内容正文:
2025年中考复习物理专项训练:焦耳定律
一、选择题
1.如图所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B.电风扇
C.电视机 D.电热水壶
2.将一个“220V100W”的电动机、一个“220V100W”的电视机、一个“220V100W”的电热水袋同时接到220V的电源上,它们都正常工作,在相同的时间内,电流通过它们产生热量最多的是( )
A.电动机 B.电视机 C.电热水袋 D.一样多
3.我们知道,电炉通电后,电炉丝热得发红,但与电炉丝串联的导线却不怎么发热,原因是( )
A.通过导线的电流大 B.通过电炉丝的电流大
C.导线的电阻小 D.电炉丝的电阻小
4.取口香糖锡纸剪成如图形状,其中AB和CD段等长。将锡纸条上带锡一面的两端连接在电池两极,发现锡纸条很快开始冒烟并着火。下列分析正确的是( )
A.AB段和CD段的电阻相等 B.正常情况下AB段会先着火
C.AB段和CD段的电压相等 D.AB和CD段的电功率相等
5.如图将两电阻丝R1、R2串联起来,若R1> R2,将两个相同的火柴同时放在电阻丝上,则通电后先被点燃的火柴是( )
A.R1上的火柴 B.R2上的火柴 C.同时点燃 D.无法确定
6.如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,电热丝的材料和横截面积相同,下列说法不正确的是( )
A.甲图装置通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
B.通过液面高度差来反映热量的多少,运用了类比法
C.甲、乙装置中U型管不属于连通器
D.乙图装置中左右两个透明容器中电阻相同时间产生热量之比为
7.将灯泡L和定值电阻R以图甲的方式连在6V的电源上,图乙是L和R的U-I图像,结合图中信息可知( )
A.灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B.定值电阻R的阻值为5Ω
C.灯泡L的实际功率为1.6W
D.通过定值电阻R的电流10s产生的热量为16J
8.某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热,以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,R1>R2,S为智能开关,可根据实际需要选择不同电阻接入电路。某段工作过程,加热功率随环境温度变化如图乙所示(横轴t表示环境温度)。下列说法中正确的是( )
A.环境温度为5℃时,电热毯电功率为44W
B.环境温度为35℃时,开关S连接接线柱2和3
C.开关S连接接线柱1和2时,工作1h消耗的电能为0.1kW•h
D.开关S连接接线柱2和3时,电路总电阻为484Ω
二、填空题
9.如图甲所示是便携式封口机,工作时利用电流的 效应,使发热电阻温度快速升高,熔化塑料包实现封口。如图乙所示是其原理电路图,封口机的电源电压是3 V,发热电阻R的阻值为1 Ω,闭合开关,则10s内产生 J的热量。
10.如图所示电路,电源电压恒定,R1、R2为电热丝,R1=10Ω,R2=10Ω,当开关S断开时,电流表示数为0.2A,电源电压为 V;当开关S闭合时,电路在100s内产生的总热量是 J。
11.图为一台“3V 3W”的手持迷你型小风扇,电动机线圈阻值为0.2Ω。则小风扇正常工作1min消耗的电能为 J;电动机线圈1min产生的热量为 J。
12.某型号电饭煲有加热和保温两个挡位,如图所示为其电路原理图,、均为加热电阻,。该电饭煲在保温挡正常工作5min,电路产生的热量为 J。
13.如图甲所示,两个定值电R1和R2并联在电路中,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,R1和R2的阻值之比为 ,相同时间内R1和R2产生的热量之比为 。
三、实验题
14.如图是探究“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,电阻丝b的电阻为 10Ω,其余均为5Ω。
(1)实验中通过观察U形管 来判断电流通过导体产生的热量的多少。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。
(3)乙装置中,在右侧密闭容器的外部,将一个阻值为5Ω的电阻丝e与这个容器内的电阻丝d并联,目的是使电阻丝c和d的 。
(4)若将电阻e换成10Ω的电阻,实验现象较之前相比更 (选填“明显”或“不明显”),换完电阻通电一段时间后,电阻丝c和d产生的热量之比为 。
四、计算题
15.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)通电1min电流通过R2产生的热量。
16.如甲图所示电路,电源电压为24V且保持不变,小灯泡的额定电压为24V。小灯泡发光时的图像如图乙所示。求:
(1)小灯泡的额定功率是多大?
(2)当开关、都闭合时,电流表的示数为0.6A,电阻的阻值是多大?
(3)当开关、都断开时,小灯泡的实际功率为3.6W,求电阻在1min内产生的热量。
17. 如图所示,图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220V,电热丝R1=55Ω、R2=110Ω。开关S接2、3时处于慢热挡;开关S接3、4时处于速热挡。求:
(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流;
(2)挂烫机慢热工作10秒,电热丝产生的热量;
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
参考答案
1.D
2.C
3.C
4.B
5.A
6.B
7.D
8.D
9.热
10.2;80
11.180;12
12.6×104
13.1:2;2:1
14.(1)内液面高度的变化(或两侧液面的高度差)
(2)导体电阻
(3)电流不相等
(4)不明显;9:4
15.解:(1)因为电阻R1和R2并联,根据并联电路的特点和欧姆定律可得,电源电压
U=U2=U1=I1R1=0.5A×10Ω=5V
(2)通过电阻R2的电流
电流通过电阻R2产生的热量
Q=I2Rt=(0.25A)2×20Ω×60s=75J
答:(1)电源电压5V;
(2)通电1min电流通过R2产生的热量75J。
16.解:(1)由I-U图像可知,灯泡正常发光时两端的电压UL=24V,通过灯泡的电流IL=0.4A,小灯泡的额定功率是
;
(2)当开关、都闭合时,R2被短路,灯泡和R1并联在电路中,电流表测的是干路电流,根据并联电路的电压特点可知,灯泡和R1的两端电压相等,且等于电源电压,所以通过灯泡的电流为0.4A,此时电流表的示数为0.6A,即干路电流为0.6A,根据并联电路的电流特点可得,通过R1的电流为
;
根据欧姆定律可得,R1的阻值为
;
(3)当开关S1、S2都断开时,灯泡L与R2串联;由图像可知,小灯泡的实际功率为3.6W时,小灯泡两端电压和电流值分别为:,此时的电路电流为,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电阻R2两端的电压为
;
电阻在1min内产生的热量为
。
答:(1)小灯泡的额定功率是9.6W;
(2)当开关、都闭合时,电流表的示数为0.6A,电阻的阻值是120Ω;
(3)当开关、都断开时,小灯泡的实际功率为3.6W,电阻在1min内产生的热量为216J。
17.(1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流
(2)挂烫机慢热工作10秒,电热丝产生的热量
Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×10s=8.8×103J
(3)解:通过电热丝R2的电流为
挂烫机速热过程中的总电功率
P总=UI总=220V×(4A+2A)=1320W
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