6.2电能的量度（电热与焦耳定律）同步练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 6.2电能的量度（电热与焦耳定律）同步练习（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 155.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 华师大版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2021-09-19 19:55:36 | ||
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文档简介
2021-2022学年华师大版科学电热与焦耳定律
一．选择题（共8小题）
1．让标有“220V
800W”的电炉和标有“220V
800W”的电动机都正常工作相同的时间，则它们产生的热量（ ）
A．电炉多
B．电动机多
C．一样多
D．无法判断
2．下列属于电热器的是（ ）
A．杠杆
B．滑轮
C．电饭锅
D．汽车
3．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的小塑料盒中，塑料盒内分别插着相同的温度计，电源电压不变。闭合开关，相同时间内A的温度计温度上升快，则下列说法不正确的是（ ）
A．相同时间内电阻R1产热量多
B．电阻R1＞R2
C．R1两端电压大于R2两端的电压
D．该实验为探究电流产生的热量与电流大小是否有关
4．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（ ）
A．通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能和空气内能增大方式是相同的
B．甲图实验通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更多
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．通电后，乙图中左、右电阻产生的热量之比是4：1
5．两根导线的电阻之比是3：4，通过的电流之比是4：3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（ ）
A．1：1
B．4：3
C．3：4
D．16：9
6．某电炉丝电阻为100Ω，通电10秒钟产生热量4×103J，则通过电炉丝电流是（ ）
A．2A
B．4A
C．20A
D．40A
7．一段导体中电流为2A时，产生的热量为Q．若通电时间不变，而通过导体的电流增加到4A时，电流通过导体产生的热量是（ ）
A．Q/4
B．Q/2
C．2Q
D．4Q
8．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，将它们串联在电路中，电动机正常运转，下列说法正确的是（ ）
①相同时间电炉和电动机产生的热量相等；
②相同时间电炉产生的热量大于电动机产生的热量；
③电动机的功率等于电炉的功率；
④电动机的功率大于电炉的功率
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
二．填空题（共5小题）
9．均标有“220V
60W”的白炽灯、电风扇、电热器并联在照明电路中，相同时间内电流做功 （填“相等”或“不相等”），相同时间内产生热量最少的是 。
10．电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流 （选填“相同”或“不同”），电炉丝热的发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体 有关。
11．英国物理学家 通过大量的实验探究，最先精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即Q=I2Rt．为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为 的单位。
12．现有两电热丝，甲标有“10Ω
1A”，乙标有“15Ω
0.6A”，把它们并联起来，通电10s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是 J。
13．某兴趣小组模拟冬季温房自动化加热和保温的电路，如图所示。光控开关S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点。R1、R2为电热丝，a、b间电压U=24V，R1=72Ω，晚上电路的发热功率为12W．则：保温时S应处于 （填“闭合”或“断开”）状态；该电路白天工作5min产生的热量是 J。
三．实验探究题（共1小题）
14．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置
（1）在实验中两密闭容器内的空气质量应该 （选填“相等”或“不相等”），实验中通过观察 变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少
（2）图甲中的两个电阻丝采用串联的连接方法，目的是使通过两个电阻丝的 该装置可用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系
（3）采用图乙实验装置，可以得出结论：在 和通电时间相同时， 越大电流产生的热量越 （选填“多”或“少”）。
（4）该实验中用到了 法和转换法
（5）若通电一段时间后，发现其中一个U形管液面高度几乎不变其原因可能是 。
四．解答题（共3小题）
15．一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω，正常工作时，通过的电流为5A，求：
（1）每分钟电动机产生的热量。
（2）每分钟电动机所做的机械功。
16．额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。两者是否有矛盾？为什么？
17．如图所示，电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，简述其中的道理（要求使用有关公式进行推导说明）
2021-2022学年华师大版科学电热与焦耳定律
一．选择题（共8小题）
1．A。
2．C。
3．解：根据图可知，该电路为串联电路，在串联电路中各处的电流是相同的；相同时间内A的温度计温度上升快，说明R1产生的热量多，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，即电阻R1＞R2；电流和通电时间相同，电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电流大小是否有关；根据U=IR可知，R1两端电压大于R2两端的电压，故ABC正确，D错误；
本题选错误的；
故选：D。
4．解：A、通电后，甲图透明容器中电阻丝的电流做功，将电能转化为内能，内能增加，而空气内能是通过热传递增大的，故A错误；
B、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右两边的电阻大小相同，在相同时间内左侧的电流大，产生的热量多，故B正确；
C、在乙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故C错误；
D、乙图中左、右电阻串联，电流大小相同，右侧的电阻是左侧电阻的2倍，相同时间内右侧产生的热量是左侧产生热量的2倍，即左、右电阻产生的热量之比是1：2，故D错误。
故选：B。
5．解：由题意可知，R1：R2=3：4，I1：I2=4：3，t1：t2=1：1；
由Q=I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比：
===。
故选：B。
6．解：∵Q=I2Rt，
∴电流I===2A；
故选：A。
7．解：∵Q=I2Rt，Q1=I12Rt1，
而通电时间和电阻不变，
∴====，
所以Q1=4Q，
故选：D。
8．B。
二．填空题（共5小题）
9．相等；电风扇。
10．相同；电阻。
11．焦耳；热量（能量）。
12．解：由I=可得，两电热丝两端允许所加的最大电压：
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V，
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两电热丝并联时，电路中的最大电压U=U乙=9V；
两电热丝并联的总电阻：
R===6Ω，
通电10s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多为：
Q=W=t=×10s=135J。
故答案为：135。
13．解：（1）由电路图可知，开关S断开时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，
电源的电压一定，由P=UI=可知，电路的总功率最小，电路处于保温状态；
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，
由P=UI=得电路中R2的阻值：
R2===48Ω；
该电路白天工作处于保温状态，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路白天工作5min产生的热量：
Q=W=t=×5×60s=1440J。
故答案为：断开；1440。
三．实验探究题（共1小题）
14．
解：（1）为了便于利用控制变量法进行探究，在实验前，应该使U形管中的左右两管液面相平，即两边产生的压强相等，这样应在容器内封闭质量相等的空气；
实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
（2）图甲中，两电阻串联，电流相同、通电时间相同，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，电阻不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
（3）图乙中，电阻相同，通电时间相同，电流不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是：在时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
（4）根据（1）知实验中用到了转换法，根据（2）（3）分析知实验中用到了控制变量法；
（5）由Q=I2Rt可知，电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气。
故答案为：（1）相等；液面高度差的；（2）电流相同；电阻；（3）电阻；电流；多；（4）控制变量；（5）空气盒漏气。
四．解答题（共3小题）
15．解：（1）电动机线圈中电流I=5A，通电时间t=1min=60s，
每分钟电动机产生的热量：
Q=I2Rt=（5
A）2×1Ω×60s=1500J，
（2）每分钟电流做功W=UIt=220V×5A×60s=66000J，
每分钟电动机所做的机械功：W机=W﹣Q=66000J﹣1500J=64500J。
答：（1）每分钟电动机产生的热量为1500J；
（2）每分钟电动机所做的机械功是64500J。
16．解：灯泡的额定电压相同，正常工作的时间相同，根据Q=W=t
可知，电阻越小，产生的热量越多，其前提条件是电压相同；
在电流相同时，正常工作的时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多，其前提条件是电流相同；
所以，在各自的前提条件下，两种说法都是正确的，并不矛盾。
答：不矛盾。前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同；两者并不矛盾，只是它们成立的前提条件不同。
17．
解：电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等；因为Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，根据P=I2R可知导线的电功率比电阻丝小，所以产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量。
一．选择题（共8小题）
1．让标有“220V
800W”的电炉和标有“220V
800W”的电动机都正常工作相同的时间，则它们产生的热量（ ）
A．电炉多
B．电动机多
C．一样多
D．无法判断
2．下列属于电热器的是（ ）
A．杠杆
B．滑轮
C．电饭锅
D．汽车
3．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的小塑料盒中，塑料盒内分别插着相同的温度计，电源电压不变。闭合开关，相同时间内A的温度计温度上升快，则下列说法不正确的是（ ）
A．相同时间内电阻R1产热量多
B．电阻R1＞R2
C．R1两端电压大于R2两端的电压
D．该实验为探究电流产生的热量与电流大小是否有关
4．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（ ）
A．通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能和空气内能增大方式是相同的
B．甲图实验通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更多
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．通电后，乙图中左、右电阻产生的热量之比是4：1
5．两根导线的电阻之比是3：4，通过的电流之比是4：3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（ ）
A．1：1
B．4：3
C．3：4
D．16：9
6．某电炉丝电阻为100Ω，通电10秒钟产生热量4×103J，则通过电炉丝电流是（ ）
A．2A
B．4A
C．20A
D．40A
7．一段导体中电流为2A时，产生的热量为Q．若通电时间不变，而通过导体的电流增加到4A时，电流通过导体产生的热量是（ ）
A．Q/4
B．Q/2
C．2Q
D．4Q
8．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，将它们串联在电路中，电动机正常运转，下列说法正确的是（ ）
①相同时间电炉和电动机产生的热量相等；
②相同时间电炉产生的热量大于电动机产生的热量；
③电动机的功率等于电炉的功率；
④电动机的功率大于电炉的功率
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
二．填空题（共5小题）
9．均标有“220V
60W”的白炽灯、电风扇、电热器并联在照明电路中，相同时间内电流做功 （填“相等”或“不相等”），相同时间内产生热量最少的是 。
10．电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流 （选填“相同”或“不同”），电炉丝热的发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体 有关。
11．英国物理学家 通过大量的实验探究，最先精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即Q=I2Rt．为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为 的单位。
12．现有两电热丝，甲标有“10Ω
1A”，乙标有“15Ω
0.6A”，把它们并联起来，通电10s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是 J。
13．某兴趣小组模拟冬季温房自动化加热和保温的电路，如图所示。光控开关S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点。R1、R2为电热丝，a、b间电压U=24V，R1=72Ω，晚上电路的发热功率为12W．则：保温时S应处于 （填“闭合”或“断开”）状态；该电路白天工作5min产生的热量是 J。
三．实验探究题（共1小题）
14．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置
（1）在实验中两密闭容器内的空气质量应该 （选填“相等”或“不相等”），实验中通过观察 变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少
（2）图甲中的两个电阻丝采用串联的连接方法，目的是使通过两个电阻丝的 该装置可用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系
（3）采用图乙实验装置，可以得出结论：在 和通电时间相同时， 越大电流产生的热量越 （选填“多”或“少”）。
（4）该实验中用到了 法和转换法
（5）若通电一段时间后，发现其中一个U形管液面高度几乎不变其原因可能是 。
四．解答题（共3小题）
15．一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω，正常工作时，通过的电流为5A，求：
（1）每分钟电动机产生的热量。
（2）每分钟电动机所做的机械功。
16．额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。两者是否有矛盾？为什么？
17．如图所示，电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，简述其中的道理（要求使用有关公式进行推导说明）
2021-2022学年华师大版科学电热与焦耳定律
一．选择题（共8小题）
1．A。
2．C。
3．解：根据图可知，该电路为串联电路，在串联电路中各处的电流是相同的；相同时间内A的温度计温度上升快，说明R1产生的热量多，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，即电阻R1＞R2；电流和通电时间相同，电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电流大小是否有关；根据U=IR可知，R1两端电压大于R2两端的电压，故ABC正确，D错误；
本题选错误的；
故选：D。
4．解：A、通电后，甲图透明容器中电阻丝的电流做功，将电能转化为内能，内能增加，而空气内能是通过热传递增大的，故A错误；
B、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右两边的电阻大小相同，在相同时间内左侧的电流大，产生的热量多，故B正确；
C、在乙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故C错误；
D、乙图中左、右电阻串联，电流大小相同，右侧的电阻是左侧电阻的2倍，相同时间内右侧产生的热量是左侧产生热量的2倍，即左、右电阻产生的热量之比是1：2，故D错误。
故选：B。
5．解：由题意可知，R1：R2=3：4，I1：I2=4：3，t1：t2=1：1；
由Q=I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比：
===。
故选：B。
6．解：∵Q=I2Rt，
∴电流I===2A；
故选：A。
7．解：∵Q=I2Rt，Q1=I12Rt1，
而通电时间和电阻不变，
∴====，
所以Q1=4Q，
故选：D。
8．B。
二．填空题（共5小题）
9．相等；电风扇。
10．相同；电阻。
11．焦耳；热量（能量）。
12．解：由I=可得，两电热丝两端允许所加的最大电压：
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V，
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两电热丝并联时，电路中的最大电压U=U乙=9V；
两电热丝并联的总电阻：
R===6Ω，
通电10s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多为：
Q=W=t=×10s=135J。
故答案为：135。
13．解：（1）由电路图可知，开关S断开时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，
电源的电压一定，由P=UI=可知，电路的总功率最小，电路处于保温状态；
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，
由P=UI=得电路中R2的阻值：
R2===48Ω；
该电路白天工作处于保温状态，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路白天工作5min产生的热量：
Q=W=t=×5×60s=1440J。
故答案为：断开；1440。
三．实验探究题（共1小题）
14．
解：（1）为了便于利用控制变量法进行探究，在实验前，应该使U形管中的左右两管液面相平，即两边产生的压强相等，这样应在容器内封闭质量相等的空气；
实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
（2）图甲中，两电阻串联，电流相同、通电时间相同，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，电阻不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
（3）图乙中，电阻相同，通电时间相同，电流不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是：在时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
（4）根据（1）知实验中用到了转换法，根据（2）（3）分析知实验中用到了控制变量法；
（5）由Q=I2Rt可知，电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气。
故答案为：（1）相等；液面高度差的；（2）电流相同；电阻；（3）电阻；电流；多；（4）控制变量；（5）空气盒漏气。
四．解答题（共3小题）
15．解：（1）电动机线圈中电流I=5A，通电时间t=1min=60s，
每分钟电动机产生的热量：
Q=I2Rt=（5
A）2×1Ω×60s=1500J，
（2）每分钟电流做功W=UIt=220V×5A×60s=66000J，
每分钟电动机所做的机械功：W机=W﹣Q=66000J﹣1500J=64500J。
答：（1）每分钟电动机产生的热量为1500J；
（2）每分钟电动机所做的机械功是64500J。
16．解：灯泡的额定电压相同，正常工作的时间相同，根据Q=W=t
可知，电阻越小，产生的热量越多，其前提条件是电压相同；
在电流相同时，正常工作的时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多，其前提条件是电流相同；
所以，在各自的前提条件下，两种说法都是正确的，并不矛盾。
答：不矛盾。前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同；两者并不矛盾，只是它们成立的前提条件不同。
17．
解：电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等；因为Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，根据P=I2R可知导线的电功率比电阻丝小，所以产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量。