制变量法
C.观察实验现象可知:在其他条件相同时,电阻越大产生的热量越少
D.实验中通过观察温度计上升的示数来判断电流通过导体时产生热量的多少
例2、在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电热与电流的关系,小明设计了如图甲所示的实验装置,将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油(初温为t0)中,并插入一支温度计。
①本实验中选用煤油而不用水,是因为________________________,该实验中通过比较___________来比较电阻丝产生的热量多少;
②闭合开关,移动滑片到某一位置P1,通电一段时间,记下温度计的示数t1;接下来断开开关,将变阻器调至接入阻值最大,待煤油的温度降到t0,然后再移动滑片到与P1位置______(选填“相同”或“不同”)位置,继续通电______(选填“相同”或“不同”)时间,记下温度计的示数t2.通过比较得出结论;
(2)若要探究电热与电阻的关系,可选择乙图中______(选填“A”、“B”或“C”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻______(选填“串联”或“并联”)接入电路。
知识点2 焦耳定律
例3、由于电流的 效应,当电流通过电阻时会产生热量。一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上,通过电阻丝的电流为 A,在10 min内产生的热量为 J。
知识点3、电流的热效应的应用和控制
例4、下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. 电暖气 B. 洗衣机 C. 电视机 D. 微波炉
例5、电流的热效应在日常生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害,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. 家电长时间停用,隔段时间应通电一次
C. 电动机外壳有许多散热片 D. 电脑的上有小风扇
巩固练习
1. 关于电功、电能、电热和电功率,下列说法中错误的是( )
A. 对所有用电器来说,电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B. 电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C. 某用电器的电功率越大,它消耗电能可能越快
D. 电流产生热量相同的用电器,消耗的电能不一定相同
2. 若电视机、电烙铁和电风扇上都标有“,”的字样,它们都在额定电压下工作相同的时间,则三个用电器产生的热量是( )
A. 电烙铁最多 B. 电视机最多 C. 电风扇最多 D. 一样多
3.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中,串联接入电路,R1:R2=2:3,通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为( )
A.4:9 B.9:4 C.2:3 D.3:2
4.电熨斗通电一段时间后变得很烫,而连接电熨斗的导线却不怎么热,这主要是因为( )
A.导线的绝缘皮隔热 B.导线散热比电熨斗快
C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
5.两个定值电阻R1、R2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R1、R2产生的热量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4
6.阻值为R的电热丝,接到电源上6 min烧开一壶水,现在用两根同样的电热丝串联起来,接到同一电源上烧开同一壶水,需要的时间是( )
A.12 min B.8 min C.6 min D.3 min
7. 为了使电热器在单位时间内产生的热量增加一倍,下列措施中可行的是( )
A.并联一根阻值相等的电阻丝 B.串联一根阻值相等的电阻丝
C.使电热器两端的电压增加一倍 D.将电阻丝从中间剪成两段,然后将它们并联起来使用
8. 小洁家最近购买了一台电饭锅,在电饭锅工作时能闻到橡胶的焦煳味,用手摸其电源线发现很热,而其他用电器仍正常工作,请你帮小洁分析,发生这一现象的原因是( )
A.电压太高 B.导线太粗 C.导线太细 D.导线太短
10. 两根电阻丝的电阻分别为10 Ω和30 Ω,将它们串联在电路中,它们两端的电压之比为__________,在相等的时间内产生的热量之比为___________ 。如果将它们并联起来接入电路,通过它们的电流之比为__________ ,在相等的时间内产生的热量之比为 _________ 。
11.一台电热器接在照明电路中,5 min产生的热量为2.64×105 J,则通过该电热器的电流是
_________ A,电热器正常工作时的电阻是________Ω。
12. 由于导体存在电阻,电流通过导线时会因电流的_________效应而造成大量的能量损耗,1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下_________会突然消失,这种现象称为超导现象,利用这类材料输电,可最大限度地减少__________的损耗。
13. 小华家电热毯内的电阻丝断了,爸爸将两个断头接上后想继续使用,被小华阻止了。原因是接头处与电阻丝其他部分是串联的,通过它们的电流大小是______的,但电阻丝接头处的电阻较大,长时间使用会导致______。
14. 央视《是真的吗?》节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,剪成条状,将锡纸条带锡一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现纸条中间处开始冒烟,起火苗,如图所示,这是因为锡具有__________性,将它的两端直接接入电池正负极,就会造成__________,从而迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点使之燃烧。
15. 如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察 ________________来显示容器内空气温度的变化;
(2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝___________(填电路连接方式),是为了探究电流产生的热量与 __________的大小的关系,通电一段时间后,_______(选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 _________的大小的关系,R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1:Q2=____________。电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 __________(选填“相等”或“不相等”),所以R2与R3的阻值 _____________(选填“一定”或“不一定”)相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,R3应选用 ___________(从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻);
(4)图乙中,若接通电路一段时间后,右侧U形管的液面高度差逐渐变大,但左侧U形管的液面高度不变,经检查电路也没有出现故障,则可能的原因是____________________;
(5)图乙中,若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,后发现是由于电路故障引起的,则原因可能是________(多选)。
A.R1电阻丝断路 B.R2电阻丝断路 C.R3电阻丝断路 D.R3电阻丝短路
16.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.4A,电流表A2的示数为0.6A,求:
(1)R1两端的电压;
(2)R2的阻值;
(3)2min内整个电路产生的热量。
17.如图所示,电源电压恒为6V,电阻R1为10Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为2V。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)通电1分钟,电阻R2产生的热量。
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