内容正文:
第三节 焦耳定律
1.下列措施中,属于利用电流热效应的是( )
A.电视机的后盖有很多孔
B.电饭锅的发热板装在底部
C.与空调器相连的导线很粗
D.电脑的主机中安装微型风扇
2.[2024·晋江期末]规格都是“220 V 120 W”的用电器,它们正常工作时,相同时间内产生热量最多的是( )
A.洗衣机 B.电冰箱
C.电风扇 D.电烙铁
3.把一个标有“10 V 3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作.该电路工作10 s定值电阻产生的热量是( )
A.60 J
B.36 J
C.30 J
D.6 J
4.[2024·锡林郭勒盟期末]如图所示,电路中标有“3 V 2 W”的灯泡L1和标有“3 V 1 W”的灯泡L2灯以及滑动变阻器R串联,电源电压恒为6 V,不考虑灯丝电阻的变化.下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,通过两灯泡的电流之比是2∶1
B.保证两灯安全的情况下,通电1 min电路产生的热量最多是180 J
C.保证两灯安全的情况下,滑动变阻器R连入
电路的最小值为4.5 Ω
D.滑片从最左端向右端移动;使其中一盏灯
泡刚好正常发光,则另一盏灯的实际功率为1 W
5.[2024·遂宁]在图甲所示的电路中,闭合开关S1,再闭合开
关S2,电流表的示数变大,此时两电流表指针都指在刻度盘的
中央,均如图乙所示,则通过R1的电流为____A,R1∶R2=
_____,在相同时间内两电阻产生的热量之比Q1∶Q2=_____.
1.2
1∶4
4∶1
6.[天水中考]现有两根电热丝,甲标有“10 Ω 1 A”,乙
标有“15 Ω 0.6 A”,把它们并联起来,通电10 s后,甲、
乙两电热丝产生的总热量最多是____J.
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7.[2024·宿豫区期末]小明用如图甲所示实验装置探究a、b两种液体的吸热能力,在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝,装入质量相等的a、b两种液体,并分别插入温度计.
物质 质量/g 加热前
温度/℃ 加热时间
/min 加热后
温度/℃
液体a 150 20 10 49
液体b 150 20 10 35
(1)实验中选用的两根电阻丝的阻值应_____(选填“相同”或
“不同”).
(2)实验中,用__(选填“A”或“B”)间接反映液体吸收热量
的多少;通过比较__(选填“A”或“B”)来判断液体吸热能力
的强弱.
A.通电时间
B.温度计示数的变化量
(3)表格中是液体a、b加热后的实验数据,分析可知液体__(选
填“a”或“b”)的吸热能力较强.
相同
A
B
b
(4)设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R,测出其电流为I,
通电一段时间t后,温度计的示数变化量为Δt,若不计热量损
失,则a液体的比热容为______ (用所给出的物理量写出比热
容的表达式).
(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油,并接入两根阻
值不同的电阻丝,就可用这个装置来探究电流产生的热量与___
___的关系.
电
阻
8.[2024·淄博]如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示.下列说法中( )
①电源电压为6 V;
②定值电阻R的阻值为5 Ω;
③滑动变阻器的最大阻值为10 Ω;
④滑片P在b端时,通电1 min电阻R产生的热量为27 J.
A.只有②③正确 B.只有①③正确
C.只有②③④正确 D.只有①②④正确
9.在如图所示电路中,定值电阻R0的阻值为20 Ω,电动机线
圈电阻为2 Ω,闭合开关,电流表 、 的示数分别为0.8 A、
0.3 A,则该电路电源电压为__V.1 min内电路消耗的电能为
____J,1 min内电流通过电动机产生的热量为___J.
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10.[2024·辽宁]如图所示,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100 g、初温为25 ℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,R1=5 Ω,R2=10 Ω.闭合开关,电流表的示数为1.2 A.通电120 s后,甲中温度计的示数为29 ℃,求:
(1)R2两端的电压;
(2)R2的电功率;
(3)电流通过R1产生的热量;
(4)液体的比热容(不计热量损失).
eq \f(I2Rt,mΔt)
解析:①②由图甲可知,定值电阻R与滑动变阻器RP串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压.当滑片P在a端时,RP连入电路的电阻为0,电路中只有R工作,则电压表示数最大且等于电源电压,由图乙可知,电源电压U=Ua=4.5 V,此时电路中的电流Ia=0.9 A,根据欧姆定律可得,定值电阻R的阻值R=eq \f(Ua,Ia)=eq \f(4.5 V,0.9 A)=5 Ω,①错误,②正确;③当滑片P在b端时,由图乙可知,R两端的电压Ub=1.5 V,此时电路中的电流Ib=0.3 A,
根据串联电路的电压规律,RP两端电压UP=U-Ub=4.5 V-1.5 V=3 V,根据欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值RP=eq \f(UP,Ib) =eq \f(4.5V,0.9V)=10 Ω,④通电1 min电阻R产生的热量Q=Ib2Rt=(0.3 A)2×5 Ω×60 s=27 J,③④正确.
解:(1)由图可知,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流,根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流处处相等,即I1=I2=I=1.2 A,由I=eq \f(U,R)可知,R2两端的电压:U2=I2R2=1.2 A×10 Ω=12 V;
(2)R2的电功率:P2=U2I2=12 V×1.2 A=14.4 W;
(3)电流通过R1产生的热量:Q1=I12R1t=(1.2 A)2×5 Ω×120 s=864 J;
(4)不计热量损失,甲容器中液体吸收的热量:Q吸=Q=864 J,由Q吸=cm(t-t0)可知,液体的比热容:
c=eq \f(Q吸,m(t-t0))
=eq \f(864 J,100×10-3 kg×(29 ℃-25 ℃))
=2.16×103 J/(kg·℃).
$$