18.4 焦耳定律 （有解析）

18.4 焦耳定律 C
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 请你想象一下，假如没有电流的热效应，下列设备还能工作的是
A. 微波炉 B. 电烤箱 C. 保险丝 D. 电热毯
2. 下列家用电器中，正常工作 小时耗电最接近 的是
A. 电子表 B. 空调机 C. 电视机 D. 手电筒
3. 两个电阻 和 串联在电路中，经过一段相同时间它们产生的热量之比为
A. B. C. D.
4. 如图所示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， 形管中水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. 该实验装置是利用 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
B. 把 形管中的水换成煤油实验效果更明显
C. 将左边容器中的电阻丝换成 的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D. 相同时间内左右两个透明容器中的电阻丝放出的热量之比为
5. 在家庭电路中使用的额定功率为 的电炉丝因使用不慎断掉一截，如果从材料、长度和额定电压均相等的额定功率为 的电炉丝上截取一段，将 电炉丝的残缺部分补接使其恢复原长（不计接头处电阻的变化），再接入原电路中使用，则它的实际发热功率
A. 小于 B. 等于
C. 大于 D. 缺少条件，无法判断
二、双项选择题（共1小题；共4分）
6. 小明想探究电流通过电阻时产生的热量 与电流 、电阻 的定性关系。实验桌上有如下器材：三个完全相同的烧瓶，瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计 、 和 、一个阻值为 的电阻丝和两个阻值为 的电阻丝（），还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、导线。他连接了如图所示的电路进行实验，下列说法中正确的是
A. 实验中电流通过导体产生热量的多少是用通电时间的多少体现的
B. 闭合开关一段时间，温度计 比 的示数变化大
C. 闭合开关一段时间，比较温度计 和 的示数变化，可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电流的大小是否有关
D. 闭合开关一段时间，比较温度计 和 的示数变化，可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电阻的大小是否有关
三、填空题（共4小题；共20分）
7. 电炉丝通过导线接到电路里，通过电炉丝和导线的电流大小 ，由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量 。
8. 如图所示的电路中，接通电源，通电一段时间后， 侧 型管液面高度的变化较大（选填“左”或“右”），如果通过甲容器中电阻丝的电流是 ，则乙容器中电阻丝在 内产生的热量是 。
9. 分钟内通过某导体横截面的电量为 ，电流做功 ，则通过导体的电流为 ，导体两端的电压为 。当通过该导体的电流为 时，它的电阻为 。
10. 如图是家用电吹风的简化电路，主要技术参数如表。若该电吹风正常工作吹热风 消耗的电能是 ，则吹热风时的额定功率为 ，已知电热丝的阻值是 ，则吹冷风时选择开关与 （选填“ 和 ”“ 和 ”或“ 和 ”）触点接触，额定功率为 。
四、实验题（共1小题；共12分）
11. 如图所示，用电炉子烧水时“电炉丝热的发红了，而连接电源的导线却不怎么热”。
（1）请根据上述现象提出一个可探究的科学问题： 。
（2）你提出的问题中自变量是 ；因变量是 ；需要控制的变量包括 。
（3）简单描述出测量因变量的方法。
（4）画出实验记录表。
五、计算题（共2小题；共26分）
12. 一台电风扇正常工作时，电机两端的电压为 ，线圈电阻为 ，通过线圈的电流为 ，这台电扇正常工作 消耗多少电能 产生多少热量
13. 在如图所示的电路中，电源电压不变，小灯泡 标有“”的字样，电阻 。闭合开关 后，灯泡 正常发光，且电流表的示数为 。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）在 内电阻 消耗的电能。
答案
第一部分
1. A
2. B
3. C
【解析】∵ ，
两个电阻串联时，电流相等，通电时间相等，
∴ 。
4. D
【解析】电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但盒中空气的温度的变化导致盒中空气体积的变化，即可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A错误；
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，与液体的种类无关，故B错误；
将左边容器中的电阻丝换成 的电阻丝后，电阻不同，且通过盒中电阻丝的电流也是不同的，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故C错误；
由于左右两容器的电阻相同，通电时间相同，左侧的电流是右侧的 倍，根据 知左侧产生的热量是右侧的 倍，故 ，故D正确。
5. A
第二部分
6. B， C
第三部分
7. 相等（或相同）；多（或大）
【解析】导线和电炉丝串联，所以通过导线和电炉丝的电流相等；电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律 可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线产生的多。
8. 左；
9. ；；
10. ， ； 和 ；
【解析】电吹风正常工作且吹热风时， 消耗的电能是 ，由 可得 。由 可得 ；电吹风吹冷风时只有电动机工作，所以从电路图中可知此时选择开关应该与 和 接触；电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，电路的总功率等于各用电器功率之和，所以 。
第四部分
11. （1） 通电导体产生的热量与导体的电阻有关吗
（2） 电阻；电热；电流和通电时间
（3） 可用电阻不同的导线分别给等质量的两烧瓶水加热，用规格相同的两支温度计测量水的温度，通过比较两瓶中水升高的温度来比较产生热量的多少。
（4） 实验记录表：
第五部分
12. ；
【解析】已知：，，，
那么这台电扇正常工作 消耗的电功 ；
已知：，
那么产生的热量 。
13. （1）
【解析】已知小灯泡与电阻 并联，由闭合开关 后，灯泡 正常发光，可知，电源电压 ，
则 支路上的电流 ，
流经灯泡的电流 ，
因灯泡 正常发光，故小灯泡的额定功率 。
（2）
【解析】在 内电阻 消耗的电能 。
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