内容正文:
第4节 焦耳定律
1.随着科学技术的发展,越来越多的用电器进入了我们的家庭。下列用电器主要利用电流热效应工作的是( )
A.油烟机 B.电熨斗
C.平板电脑 D.CPU上的散热风扇
基础巩固练
B
2.物理学与日常生活 电流的热效应有时对我们有益,我们利用它;有时对我们有害,需要减小其危害。下列实例中是利用电流热效应的是( )
A.电视机后盖有很多散热孔
B.电脑CPU上装有小风扇
C.电动机利用翼状散热片增大散热面积
D.养鸡场采用鸡苗孵化器
D
2
3.(2024黔东南期末)如图所示为探究电流热效应的实验。有关此实验,下列说法中正确的是( )
A.该实验研究的是电流的热效应与电流大小的关系
B.在实验中不需要采用控制变量法
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U形管内液面的高度差来判断电流通过导体
时产生热量的多少
D
3
4.小明家连接插线板的导线折断后,他把两根导线拧在一起继续使用,用久后发现连接处容易发热,其主要原因是连接处( )
A.电阻变小 B.电流比别处电流小
C.电阻变大 D.电流比别处电流大
C
4
5.教材样板题 将“220 V 100 W”的电风扇和“220 V 100 W”的电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,关于两者消耗的电能和产生的热量,下列说法正确的是( )
A.消耗的电能和产生的热量都一样多
B.消耗的电能一样多,但产生的热量不一样多
C.消耗的电能不一样多,但产生的热量一样多
D.消耗的电能和产生的热量都不一样多
B
5
6.(2024牡丹江)两个电阻器串联在电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω。R1两端的电压为 1 V,通过R1的电流为 A,R2两端的电压为 V,通电5 min,R1上产生的热量为 J。
7.如图甲所示,小灯泡L的额定电压为2.5 V,开关S闭合后,小灯泡正常发光,图乙是通过定值电阻R和小灯泡L的电流与电压关系图像,则小灯泡正常发光时的电流为 A;通电10 s,定值电阻R产生的热量为 J。
0.1
2
30
0.2
2
6
能力提升练
8.(2025贵阳期末)市面上售卖的插线板按照工作的最大功率主要分为两类,分别为 4 000 W 和2 500 W。不同功率的插线板与其相配的电源线也不同,两类插线板的铜芯电源线在长度相同的情况下,4 000 W插线板电源线还要考虑的哪一物理量对电阻的影响才能保证用电安全?请利用焦耳定律说明原因。(注:如图所示是4 000 W插线板)
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答案:电源线的粗细。原因:由Q=I2Rt可知,导线产生的热量与通过导线的电流、电阻以及通电时间有关,而导体的电阻又与材料、长度、横截面积(粗细)有关。
8
9.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,小军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变。
(1)实验中通过 来比较电流通过电阻丝产生
的热量的多少。
气球膨胀的程度
9
(2)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系,电路中将两根电阻丝串联的目的是控制电流和通电时间相等。
(3)在用装置甲、乙进行的两次实验中,通过比较相同时间里气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与 的关系。
(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与气球 (选填“A”“B”“C”或“D”)相通的电阻丝产生的热量最多。
(5)电烤箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路中电阻丝的长度来实现的。由上述实验可知:低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要
(选填“长”或“短”)一些。
电阻
电流
C
长
10
素养培优练
10.(2024遵义三模)某学习兴趣小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的简化加热电路。电路低温挡除雾,高温挡除霜。已知电源电压恒为10 V,R1与R2均为加热电阻,R2的阻值为5 Ω,当开关S、S1闭合时,电流表示数为1 A。求:
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(1)R1的阻值。
答案:(1)10 Ω
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(2)除霜模式下,R1工作5 min产生的热量。
(3)除雾模式下,电路工作1 min消耗的电能。
答案:(2)3 000 J (3)400 J
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谢谢观赏!
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解析:由图可知,当开关S闭合、S1断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,总功率最小,处于除雾模式;当开关S、S1都闭合时,电路中只有R1工作,电路中的电阻最小,功率最大,处于除霜模式。
(1)R1的阻值为R1===10 Ω。
解析:(2)除霜模式下,R1工作5 min产生的热量为
Q=t=×5×60 s=3 000 J。
(3)除雾模式下,电路工作1 min消耗的电能为
W=t′=×60 s=400 J。
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