第十六講 電功率課時(shí)3 焦耳定律命題點(diǎn)1焦耳定律的理解及相關(guān)計(jì)算類型一焦耳定律的理解1. (xx長沙24題3分)將規(guī)格都是“220 V180 W”的一臺電冰箱、一臺電風(fēng)扇和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時(shí)間相同，則下列說法正確的是 ()第2題圖A. 電冰箱產(chǎn)生的熱量最多B. 電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C. 電熱毯產(chǎn)生的熱量最多D. 三者產(chǎn)生的熱量一樣多2. (xx長沙31題3分)某品牌電燉鍋有高溫、低溫兩擋，它的內(nèi)部簡化電路如圖所示當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，電燉鍋處于_溫?fù)?選填“高”或“低”)；用電燉鍋燉湯是利用了電流的_(選填“熱效應(yīng)”或“磁效應(yīng)”)類型二焦耳定律相關(guān)計(jì)算3. (xx長沙29題4分)某電熱水壺的電阻為40 (假定恒定不變)，工作時(shí)電流為5 A一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用該電熱水壺將0.5 kg的水從20 加熱至100 ，最小需要吸收熱量_J，電熱水壺至少要工作_s.4. (xx長沙30題2分)如圖所示，電源電壓恒為4 V，定值電阻R140 ，R220 ，則開關(guān)閉合后，電流表的示數(shù)是_A，通電5 min，電路中產(chǎn)生的熱量是_J.第4題圖5. (xx長沙31題6分)小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關(guān)系，閉合開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，由圖像可得，定值電阻R1的阻值是_.實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓保持5 V不變，當(dāng)滑片P位于a端時(shí)，滑動變阻器消耗的電功率是_W，此時(shí)，電阻R1在10 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_J.第5題圖6. (xx長沙38題6分)如圖是實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理課外活動小組自制的電熱暖手器的電路原理圖電源電壓恒為8 V，S為單刀三擲開關(guān)，發(fā)熱體的電阻分別是R12 ，R21 ，R35 ，問：(1)該電熱暖手器工作時(shí)的最小電流是多少？(2)該電熱暖手器消耗的最大功率是多少？(3)當(dāng)開關(guān)調(diào)至“2”擋位置時(shí)，R2在1 min時(shí)間內(nèi)最多可產(chǎn)生多少焦耳的熱量？第6題圖考向拓展1. (xx邵陽)電爐絲與導(dǎo)線串聯(lián)接到電路中，通電后電爐絲熱得發(fā)紅，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱由焦耳定律可知，造成上述現(xiàn)象的主要原因是()A. 通過電爐絲的電流比導(dǎo)線的電流小得多B. 通過電爐絲的電流比導(dǎo)線的電流大得多C. 電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小得多D. 電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大得多2. 如圖所示為一款有高、低溫兩擋的蒸汽電熨斗電路原理圖，R1、R2為電熱絲，其中R2242 .工作時(shí)，水升溫并汽化成水蒸氣，從而熨燙衣服電熨斗處于低溫?fù)鯐r(shí)，正常工作功率為1 100 W求：考向拓展2圖(1)通過電路的電流是多大？(2)通電3 min產(chǎn)生的熱量是多少？(3)若將該款電熨斗進(jìn)行改造，使其正常工作時(shí)高溫?fù)豕β蕿? 000 W，要求只改變其中一個(gè)電熱絲的阻值，請你通過分析和計(jì)算，求出該電熱絲改變后的阻值應(yīng)為多少？命題點(diǎn)2探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)7. (xx長沙30題4分)小宇和小剛想利用如圖所示的裝置來探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)系”兩只相同的燒瓶中裝有適量的煤油，燒瓶A中浸泡著一段銅絲，電阻較??；燒瓶B中浸泡著一段鎳鉻合金絲，電阻較大，溫度計(jì)顯示煤油的溫度第7題圖(1)為保證實(shí)驗(yàn)科學(xué)合理，兩個(gè)燒瓶中所裝煤油的質(zhì)量應(yīng)該_(2)實(shí)驗(yàn)中，小宇和小剛發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量_8. (xx長沙35題6分)在做“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小寧采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置：兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，U形管中液面變化反映了密閉空氣溫度的變化第8題圖(1)通電相同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)B玻璃管內(nèi)液面上升較高，這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的_越大，產(chǎn)生的熱量越多(2)小剛采用了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通電相同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)A玻璃管液面上升較高，這表明：在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，通過導(dǎo)體的_越大，產(chǎn)生的熱量越多(3)該實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問題的方法有_法和轉(zhuǎn)換法答案1. C【解析】三個(gè)用電器在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能是相同的，但是只有電熱毯將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以它產(chǎn)生的熱量最多故選C.2. 高熱效應(yīng)3. 1.68105168【解析】由題意可知水需要吸收的熱量為Q吸c(diǎn)mt4.2103 J/(kg)0.5 kg(100 20 )1.68105 J，水吸收的熱量是由電熱水壺通過電流熱效應(yīng)提供的，所以電熱水壺做的功就是水吸收的熱量即Q吸W，根據(jù)公式QI2Rt可知電熱水壺的加熱工作時(shí)間t168 s.4. 0.3360【解析】題圖為并聯(lián)電路圖，電流表測干路電流，根據(jù)I求出各支路電流分別為I10.1 A和I20.2 A，所以電流表的示數(shù)為II1I20.1 A0.2 A0.3 A；電路產(chǎn)生的熱量QWUIt4 V0.3 A60 s5360 J.5. 100.460【解析】從圖像可以看出，通過R1的電壓和電流成正比關(guān)系，在圖像中取一特殊點(diǎn)，如U5 V，I0.5 A，根據(jù)歐姆定律變形公式得R110 ；當(dāng)滑片移到a端時(shí)，滑動變阻器阻值最大，則電路的總電阻最大，電流最小，從圖像可知：通過R1的電流I1為0.1 A，R1兩端電壓U1為1 V，定值電阻R1在10 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量QIR1t(0.1 A)210 600 s60 J，再由串聯(lián)電路的電流和電壓關(guān)系知，通過變阻器R2的電流I2I10.1 A，兩端的電壓U2UU15 V1 V4 V，因此此時(shí)變阻器消耗的電功率P2U2I24 V0.1 A0.4 W.6. 解：(1)當(dāng)電源電壓一定時(shí)，電路中的電阻最大時(shí)，電流最小，因此，此時(shí)開關(guān)應(yīng)該撥到“3”擋位，使3個(gè)電阻串聯(lián)，即電路中的最小電流為Imin1 A(2)根據(jù)P可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電路中的電阻最小時(shí)，電熱暖手器消耗的功率最大，根據(jù)電路可知，開關(guān)應(yīng)該撥到“1”擋位，則P32 W(3)當(dāng)開關(guān)調(diào)至“2”擋位時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián)在電路中，I A則Q2WI2R2t ( A)21 60 s427 J【考向拓展】1. D【解析】電爐絲與導(dǎo)線串聯(lián)，通過的電流相同，由QI2Rt可知，由于電爐絲電阻比導(dǎo)線大得多，所以相同時(shí)間內(nèi)放出更多熱量，因此電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻不怎么熱故選D.2. 解：(1)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中的電流I5 A(2)接入電路的電阻只有R1R144 通電3 min產(chǎn)生的熱量QI2R1t(5 A)244 360 s1.98105 J或QWPt1 100 W360 s1.98105 J(3)電熨斗在高溫?fù)鯐r(shí)，R2的功率P2200 WR1的功率P11 100 W，大于1 000 W，所以要使高溫?fù)豕β蕿? 000 W，改R1為R，R1的功率P11 000 W200 W800 WR1的電阻為R160.5 7. (1)相同(2)越多8. (1)電阻(2)電流(3)控制變量