18.4焦耳定律 同步练习
一、单选题
1.当温度降低到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种现象叫超导.常温下超导体的应用有着十分诱人的前景.下面的几个电路元件可用超导体制作的是( )
A.变阻器的电阻丝 B.输电导线
C.电炉的电热丝 D.白炽灯泡的灯丝
2.最早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( )
A.牛顿 B.欧姆 C.焦耳 D.安培
3.在图甲所示的电路中,电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中,定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值为 20Ω
B.滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
C.电路的最大功率为4.5W
D.当滑片P移到中点时,通过R1的电流10s产生热量为18J
4.电炉中的电阻丝通电一段时间后热得发红,而连接电炉的导线却不怎么热,原因是( )
A.电阻丝容易导电,铜导线不容易导电
B.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
C.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线上产生的热量较少
D.制成电阻丝的材料能发热,制成导线的材料不能发热
5.在确保安全的情况下,课堂上物理老师用一节干电池将口香糖的包装纸点燃,如图所示。观察发现,包装纸中间剪得较细,燃烧从最细处开始。燃烧形成的原因分析不正确的是( )
A.电池与包装纸形成了通路 B.包装纸内有较大电流通过
C.中间较细处电阻最小 D.接通后电能转化成内能
6.把两根阻值相同的电热丝串联接入电路,烧开一壶水所用时间为t0,若将这两根电热丝并联接入同一电路,则烧开同一壶水所需的时间为(不计热量损失)( )
A.t0 B. t0 C.t0 D.2 t0
7.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示.现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端,下列分析正确的是( )
A.甲的电阻为10Ω
B.甲中的电流小于乙中的电流
C.相同时间内乙产生的热量多
D.乙消耗的电功率为0.9 W
8.如图所示的用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电视机
B.电暖气
C.电风扇
D.计算器
9.下列事例中主要目的是将电能转化为内能的是( )
A.给手机充电 B.用电饭锅煮饭
C.用电风扇吹风 D.摩擦起电
10.探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验装置如图所示。通电前甲乙两个U形管内的液面相平,通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲U形管两侧液面高度差比乙的大
B.甲U形管两侧液面高度差比乙的小
C.甲U形管两侧液面高度差和乙的一样大
D.条件不足,无法确定
二、填空题
11.如图为小灯泡L与定值电阻R的I﹣U图像。电源电压为6V,将小灯泡L与定值电阻R串联在该电源下,小灯泡的电功率为P1;将两者并联接在该电源下,小灯泡的电功率为P2;则两种连接情况下小灯泡分别工作1min,产生的热量之差为 J。
12.某电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,,,S为旋转式开关。当旋转触片接触到触点1和2时,电熨斗为 挡位。当电熨斗处于高温挡位时,通电1min,电熨斗产生的热量为 J。
13.电水壶烧水时把电能转化为水的 能,利用的是电流的 效应;当水沸腾时,水继续吸热,温度 。
14.电炉中的电热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,主要是因为导线与电热丝的 (选填“电流”或“电阻”)不同。
15.如图是一款USB迷你型小风扇,说明书上标有“”字样,电动机线圈阻值为。则小风扇正常工作消耗的电能是 ,电动机线圈产生的热量为 。
16.如图是“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.实验关键条件是:两个透明容器中密封空气的量 。U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故,图甲是研究电流通过导体产生热量跟 大小的关系,图乙是研究相同电阻通过不同 产生热量的情况。
17.如图所示是小明家新购买的电热水壶,他发现水壶上有铭牌如表所示请你通过计算回答下列问题:
型号 SYL-520
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 1210W
(1)电热水壶一定要使用三孔插座,其金属外壳一定要与 相连;
(2)该电水壶正常工作时的电流为多大?( )
(3)电热水壶正常工作10min消耗的电能是多少焦?( )
(4)按国家标准,电热水壶电源线不得长于75cm.从用电安全角度考虑,电热水壶的电源线不能过长,横截面积不能过小,请用所学的物理知识进行解释。
18.汗脚穿鞋易产生臭味,周围的人也闻到臭气,这是 现象,小明购买了如图所示的干鞋器,其电阻为 2200Ω,正常工作电流为 0.1A.把干鞋器放入鞋内,通电后就可以起干燥杀菌除臭的作用,这是利用电流的 工作的.它正常工作 100s 产生 J 的热量.
19.在野外没有带火柴和打火机,可以用干电池和口香糖纸取火。取宽约2cm的口香糖锡箔纸条,在其中部剪窄约为23mm,如图所示;让锡箔纸条一端放在干电池正极,另一端放在干电池负极,用食指和拇指分别用力压住,使干电池短路,很快就会看到锡箔纸条窄处燃烧起来,这是利用了电流的 效应。如图所示。这是因为短路时锡箔纸条中 很大,锡箔纸条中部剪窄后与没剪时相比电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),所以短时间内锡箔纸窄处会产生较多电热。
20.一台电动机的额定电压是220V,其线圈的电阻是1Ω。正常工作时,通过的电流为5A,则电动机产生的机械能的功率为 W。
三、综合题
21.一台热水器,内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝。R1=88Ω,R2=22Ω。
(1)当闭合开关S1,并将S2拨至位置a时,热水器处于 挡(选填“低温挡”、“中温挡”或“高温挡”);
(2)求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量;
(3)求中温挡正常工作时热水器的功率。
22.如图是某手机充电示意图及简化电路图。下表是充电过程中某些时段相关数据
充电时间 A阶段0—5min B阶段5min-10min …… D阶段80min—85min
数据线两端电压U/V 5.0 4.5 …… 5.0
流经数据线的电流I/A 4.4 4.0 ……
数据线和手机的总功率P/W 22.0 18.0 …… 2.5
(1) 求0---10min数据线和手机消耗的总电能。
(2) 求D阶段流经数据线的电流。
(3) 充电过程数据线阻值可认为不变,分析数据线在A、D哪段时间产生的热量多。
(4) 智能手机的“近场通讯”、“蓝牙”功能分别使用、这两个波段的电磁波进行通讯。
近场通讯、蓝牙使用的电磁波
① 都是无线电波
② 都能在真空传播
③ 真空中传播的速度一样大
④ 蓝牙的波长比近场通讯的大
上述哪些说法是正确的_____________________________(选填序号)
23.如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成,调电热丝R1的阻值可设定所需水温。取水时,闭合开关S并设定好水温,阀门打开,供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中(如下表)。7秒后,电热丝R1、R2将煮水箱中的水加热至100℃,此时,K1、K2打开,即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃。
设定水温/℃ 40 55 70 85 100
煮水箱中水的体积/毫升 10 20 30 40 50
冷水箱中水的体积/毫升 40 30 20 10 0
(1)即热饮水机是利用 的原理使水温升高的;
(2)若加热过程中的能量转化效率为90%,设定取水温度为40℃,则电路消耗的电能是多少 ?[c水=4.2×103J/(kg ℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
(3)若小明调整取水量为25毫升,即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中。同时将电路加热改为燃气加热,加热过程中的能量转化效率不变,当取水温度为85℃时,每次加热需要完全燃烧多少天然气 ?(q燃气=4×107J/kg)
参考答案:
1.B
2.C
3.B
4.C
5.C
6.C
7.D
8.B
9.B
10.B
11.168
12. 低温 90000
13. 内 热 不变
14.电阻
15. 180 1.5
16. 相等 电阻 电流
17. 地线 5.5A 7.26×105 J 略
18. 扩散 热效应 2200J
19. 热 电流 大
20.1075
21. 高温挡 1.32×105J 550W
22.(1)1.2×104J; (2)0.5A;(3)A段时间产生热量多;(4)①②③
23. 电流热效应 3500J 1.75×10-4kg