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2023
学年
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练习
焦耳
定律
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焦耳定律
考点一:焦耳定律
一、内容:电流通过导体产生的 跟 成 比,跟导体的 成 比,跟通电时间成 比。
二、计算公式:
三、适用范围:焦耳定律的计算公式适用于所有电路。(式中单位Q→ ;I→ (A);R→ (Ω);t→ 。)。
【精准题练】
4.(2023年通辽,12)对下列四幅图的分析正确的是( )
A.图中蓝牙耳机是通过超声波与手机进行信号传输的
B.如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系
C.图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系
D.图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系
5.(2023年泸州,6)在初中物理的学习中,我们常会用到一些科学研究方法,如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“理想模型法”“转换法”等。在下面几个实例中,对采用的主要研究方法判断正确的是( )
A. 研究磁场性质时,用磁感线来描述磁场的分布,采用的是等效替代法
B. 探究电热与哪些因素有关时,通过液体温度变化反映电流产生的热量,采用的是转换法
C. 研究压力作用效果与压力大小的关系时,保持受力面积不变,采用的是理想模型法
D. 研究声音的产生时,将正在发声的音叉与水面接触,水花四溅表明音叉在振动,采用的是类比法
6.(2023年乐山,16)如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2。下列说法正确的是
A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”
B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流
C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D.闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
7.(2023年自贡,17)把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是( )
A.60J B.36J C.30J D.6J
8.(2023年贵阳,14)22岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能,这是一百多年来对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电,根据________定律推断输电线路可实现电能零耗损。
9.(2023年齐齐哈尔,23)如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前,两侧U形管中水面相平,深度均为8cm,则8cm深水柱产生的压强为 Pa.通电后,当电路中电流为0.8A时,通电时间50s,电阻R2产生的热量为 J。
10.(2023年临沂,26)某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图,阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1A,则警灯两端的电压是______V;2min内电动机线圈产生的热量是______J。
11.(2023年玉林,)已知电风扇线圈的电阻为20Ω,若加在该电风扇的电压为220V,此时通过的电流为1A,则电风扇的电功率为 W,电风扇连续工作10min产生的热量为 J.
12.(2023年年郴州,23)如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻R1=10Ω,R2=15Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω,则R1上每秒钟发热的最小值为 J,R3的电功率的最大值为 W。
13.(2023年昆明,21)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图的实验器材,其中R1>R2。
实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系:
(1)请按照图中的电路图将对应实物图连接完整;
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制_____;电阻丝放出热量的多少,通过_____来进行判断:
(3)闭合开关,经过一定时间,用电阻丝R1热的煤油温度升高了△t1,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2,那么△t1_____△t2(选填“大于”,“等于”或“小于”)
实验二:探宂电流产生的热量与电流的关系
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑动触头,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同。实验发现:用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高(或)_____2 (或2△t2)(选填“大于“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流的_____正比例关系。
(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是_____.
14.(2023年长春,22)在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中:
(1)如图所示,两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气,两个容器中的电阻丝R1、R2(R1<R2)串联接到电源两端.电阻丝R1和R2串联的目的是保证 相同,U型管中液面高度的变化反映
(2)通电10s,观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同,这说明:电流产生的热量与 有关
(3)在研究电流产生的热量与电流的关系时,将一段导线与电阻丝R2并联,通电10s,左侧U型管中液面高度的变化比(2)中左侧U型管中液面高度变化 (选填“大”或“小”)
15.(2023年新疆,23)如图所示电路中,电阻Rl的阻值为2 Ω,当开关闭合后,电压表V1的示数为1 V,V2的示数为2 V。求:
(1)电源两端的电压;
(2)通过R1的电流和R2的阻值;
(3)R2在1 min内产生的热量。
考点二:电流的热效应
一、概念:电流通过导体时 能转化成 能,这个现象叫做电流的热效应。
二、电热的利用和防止
1.利用电热的例子:所有电热器,如 等
2.防止电热的例子:计算机内的 ,电视机外壳的 。
【精准题练】
1.(2023年北京,2)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.计算器 B.电热水壶 C.收音机 D.电冰箱
2.(2023年湘潭,18)如图是一把既能吹冷风、又能吹热风的简化电路图,其中M是吹风机,R是电热丝。由电路图可知( )
A.只将开关S1闭合,吹出的是热风
B.M和R是串联在电路中的
C.将S1和S2都闭合,吹出的是热风
D.开关S2可以控制整个电路
3.(2023年通辽,4)有一种电动烤地瓜机,将地瓜放在托盘上,盖上锅盖相当于闭合开关S1,托盘旋转,再将温控开关S2闭合,开始加热;若只闭合开关S2,则不能加热。下图M是托盘电动机,R是加热电阻,对其内部电路设计合理的是?( )
考点三:当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)( 电路),则有 ,可用电功公式来计算电热Q。
【精准题练】
16.(2023年 青岛,12)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中 R1 和 R2 是阻值不变的发热电阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是
A.只闭合开关 S,加热器的功率为 990W
B.开关 S 闭合,S1 由断开到闭合,电路中电流变大,R2 的功率变大
C.加热器在保温状态下工作 5min,产生3.3×104J 的热量
D.电阻 R1 与 R2 的阻值之比为 1∶8
17.(2023年安顺,12)图为电热水器的简化电路,它有加热和保温功能,R1和R2是两根电热丝,S为温控开关,1、2为开关的两个触点,当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时,S在两个触点间自动切换,使水温维持在设定的范围,已知热水器的加热功率为400W,保温功率为100W(忽略温度对电阻的影响),则电路中R2= Ω.在使用过程中,若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J,此过程中热水器的保温工作时间是 s。
18.(2023年毕节,13)电热水壶上标有“220V800W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻 ;在额定电压下,热水壶烧水210s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J,若发热体产生的热量全部被水吸收,能将 kg的水从20℃升高至100℃.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
19.(2023年广安,27)小蕊同学在学习了电学知识后,观察到生活中的许多电热器都有多个挡位,于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R1=20Ω、R2=30Ω,请计算:
(1)S2闭合,S1、S3断开时,电路中的电流;
(2)S3断开,S1、S2闭合时,通电5min电路消耗的电能;
(3)该电路的最大功率和最小功率之比。
参考答案
考点一:焦耳定律
一、内容:电流通过导体产生的 跟 成 比,跟导体的 成 比,跟通电时间成 比。
二、计算公式:
三、适用范围:焦耳定律的计算公式适用于所有电路。(式中单位Q→ ;I→ (A);R→ (Ω);t→ 。)。
【答案】热量;电流的二次方;正;电阻;正;正;Q=I2Rt ;焦;安;欧;秒
【精准题练】
4.(2023年通辽,12)对下列四幅图的分析正确的是( )
A.图中蓝牙耳机是通过超声波与手机进行信号传输的
B.如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系
C.图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系
D.图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系
【答案】B
5.(2023年泸州,6)在初中物理的学习中,我们常会用到一些科学研究方法,如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“理想模型法”“转换法”等。在下面几个实例中,对采用的主要研究方法判断正确的是( )
A. 研究磁场性质时,用磁感线来描述磁场的分布,采用的是等效替代法
B. 探究电热与哪些因素有关时,通过液体温度变化反映电流产生的热量,采用的是转换法
C. 研究压力作用效果与压力大小的关系时,保持受力面积不变,采用的是理想模型法
D. 研究声音的产生时,将正在发声的音叉与水面接触,水花四溅表明音叉在振动,采用的是类比法
【答案】B
6.(2023年乐山,16)如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2。下列说法正确的是
A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”
B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流
C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D.闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C
7.(2023年自贡,17)把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是( )
A.60J B.36J C.30J D.6J
【答案】D。
8.(2023年贵阳,14)22岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能,这是一百多年来对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电,根据________定律推断输电线路可实现电能零耗损。
【答案】焦耳
9.(2023年齐齐哈尔,23)如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前,两侧U形管中水面相平,深度