专项练习十二 焦耳定律
(时间:40分钟 满分:60分)
一、选择题(每题5分,共30分)
1. 下列用电器均标有“220 V 100 W”,在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是( )
A.电热水袋 B.电视机
C.电风扇 D.白炽灯
2.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
3.下列情况中不属于防止电热危害的是( )
A.电视机的后盖有许多孔
B.电脑机箱内有小风扇
C.电动机外壳有许多散热片
D.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次,目的是利用电热来驱潮
4.在“探究影响电流热效应的因素”实验中,可通过观察玻璃管中煤油柱的高度变化来比较电阻丝产生热量的多少(如图)。以下研究中所采用方法与此相同的是( )
A.用水流类比电流来建立电流的概念
B.探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变
C.用图象描述电流与电压的关系
D.根据小磁针的偏转情况判定电流周围是否存在磁场
5.把两根完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上,它们在时间 t内产生的热量为Q ;若把它们并联起来接在同一电源上,在相同的时间内产生的热量为 Q ,则Q :Q 为( )
A.2:1 B.1: 2 C.4: 1 D.1:4
6.如图所示,在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水,现将阻值为 R 、R 的电阻丝 分别按图中的四种方式连接放入水槽,并接入相同电源。通电相同时间后,水温最高的是( )
二、填空题(每空1分,共9分)
7.两个相同的锥形瓶中装有等量的煤油,内插两支相同的温度计。闭合电源开关一段时间后,乙温度计的示数如图所示,此时乙的示数为 ℃,这个实验的目的是探究电热与 的关系。
8.热熔胶在室温下为固体,加热变为较强粘性的液体,冷却后,将物体牢牢地粘在一起。如图是热熔胶枪的外形,在枪嘴内有电热丝。电热丝的电阻是1 000 Ω,通过的电流是0.2 A时,1 min产生的热量是 J。
9.小明在网上看到一个户外爱好者的取火“神器”,如图所示,将口香糖的锡纸剥下来,剪成中间窄、两端宽的形状,将锡纸两端搭在电池的正负极,由于被短路,电流较 ,电流具有 效应,过一会儿,锡纸中间部分燃烧起来。请你解释为什么锡纸在中间狭窄的地方开始燃烧: 。
10.某电饭锅内有 R =44 Ω、R=2 156 Ω的两根电热丝,将它们接入电路。如图,当S分别置于“1”挡和“2”挡时, 挡是保温状态,当S接“2”挡时,电路中的电流大小是 ,通电 100s电路产生的热量是 J。
三、实验探究题(15分)
11.(5 分)用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。
(1)实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少。
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、乙两瓶中要装入 、 相同的同种液体。
(3)实验结论是 。
(4)该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与 的关系。
12.(10分)根据下列两个实验,回答相关问题:
(1)电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程。一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。小明同学为了“探究影响电流做功的因素”,设计了如图 1 所示的实验,通过此实验可以较形象地比较出电流做功的多少,该实验是通过观察 比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中是把电能转化为 能;将滑动变阻器的滑片向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,相同时间内物体被吊起的高度也变大了,这说明
(2)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生,小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图2所示的实验装置,其中a、b、c、d 四个相同的容器密闭着等量空气并与 U 形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
在实验过程中,通过观察 U 形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;图2 甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;图2乙所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,综合分析图2甲、乙两装置的实验现象,可以得出的结论是 。
四、计算题(6分)
13.如图所示为某电热饮水机电路原理图,当开关S闭合时,饮水机处于加热状态,当S断开时,处于保温状态,从其说明书上收集到的信息如表所示,为了测量它加热时的实际功率,小明断开家中其他所有电器,只将该饮水机接入家庭电路,闭合开关S,测得水箱装满时水从 20℃升高到100℃所用时间为 15 min,同时观察到家中标有“3 000 r/(kW·h)”字样的电能表转盘转过600转(r)。
热水箱容量 2 L
额定电压 220 V
加热时的额定功率 880 W
根据以上信息,求:
(1)加热电阻 R 的阻值(不考虑温度对阻值的影响)。
(2)水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量
(3)饮水机加热时的实际功率。