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1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第十八章电功率第4节 焦耳定律 学生用书P113类型之一探究焦耳定律 2017柳州小明用如图甲和图乙所示的实验装置分别“探究电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”。(1)图甲所示实验中通过温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少。(2)图甲中，为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入初温和质量相同的煤油，其中a瓶中煤油的温度升高得快。(R镍铬合金丝R锰铜丝)(3)图甲中，实验中选用煤油而不用水的原因是：煤油的比热容小，吸热相同时，温度升得高
2、，实验现象明显。(4)用如图乙所示的实验装置探究，得到的结论是：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大产生的热量越多。(5)本实验中的探究方法有控制变量法和转换法。【解析】 (1)两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的；(2)探究两电阻丝通过电流后产生热量的多少时，应控制煤油的质量和初温相同；由图可知，此时电流相同，a的电阻要大于b的电阻，由焦耳定律可知，a产生的热量多，温度升高得快；(3)若烧瓶中装水，则由Qcmt可知：相同质量的水和煤油，吸收相同的热量时，由于水的比热容较大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显；(4)在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大产生的
3、热量越多；(5)为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法；煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法。【方法归纳】 探究实验时：(1)首先分析各个电阻的连接方式，然后根据串、并联电路的电流特点，结合欧姆定律的应用分析。(2)吸热多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过温度计示数的变化来反映，体现的是转换思想。类型之二焦耳定律的应用 2018临沂小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220 V，额定功率为605 W。求：(1)
4、小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6 kg初温为20 的水，加热系统的加热电阻正常工作 15 min 将水加热到40 ，此加热过程中水吸收的热量是多少，消耗的电能是多少；c水4.2103 J/(kg)(2)当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际功率是多少；(3)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是 12 V(按摩系统将交流电压转换为12 V)，工作电流为4 A，其电阻为0.5 ，电动机工作中因发热损失的功率是多少？解： (1)水吸收的热量为Q吸c水m(tt0)4.2103 J/(kg)6 kg(40 20 )5.04105 J，加热时间t15 min900 s，足浴盆加热时消耗的电能
5、为WP额t605 W900 s5.445105 J；(2)由P得，加热电阻的阻值为R80 ，当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际功率为P实500 W；(3)电动机工作中因发热损失的功率为P损I2R(4 A)20.5 8 W。答：(1)此加热过程中水吸收的热量是5.04105 J；消耗的电能是5.445105 J。(2)加热电阻工作的实际功率是500 W。(3)电动机工作中因发热损失的功率是8 W。【归纳总结】 解答此题的关键是要注意电动机正常工作时的功率不等于发热功率。 学生用书P1131最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是(B)A欧姆 B焦耳C奥斯
6、特 D法拉第2利用甲、乙两图可以探究电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关。在保证各电路两端电压不变，通电相同时间后(C)A甲图中，左、右两电阻发热量之比为21B甲图中，左、右两电阻发热量之比为14C乙图中，左、右两电阻发热量之比为41D乙图中，若将右侧容器上面的电阻拆除，右侧发热电阻的发热量变为原来的4倍【解析】 甲图中为串联电路，电流相同，通电时间相同，电阻越大产生的热量越多，根据公式QI2Rt可知，左、右两电阻发热量之比为5 10 12，故A、B错误；乙图中，电阻相同，通电时间相同，左边电流是右边电流的2倍，根据QI2Rt可知，左右两电阻发热量之比为41，故C正确；乙图中，由串、并联
7、电路的电阻特点可知，右侧容器的总电阻为R2.5 ，电路总电阻为：R总RR15 2.5 7.5 ，电路的总电流：I，通过右侧每个电阻的电流为I，拆除上面电阻后，为串联电路，电路中电流：I，由WI2Rt可知，拆除后与拆除前右侧发热电阻产生的热量之比为：，故D错误。3.如图所示实验装置，可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电阻的关系。将装置接在电压为3 V的电源上，通电2 min，电流通过电阻R2产生的热量为24J。【解析】 由图知，定值电阻阻值不同，串联时通过的电流相同，通电时间相同，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系；串联电路总电阻为RR1R210 5 15 ，电路电流为I
8、0.2 A，通电2 min，电流通过电阻R2产生的热量为Q2I2R2t(0.2 A)25 260 s24 J。4.如图所示，电热水壶上标有“220 V1 800 W”字样，小明发现烧水过程中电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小。在额定电压下，烧开一壶水用时3 min 20 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为3.6105J。【解析】 热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及通电时间相等，但电热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，由焦耳定律QI2Rt可知，电热水壶的发热体比导线产生的热量就多得多，所以发热体很热，但与之相连的电线却不怎么热
9、；在额定电压下，烧开一壶水用时3 min 20 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为QPt1 800 W(360 s20 s)3.6105 J。 学生用书P114知识点1电流的热效应12018北京下列用电器中，利用电流热效应工作的是( )A电暖气 B计算器C电视机 D笔记本电脑知识点2探究焦耳定律2如图是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前两U形管内液面相平，接通电源一分钟后，通过R1、R2电流分别为I1、I2。则( )A该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系B通电一段时间后，
10、U形管A中液面的高度差比U形管B的大C. I1I2，A管中的液面较低D该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的3探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示，两个透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。(1)图乙是探究电流通过导体产生的热量与_的关系，需要控制不变的量是_。(2)在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的高度差来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。高度差的形成是由于U形管中_(选填“气体”或“液体”)热胀冷缩导致的。(3)英国物理学家焦耳通过大量实验
11、研究发现：电流通过导体产生的热量与_成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。知识点3焦耳定律的应用4两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2产生的热量之比为( )A13 B31C19 D915要使电阻在单位时间内产生的热量减少一半，则应( )A使它的电阻减少一半B使加在它两端的电压减少一半C使通过它的电流减少一半D使电压和电阻均减少一半6一个标有“220 V5 A”的电热水壶，正常工作7 min，电流产生的热量为_J；若这些热量全部被质量为5 kg、20 的水吸收，水的温度升
12、高了_ 。c水4.2103 J/(kg )7如图甲所示电路，电源电压为11 V且保持不变。小灯泡L2的IU图象如图乙所示。闭合开关后，电压表示数为8 V，则小灯泡L2此时电阻为_ ，10 s时间内电流通过R1产生的热量为_J。知识点4电热的防止和利用8下列情况中，属于防止电热危害的是( )A用电熨斗熨烫衣服B用电饭锅煮饭C冬天用电暖气取暖D电脑机箱内有小风扇9下列生活中的用电器不是利用电热工作的是( )A电炉 B电熨斗C电风扇 D电饭锅10将一根电炉丝接在电路中，在时间t内产生的热量为Q1；如果将它对折后接在同一电路中，在相同时间内产生的热量为Q2，则Q1Q2为( )A41 B14C21 D1
13、211两个额定电压均为220 V的电热器，电阻之比为21，将它们串联在220 V的电源两端，在10 min内产生的热量为Q1，若将它们并联在220 V的电源两端，10 min产生的热量为Q2，则Q1与Q2的比值是( )A21 B12C92 D2912如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上。闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是( )AB CD13如图所示，电源电压不变，R1、R2是两个相同的电阻，当闭合开关S1，断开S2、S3，通电20 min，电路产生的热量为Q；同时闭合S2、S3，断开S1，若要产生相同的热量Q，则需通电( )A5 min
14、 B10 minC20 min D40 min14小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久又会在搭接处烧断。搭接处烧断的原因是( )A电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热B电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热C搭接处电流比其他处电流小，造成局部过热D搭接处电流比其他处电流大，造成局部过热15甲、乙两只电炉标有“220 V500 W”和“220 V1 000 W”字样，把它们串联在220 V的电路中，在相同时间内产生热量较多的是_，将它们并联在电路中，产生热量较多的是_。(均选填“甲”或“乙”)串联时甲电炉消耗的电功率为_W。16如图所示的电路中，电阻丝R1R310 ，R2R45 ，电源电压相等且不变。闭合开关S1、S2后，电
