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2023-2024学年人教版九年级物理高效课堂培优讲义
第4节 焦耳定律
(
01
新课知识解析
)
(
知识点一:
电流的热效应
)
1.电流的热效应
由于导体有电阻,所以当有电流通过导体时,导体总是会发热,将电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应.
2.电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关
电流通过导体产生的热量跟导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关,导体的电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长产生的热量就越多.
(
知识点二:
焦耳定律
)
1. 焦耳定律
内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.
计算公式:(普遍适用)
公式中,Q表示热量,单位是J;I表示电流,单位是 A;R 表示电阻单位是Ω;t表示时间单位是 s.
2焦耳定律公式的理论推导
焦耳定律可通过理论推导得出,假设当电流通过导体时,电能全部转化为内能,则有电流产生的热量(Q)= 电流所做的功( W),结合欧姆定律可得Q=W=UIt=IR·It=.可见,当消耗的电能全部用来产生热量时,根据电功公式和欧姆定律推导出来的电流发热规律与焦耳通过实验得出的焦耳定律是一致的.
3.理解和应用焦耳定律应注意的几个问题
(1)焦耳定律 是由实验总结出来的只要有电流通过导体,都可以用它来计算导体所产生的热量.
(2)公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的.
(
知识点
三
:
电热的利用和防止
)(3)运用公式时,各物理量要转换成国际单位制单位后再代入公式计算
1.电热的利用
电热器是利用电流的热效应来工作的设备.电热器的主要工作部分是发热体,发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的.
2.电热的防止
在很多情况下,我们并不希望用电器的温度过高.像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时,将电能转化为其他形式能的过程中,总有一部分电能转化为内能,过多的电热如果不能及时散发,会产生安全隐患.因此,许多用电器采用散热孔、散热片或在发热体部位安装电风扇等方式进行散热。
(
0
2
题型专场
)
题型一:探究电流产生的热量与哪些因素有关
如图所示是“探究电流通过导体时产生热量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,下列说法不正确的是( )
A.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
B.用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”
C.图乙实验通电一段时间后,左侧容器中电阻产生的热量更多
D.通电后,透明容器中电阻丝内能增大和空气内能增大的方式是相同的
【答案】D
【解析】【解答】A.图乙中左右两个容器中电阻大小都是5Ω,左边电阻在干路上,右边电阻在支路上,两个电阻中的电流大小不同,所以,可以探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系,A正确,不符合题意;
B.图甲中两电阻串联,电阻不同,电流相同, 10Ω电阻产生的热量更多,电炉丝与和它相连的导线,也是电阻不同,电流相同,电炉丝电阻更大,产生的热量更多,B正确,不符合题意;
C.图乙中,电阻相同,左侧容器电阻中通过的电流更大,根据公式Q=I2Rt可知,左侧容器中电阻产生的热量更多,C正确,不符合题意;
D.透明容器中电阻丝内能增大是电流做功,电能转化为内能,是能量的转化,空气内能增大是热传递,是能量的转移,D错误,符合题意。
故答案为:D。
题型二:简单电路中电功、电热的计算
如图所示,电源电压保持3V不变,电阻R1=10Ω、R2=20Ω。闭合开关S,则电路总电阻是 Ω,若通电100s,电流通过电阻R1产生的热量为 J。
【答案】30;10
【解析】由图可知,两电阻串联在电路中,串联电路中电路总电阻等于各电阻阻值之和,所以电路总电阻是 ,电路中的电流为 ,通电100s,电流通过电阻R1产生的热量为
题型三:含电动机电路中电功、电热的综合题型
小明和妈妈一起去商场选购了一款全自动豆浆机,豆浆机的主要结构如图甲,电路原理图可等效成图乙,其铭牌如图丙.豆浆机正常工作做一次豆浆的过程:通电后粉碎打浆,加热,再次粉碎打浆,加热.请你帮小明解决下列问题:
(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少?
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,电流做功多少焦?
(3)小明想了解家里电路的实际电压,于是将家里的其他用电器都关闭,他观察到豆浆机的电热丝工作时,家里标有“”字样的电能表转盘在内转了转,则他家电路的实际电压是多少?不考虑温度对电阻的影响
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)电热丝的电阻
(2)由题意知,豆浆机正常工作一次,电动机的工作时间t1=2 min,电热丝的工作时间t2=8 min。
豆浆机打浆时消耗的电能W1=P1t1=100 WX2X60 s=1.2X104J。
豆浆机加热时消耗的电能W2=P2t2=605 WX8X60 s=2. 904X105 J。
豆浆机正常工作打一次豆浆,电流所做的功W= W1+W2=1.2X104J十2.904X105 J=3.024X105J;
(3)豆浆机正常工作3min消耗的电能
豆浆机的实际功率
所以实际功率为
题型四:多挡电路中电热的计算
下表为某品牌电热器的铭牌,其内部电路如图所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关。闭合开关S,求:
额定电压 220V
额定功率 低温档 220W
高温档 880W
(1)通过R1的电流;
(2)高温档工作10min,R2消耗的电能;
(3)若只将高温档功率提升25%,请通过计算说明应更换哪一只电阻,更换后的阻值为多少?
【答案】(1)解:闭合开关S,断开开关S1,根据 ,此时为低温档,闭合开关S和S1,此时为高温档,无论是低温档还是高温档,加在电阻R1两端的电压相等,则通过R1的电流为
答:通过R1的电流为1A;
(2)解:高温档时,R1和R2并联,由于并联电路各支路独立工作,互不影响,则R2的功率为P1=P高-P低=880W-220W=660W
高温档工作10min,R2消耗的电能为W=P1t=660W×600s=3.96×105J
答:高温档工作10min,R2消耗的电能为3.96×105J;
(3)解:由题意知,电阻R1电阻不变,则R1的功率不变为220W,只将高温档功率提升25%,提升的功率为P2=(1+25%)P高=1.25×880W=1100W
则替换的电阻R2的功率为PR2=P2-P低=1100W-220W=880W
则替换的电阻R2的电阻为
答:若只将高温档功率提升25%,请通过计算说明应更换电阻R2,更换后的阻值为55Ω。
题型五:利用焦耳定律解释生活中的现象题型
小明在家用电热水器烧水时遇到这样的情况:刚把电热水器的插头插入插座中, 就听到“啪”的一声,家里的所有用电器都停止了工作。经检查保险丝烧断了。请你用所学的物理知识解释保险丝烧断的可能原因之一。
【答案】由题意可知,电路中发生了短路,此时电路中电阻很小,家庭电路的电压为220V,由欧姆定律可知,电路中电流很大;根据可知,通电时间和保险丝电阻一定时,通过电路的电流大,保险丝产生的热量多,其温度会急剧升高,达到保险丝的熔点,则保险丝熔断。
题型六:电热的利用
下列所示的家用电器中属于电热器的是( )
A.电暖气 B.洗衣机 C.电风扇 D.电视机
【答案】A
【解析】
A.电饭锅是将电能转化为内能的用电器,故A符合;
B.洗衣机是把电能主要转化为机械能,故B不符合;
C.电风扇是把电能主要转化为机械能,故C不符合;
D.电视机是将电能转化为光能和声能的用电器,故D不符合
故选A.
(
0
3
巩固提升
)
1.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3.通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.9∶4
【答案】A
【解析】由于两电阻丝串联,所以通过两电阻丝的电流相同,在相同通电时间内,根据公式Q=I2Rt,则产生的热量之比等于电阻之比2:3.
故答案为:A
2.甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A.甲的电阻小于乙的电阻
B.两电热杯均正常工作时,相同时间内消耗的电能一样多
C.若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为250W
D.若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲产生的热量较多
【答案】D
【解析】
A.两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI=
的变形式
可知,甲的功率较小 ,其电阻较大,A不符合题意;
B.两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等,由图知甲的额定功率较小,根据W=Pt可知,相同时间内甲消耗的电能较少,B不符合题意;
C.乙的电阻
将乙接入110V的电路中,它的实际功率
C不符合题意;
D.两电加热器串联后接在220V的电路中时通过它们的电流相等,甲的电阻大,由P=I2R可知,甲的实际功率较大,相同时间内甲产生的热量较多,D符合题意。
故答案为:D。
3.如图所示是研究焦耳定律实验装置中的部分电路.两瓶中的电阻丝是串联的,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝两端的电压U 甲、U 乙.以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙,以下关系式中正确的是 ( )
A.U甲= U 乙,Q甲= Q乙 B.U甲< U 乙,Q甲> Q乙
C.U甲< U 乙,Q甲< Q乙 D.U甲>U 乙,Q甲< Q
【答案】C
【解析】由于两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,由题意知: ,由U=IR知: ;由焦耳定律Q=I2Rt知: ;
故答案为:C。
4.额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中电热水壶中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示,关于电烤箱这三个用电器,下列判断正确的是( )
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电饭锅比电热水壶的功率大
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最小
D.在一个月内,电热水壶消耗的电能一定最多
【答案】C
【解析】
A.由焦耳定律 知道,正常工作时,用电器产生的热量多少和电功率及工作时间有关,因为无法知道电热水壶、电烤箱和电饭锅和工作时间,所以无法判断用电器产生的热量的多少,A不符合题意;
B.由图可知,工作相同时间时,电水壶消耗的电能最多,由 知道,电热水壶的额定功率最大,B不符合题意;
C.由图知道,工作时间相同时,电饭锅消耗的电能最少,由 知道,额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作时,电饭锅的电功率最小,由 知道,通过电饭锅的电流最小,C符合题意;
D.由W=Pt知道,用电器消耗电能的多少与用电器的电功率及工作时间有关,因为不知道用电器的工作时间,所以无法判断个用电器消耗电能的多少,D不符合题意。
故答案为:C。
5.小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看做导体)接在干电池正负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧。长度相同的锡箔纸较宽处与较窄处相比较,下列判断正确的是( )
A.较窄处电阻较小 B.较窄处电流较大
C.较窄处电压较大 D.较窄处电功率较小
【答案】C
【解析】
A.材料和长度相同时,导体越细,电阻越大,所以锡箔纸较窄处电阻较大,A不符合题意;
B.锡箔纸串联在电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过整个锡箔纸的电流相等,B不符合题意;
C.电流相等,由可知,锡箔纸较窄处电阻大,电压较大,C符合题意;
D.电流相等,由可知,锡箔纸较窄处电压大,电功率较大,D不符合题意。
故答案为:C。
6.如图甲是定值电阻R0和标有“6V 6W”的灯泡L的I﹣U图像。将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω。当只闭合开关S、S1滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为1W。则下列说法正确的是( )
A.R0=4Ω
B.灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量为900J
C.电源电压为9V
D.电路消耗的最大电功率为9.6W
【答案】D
【解析】
B.灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量
B不符合题意;
C.当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,灯泡L的实际功率为1W,由图甲可得,灯泡两端的电压
通过的电流
时符合,因串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律得,滑动变阻器两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
C不符合题意;
A.当S、S1、S2闭合且滑片位于左端时,R0与L并联,电路的总电阻最小,电路的总功率最大,
由图甲可知,当
时,通过的电流
由欧姆定律可得R0的阻值
A不符合题意;
D.因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,路消耗的最大电功率
D符合题意。
故答案为:D。
7.如图所示,定值电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,开关 S 闭合时,R1、R2 两端的电压分别是 U1、U2,通过的电流分别是 I1、I2,则 U1∶U2= ,I1∶I2= ,通电 10s 电流通过电阻产生的热量之比 Q1∶Q2= 。
【答案】1:1;2:1;2:1
【解析】根据图片可知,定值电阻R1与R2并联。
并联电路各支路两端电压相等,即U1:U2=1:1;
电流与电阻成反比,即:;
电 10s 电流通过电阻产生的热量之比 Q1∶Q2=U1I1t1:U2I2t2=I1:I2=2:1。
8.如图为一款养生壶的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两挡,电源电压为220V恒定不变,电阻丝R1、R2的阻值分别为44Ω、440Ω。当养生壶在“保温”挡工作,电路5分钟消耗的电能为 J。
【答案】3×104
【解析】根据电路图,电阻串联时功率较低,是保温档,根据电压、电阻和时间,计算消耗的电能为;
9.小明在探究“比较水和煤油的吸热能力”的实验时,利用两根完全相同的电阻丝作为发热体给质量相同的两种液体加热,为了节省时间,他将两根电阻丝并联接入电路,用一个开关控制同时通电或断电,请在图中用笔画线代替导线连接完整的电路,使电路满足要求。
【答案】解:如图所示:
【解析】解:由题意可知,两根电阻丝并联,开关位于干路,如下图所示:
10.如图是“探究电流通过导体时产生热量”的实验,中,之两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阳值在图中已标出)。U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象。
(1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较导体所产生热量的多少;
(2)用甲装置进行实验时,一段时间后, 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多;
(3)乙装置中是探究电流产生的热量跟 的关系,若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内,一段时间后, 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
【答案】(1)液面高度差
(2)右
(3)电流;左
【解析】
探究电流通过导体产生热量的实验中,
(1)实验中,根据导体加热密闭盒中的空气,空气受热膨胀,通过观察U形管中液面高度差的变化,来比较导体产生热量的多少;
(2)用甲装置进行实验时,由于电流和通电时间相同,右侧电阻大,一段时间后,右侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多;
(3)乙装置中电阻相同,通过导体的电流不同,探究电流产生的热量跟电流的关系,若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内,左右容器中的电流和时间相同,右侧电阻并联,总电阻小于左侧电阻,一段时间后,电阻越大,产生的热量越多,左侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
11.如图甲所示是具有高温、低温两挡的电热饭盒,高温挡电功率为242W,简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻,且R2的阻值是R1的4倍。求:
(1)R1和R2的阻值各是多少?
(2)低温挡工作时的实际功率是多少?
(3)高温挡加热10min,不计热量损失,可以将1kg饭菜升高的温度是多少?[饭菜的比热容取3×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)解:由图示知,开关S与1触点接触时,两个电阻串联在电路中,电路中的总电阻较大,据 知,电功率较小,为低温挡;开关S与2触点接触时,电路中只有R1工作,电路中的电阻较小,据 知,电功率较大,为高温挡。所以电阻R1的阻值
R2的阻值R2= 4R1 =4×200Ω=800Ω
答:R1和R2的阻值分别是200Ω和800Ω。
(2)解:低温挡工作时,实际功率
答:低温挡工作时的实际功率是48.4W;
(3)解:高温挡加热10min,消耗的电能W电 = P高温t =242W×10×60s= 1.452×105 J
不计热量损失,饭菜吸收的热量Q吸 = W电 = 1.452×105 J
饭菜升高的温度
答:可以将1kg饭菜升高温度是48.4℃。
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第4节 焦耳定律
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01
新课知识解析
)
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知识点
一
:
电流的热效应
)
1.电流的热效应
由于导体有电阻,所以当有电流通过导体时,导体总是会发热,将电能转化为内能,这种现象叫做电流的 .
2.电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关
电流通过导体产生的热量跟导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关,导体的电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间 .产生的热量就 ..
(
知识点二:
焦耳定律
)
1. 焦耳定律
内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.
计算公式: .(普遍适用)
公式中,Q表示热量,单位是 .;I表示电流,单位是 .;R 表示电阻单位是 .;t表示时间单位是 ..
2焦耳定律公式的理论推导
焦耳定律可通过理论推导得出,假设当电流通过导体时,电能全部转化为内能,则有电流产生的热量(Q)= 电流所做的功( W),结合欧姆定律可得Q=W=UIt=IR·It=.可见,当消耗的电能全部用来产生热量时,根据电功公式和欧姆定律推导出来的电流发热规律与焦耳通过实验得出的焦耳定律是 .的.
3.理解和应用焦耳定律应注意的几个问题
(1)焦耳定律 是由实验总结出来的只要有电流通过导体,都可以用它来计算导体所产生的热量.
(2)公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的.
(3)运用公式时,各物理量要转换成国际单位制单位后再代入公式计算
(
知识点
三
:
电热的利用和防止
)
1.电热的利用
电热器是利用电流的热效应来工作的设备.电热器的主要工作部分是发热体,发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的.
2.电热的防止
在很多情况下,我们并不希望用电器的温度过高.像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时,将电能转化为其他形式能的过程中,总有一部分电能转化为内能,过多的电热如果不能及时散发,会产生安全隐患.因此,许多用电器采用散热孔、散热片或在发热体部位安装电风扇等方式进行散热。
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0
2
题型专场
)
题型一:探究电流产生的热量与哪些因素有关
如图所示是“探究电流通过导体时产生热量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,下列说法不正确的是( )
A.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
B.用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”
C.图乙实验通电一段时间后,左侧容器中电阻产生的热量更多
D.通电后,透明容器中电阻丝内能增大和空气内能增大的方式是相同的
题型二:简单电路中电功、电热的计算
如图所示,电源电压保持3V不变,电阻R1=10Ω、R2=20Ω。闭合开关S,则电路总电阻是 Ω,若通电100s,电流通过电阻R1产生的热量为 J。
题型三:含电动机电路中电功、电热的综合题型
小明和妈妈一起去商场选购了一款全自动豆浆机,豆浆机的主要结构如图甲,电路原理图可等效成图乙,其铭牌如图丙.豆浆机正常工作做一次豆浆的过程:通电后粉碎打浆,加热,再次粉碎打浆,加热.请你帮小明解决下列问题:
(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少?
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,电流做功多少焦?
(3)小明想了解家里电路的实际电压,于是将家里的其他用电器都关闭,他观察到豆浆机的电热丝工作时,家里标有“”字样的电能表转盘在内转了转,则他家电路的实际电压是多少?不考虑温度对电阻的影响
题型四:多挡电路中电热的计算
下表为某品牌电热器的铭牌,其内部电路如图所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关。闭合开关S,求:
额定电压 220V
额定功率 低温档 220W
高温档 880W
(1)通过R1的电流;
(2)高温档工作10min,R2消耗的电能;
(3)若只将高温档功率提升25%,请通过计算说明应更换哪一只电阻,更换后的阻值为多少?
题型五:利用焦耳定律解释生活中的现象题型
小明在家用电热水器烧水时遇到这样的情况:刚把电热水器的插头插入插座中, 就听到“啪”的一声,家里的所有用电器都停止了工作。经检查保险丝烧断了。请你用所学的物理知识解释保险丝烧断的可能原因之一。
题型六:电热的利用
下列所示的家用电器中属于电热器的是( )
A.电暖气 B.洗衣机 C.电风扇 D.电视机
(
0
3
巩固提升
)
1.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3.通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.9∶4
2.甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A.甲的电阻小于乙的电阻
B.两电热杯均正常工作时,相同时间内消耗的电能一样多
C.若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为250W
D.若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲产生的热量较多
3.如图所示是研究焦耳定律实验装置中的部分电路.两瓶中的电阻丝是串联的,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝两端的电压U 甲、U 乙.以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙,以下关系式中正确的是 ( )
A.U甲= U 乙,Q甲= Q乙 B.U甲< U 乙,Q甲> Q乙
C.U甲< U 乙,Q甲< Q乙 D.U甲>U 乙,Q甲< Q
4.额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中电热水壶中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示,关于电烤箱这三个用电器,下列判断正确的是( )
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电饭锅比电热水壶的功率大
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最小
D.在一个月内,电热水壶消耗的电能一定最多
5.小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看做导体)接在干电池正负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧。长度相同的锡箔纸较宽处与较窄处相比较,下列判断正确的是( )
A.较窄处电阻较小 B.较窄处电流较大
C.较窄处电压较大 D.较窄处电功率较小
6.如图甲是定值电阻R0和标有“6V 6W”的灯泡L的I﹣U图像。将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω。当只闭合开关S、S1滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为1W。则下列说法正确的是( )
A.R0=4Ω
B.灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量为900J
C.电源电压为9V
D.电路消耗的最大电功率为9.6W
7.如图所示,定值电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,开关 S 闭合时,R1、R2 两端的电压分别是 U1、U2,通过的电流分别是 I1、I2,则 U1∶U2= ,I1∶I2= ,通电 10s 电流通过电阻产生的热量之比 Q1∶Q2= 。
8.如图为一款养生壶的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两挡,电源电压为220V恒定不变,电阻丝R1、R2的阻值分别为44Ω、440Ω。当养生壶在“保温”挡工作,电路5分钟消耗的电能为 J。
9.小明在探究“比较水和煤油的吸热能力”的实验时,利用两根完全相同的电阻丝作为发热体给质量相同的两种液体加热,为了节省时间,他将两根电阻丝并联接入电路,用一个开关控制同时通电或断电,请在图中用笔画线代替导线连接完整的电路,使电路满足要求。
10.如图是“探究电流通过导体时产生热量”的实验,中,之两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阳值在图中已标出)。U形管中装有等量的液体,接通电源,观察现象。
(1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较导体所产生热量的多少;
(2)用甲装置进行实验时,一段时间后, 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多;
(3)乙装置中是探究电流产生的热量跟 的关系,若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内,一段时间后, 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
11.如图甲所示是具有高温、低温两挡的电热饭盒,高温挡电功率为242W,简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻,且R2的阻值是R1的4倍。求:
(1)R1和R2的阻值各是多少?
(2)低温挡工作时的实际功率是多少?
(3)高温挡加热10min,不计热量损失,可以将1kg饭菜升高的温度是多少?[饭菜的比热容取3×103J/(kg·℃)]
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