課時(shí)訓(xùn)練(十七)焦耳定律(限時(shí):50分鐘)一、填空題1.xx黔南 1840年,英國(guó)物理學(xué)家最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系;從能量轉(zhuǎn)化的角度看,電熱器的電熱絲工作時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為能。2.如圖K17-1所示是林紅同學(xué)探究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置,已知R1<R2,閉合開(kāi)關(guān)后,兩段電阻絲兩端的電壓U1U2,電流通過(guò)兩段電阻產(chǎn)生的熱量Q1Q2。(均選填“>”“<”或“=”)圖K17-13.xx遼陽(yáng)如圖K17-2所示實(shí)驗(yàn)裝置,可用來(lái)探究通電時(shí)間相同時(shí),電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。將裝置接在電壓為3 V的電源上,通電2 min,電流通過(guò)電阻R2產(chǎn)生的熱量為J。圖K17-24.xx重慶如圖K17-3所示,電源電壓恒為6 V,R1=30 ,只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),電流表示數(shù)為A;同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,電流表示數(shù)為0.5 A,則通電1 min電阻R2產(chǎn)生的熱量為J。圖K17-35.如圖K17-4所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,電壓表V1和V2的示數(shù)之比為13,在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為。圖K17-46.如圖K17-5所示是兩定值電阻RA和RB中的電流與其兩端電壓的關(guān)系,若將兩電阻并聯(lián)在電壓為2 V的電路中,干路上電流為A,通電相同時(shí)間,RA、RB產(chǎn)生的熱量之比QAQB=。圖K17-57.xx成都如圖K17-6所示的電熱水壺上標(biāo)有“220 V1800 W”,小明發(fā)現(xiàn)燒水過(guò)程中電熱水壺的發(fā)熱體部分很快變熱,但連接的電線卻不怎么熱,是因?yàn)閷?dǎo)線的電阻比發(fā)熱體的電阻。在額定電壓下,燒開(kāi)一壺水用時(shí)3 min 20 s,這段時(shí)間內(nèi)電熱水壺發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量為J。圖K17-68.xx威海標(biāo)有“220 V2000 W”的即熱式電熱水龍頭,其加熱電阻絲的阻值是;在額定電壓下工作21 s,若不計(jì)熱量損失,能夠使kg的水從15 上升到35 。水的比熱容為4.2103 J/(kg)9.xx棗莊如圖K17-7所示是某種電熱器的電路圖,電源電壓220 V,R1、R2的阻值分別為11 、22 ,通過(guò)旋轉(zhuǎn)扇形開(kāi)關(guān)S,接觸不同觸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高、中、低三個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換,電熱器在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電功率是W,在高溫?fù)豕ぷ? min產(chǎn)生的熱量是J。圖K17-7二、選擇題10.xx欽州電爐工作時(shí),根據(jù)焦耳定律可知,相同時(shí)間內(nèi)電爐絲產(chǎn)生的熱量比導(dǎo)線多,所以電爐絲熱得發(fā)紅而連接電爐絲的導(dǎo)線不太熱,其原因是()A.電爐絲的電阻較大B.電爐絲與導(dǎo)線是并聯(lián)的C.電爐絲的橫截面積大D.通過(guò)電爐絲的電流較大11.xx深圳圖K17-8為“探究焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個(gè)相同的燒瓶中密封初溫相同、質(zhì)量相等的煤油,通電一段時(shí)間后,右側(cè)玻璃管中液面比左側(cè)高。下列說(shuō)法正確的是()圖K17-8A.通過(guò)玻璃管中液面的高度判斷電流產(chǎn)生熱量的多少,這種方法是控制變量法B.右側(cè)電阻絲的阻值比左側(cè)小C.通過(guò)右側(cè)電阻絲的電流比左側(cè)小D.該裝置用于探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小的關(guān)系12.如圖K17-9所示,林紅同學(xué)將三個(gè)相同的空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封,用三段阻值不同的電阻絲(R1<R2<R3)分別給三個(gè)燒瓶中的空氣加熱,通電一段時(shí)間后體積變化最大的氣球是()圖K17-9A.aB.bC.cD.三個(gè)相同13.xx自貢計(jì)算電流通過(guò)電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量,下列公式選用正確的是()A.UItB.U2RtC.I2RtD.前面三個(gè)都可以14.通過(guò)一根電阻絲的電流為2 A,通電1 min產(chǎn)生了2.64104 J的熱量,則它的電阻是()A.66 B.6600 C.110 D.220 15.如圖K17-10所示,阻值為R的電阻絲,用四種方法分別接在電壓為U或2U的電源上。閉合開(kāi)關(guān)后,在相同時(shí)間內(nèi)虛線框里的電阻絲產(chǎn)生的總熱量最多的是()ABCD圖K17-1016.某電熱器有兩根電阻絲,在同一電源上,要燒開(kāi)同一壺水,只用第一根電阻絲時(shí),需要6 min。只用第二根電阻絲時(shí)需要12 min。若把兩根電阻絲并聯(lián)起來(lái)仍接在原電源上,燒開(kāi)這一壺水,則需要()A.18 minB.9 minC.4 minD.2.4 min17.如圖K17-11所示,電阻R1、R2的大小關(guān)系是R2=2R1,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi),電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量之比為()圖K17-11A.13B.19C.31D.91三、計(jì)算題18.xx江西如圖K17-12所示是某型號(hào)的爆米花機(jī)的電路圖,該爆米花機(jī)具有制作和保溫功能。只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),R1加熱,電動(dòng)機(jī)攪拌,開(kāi)始制作爆米花;只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),R2保溫,防止爆米花變涼;爆米花機(jī)的銘牌如下表所示。c玉米=1.2103 J/(kg)(1)將100 g、20 的玉米加熱到300 成為爆米花時(shí),求玉米粒需要吸收的熱量。(2)電阻R1發(fā)熱,把100 g、20 的玉米粒加熱成為爆米花,需要用時(shí)5 min,求R1的加熱效率。(3)求保溫電阻R2的阻值。圖K17-12額定電壓220 V加熱功率200 W保溫功率22 W電動(dòng)機(jī)功率40 W四、實(shí)驗(yàn)探究題19.xx河北用如圖K17-13甲所示的裝置探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”。相同燒瓶?jī)?nèi)裝滿了煤油。圖K17-13(1)燒瓶中裝入的煤油是(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)。(2)請(qǐng)根據(jù)實(shí)物圖甲,在圖乙所示的虛線框內(nèi)畫出對(duì)應(yīng)的電路圖。(3)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng),通過(guò)R1的電流通過(guò)R2的電流。(4)通電一段時(shí)間后,乙燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大。說(shuō)明。(5)小紅用如圖丙所示的裝置,進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量,收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流I的關(guān)系圖像。根據(jù)焦耳定律可知,圖丁中能正確反映h-I關(guān)系的是。拓展 (6)用Q=I2Rt可以計(jì)算電流通過(guò)任何用電器產(chǎn)生的熱量,能用Q=UIt計(jì)算電流通過(guò)任何用電器產(chǎn)生的熱量嗎?回答:。請(qǐng)用實(shí)例說(shuō)明原因:。參考答案1耳內(nèi)2.<<3.電阻244.0.21085.126.0.6217.小3.61048.24.20.5解析 加熱電阻絲的阻值R=U2P=(220V)22000W=24.2 。在額定電壓下工作21 s消耗的電能W=Pt=2000 W21 s=4.2104 J;若不計(jì)熱量損失,則Q吸=W=4.2104 J,由Q吸=cmt可得,加熱水的質(zhì)量m水=Q吸c(diǎn)水t=4.2104J4.2103J/(kg)(35-15)=0.5 kg。9.22003.9610510.A11.D12.C13.C14.C15.D16.C解析 t1=6 min,t2=12 min,燒開(kāi)同一壺水,則Q水吸=Q1放=Q2放=Q并放,即Q水吸=U2R1t1=U2R2t2=U2R并t3;代入數(shù)據(jù),得R1R2=t1t2=6 min12 min=12,t1t3=R1R并,R并=R1R2R1+R2=23R1,則t3=R并R1t1=236 min=4 min。17.B18.解:(1)由題意可知,玉米粒吸收的熱量為Q=c玉米m(t-t0)=1.2103 J/(kg)0.1 kg(300 -20 )=3.36104 J。(2)由題意可知,加熱5 min消耗的電能為W=P加t=200 W560 s=6104 J,加熱的效率為=QW=3.36104J6104J=56%。(3)由電路圖可知,保溫時(shí)電路中只有電阻R2,所以電阻R2的阻值為R2=U2P保=(220V)222W=2200 。19.(1)絕緣體(2)如圖所示(3)相等小于(4)在電阻和通電時(shí)間相同的條件下,通過(guò)導(dǎo)體的電流越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多(5)A(6)不能因?yàn)橛肣=UIt計(jì)算出來(lái)的是電路產(chǎn)生的總功,而總功除了用電器產(chǎn)生的熱量,另外一部分可能轉(zhuǎn)化為其他能量,例如電風(fēng)扇電路產(chǎn)生的總功一部分轉(zhuǎn)化為電熱,一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能