人教版物理选修1-1第一章第六节电流的热效应同步训练

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名称 人教版物理选修1-1第一章第六节电流的热效应同步训练
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版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2016-05-25 10:45:47

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人教版物理选修1-1第一章
第六节电流的热效应同步训练
一.选择题(共15小题)
1.下列说法正确的是(  )
A.电流通过导体的热功率与电流大小成正比
B.力对物体所做的功与力的作用时间成正比
C.电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比
D.弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比
答案:C
解析:
解答:解:A、由P=I2R可知,电流通过导体的热功率与电流的平方成正比;故A错误;
B、力做功W=FL,与力的作用时间无关;故B错误;
C、由C=Q/U可知,电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比;故C正确;
D、劲度系数由弹簧本身的性质决定,无伸长量无关;故D错误;
故选:C.
分析:明确热功率、功的公式、电容的定义及胡克定律公式的意义进行分析,明确各物理量的决定因素.
2.通过电脑的USB接口不仅可以在电脑和各种数码产品之间传递数据,也可以为数码产品供电.现通过电脑的USB接口给一个阻值为10Ω的电热鼠标垫供电,已知供电电流为0.5A,则此鼠标垫的发热功率是(  )
A.50W B.20W C.5W D.2.5W
答案:D
解析:
解答:解:电阻的发热功率为P=I2R=0.52×10W=2.5W,
故选:D
分析:根据发热功率P=I2R直接计算功率的大小
3.爱迪生发明的白炽灯,主要应用了(  )
A.电流的热效应 B.电流的磁效应 C.电磁感应现象 D.自感现象
答案:A
解析:
解答:解:白炽灯是利用电流热效应来工作的,所以A正确;
故选:A.
分析:电流流过熔点较高的钨丝时,钨丝发热,当钨丝达到一道温度时,钨丝发光,白炽灯利用了电流的热效应;
4.下列电器在工作时,主要利用电流热效应的是(  )
A.手机 B.电饭锅 C.电风扇 D.电视机
答案:B
解析:
解答:解:A、手机利用了电磁感应和电流的磁效应原理,不是利用电流的热效应,故A错误;
B、电饭锅工作时,电能转化为内能,利用了电流的热效应,故B正确;
CD、电视机、电风扇工作时,主要是电能转化为机械能.故CD错误;
故选:B
分析:电流流过导体时,导体要发热,这种现象是电流的热效应.
发生电流的热效应时,电能转化为内能.
5.电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.这个关系最初是(  )用实验直接得到的.
A.库仑 B.安培 C.欧姆 D.焦耳
答案:D
解析:
解答:解:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比,即:
Q=I2Rt
这个规律最初是由焦耳通过实验总结的;
故选:D
分析:电流有热效应、磁效应和化学效应,其中焦耳定律描述热效应.
6.当外电路的电阻分别为8Ω和2Ω时,单位时间内在外电路上产生的热量正好相等,则该电源的内电阻是(  )
A.1Ω B.2Ω C.4Ω D.6Ω
答案:C
解析:
解答:解:当外电路电阻分为8Ω时,根据闭合电路欧姆定律得:
I1=…①
当外电路电阻分为2Ω时,根据闭合电路欧姆定律得:
I2= ②
根据单位时间在外电路放出的热量正好相等得:
I12R1=I22R2…③
由①②③解得:
r=4Ω
故选:C
分析:当外电路电阻分别为8Ω和2Ω时,根据闭合电路欧姆定律列式,根据单位时间在外电路放出的热量正好相等列式,联立方程即可求解.
7.有三个用电器,分别为电风扇、白炽灯和电热毯,它们的额定电压和额定功率均为“220V,60W”.现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的焦耳热(  )
A.电风扇最少 B.白炽灯最少 C.电热毯最少 D.三者相同
答案:A
解析:
解答:解:电风扇,白炽灯和电热毯的额定电压、额定功率相同,相同时间内消耗的电能相等,而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能,白炽灯和电热毯消耗的电能全部转化为内能,所以产生的热量电风扇最少.故A正确,BCD错误.
故选:A.
分析:电烙铁是纯电阻电路,电能全部转化为内能,而电风扇、日光灯消耗的电能没有全部转化为内能.根据能量转化,分析三种用电器产生的热量大小.
8.下列计算热量的公式中,哪一个是焦耳定律的普遍适用公式(  )
A.Q=Uit B. C.Q=I2Rt D.上面三个都是
答案:C
解析:
解答:解:根据焦耳定律的内容知Q=I2Rt,只有在纯电阻电路中,欧姆定律才适用,热量的公式才可以变形为为Q=IUt,.所以最普遍适用的公式为Q=I2Rt.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
分析:焦耳定律的内容是产生的热量与电流的平方、电阻的大小、通电的时间成正比
9.电解硫酸铜溶液的装置示意图,图中电压表示数为U,电流表的示数为I,通电时间为t,下面的说法正确的有(  )
A.It是这段时间内流到铜板上的阳离子所带的总电量
B.UIt是这段时间内所产生的总焦耳热
C.UIt是这段过程中该电路消耗的部分电能
D.UI是电能转化成化学能的功率
答案:A
解析:
解答:解:A、硫酸铜溶液导电时是正负离子同时做定向移动,到达铜板的只有阳离子铜,由电流的定义知Q=It,t时间内流到铜板上的阳离子所带的总电量为It.故A正确;
B、这段过程中该电路电流做的功是UIt,这也是电路消耗的总电能,不是焦耳热;故B错误,C不正确;
D、UI是总功率,其大小还包含热功率;故大于转化为化学能的功率;故D错误;
答案:AC
分析:根据电流的形成可得出总电量;由功的公式可求得总电能;明确总电能和焦耳热的区别.
10.两个电阻串联在同一电路中,通过它们的电流是相等的,根据焦耳定律表达式:Q=I2Rt,可知(  )
A.电阻小的发热多 B.电阻大的发热多
C.一样多 D.无法比较
答案:B
解析:
解答:解:串联电路中电流相等,则由Q=I2Rt可知,电阻小的发热少;电阻大的发热量多;
故选:B.
分析:由串联电路的特点,利用焦耳定律公式可得出发热量的大小关系.
11.如图,在研究电流热效应的实验中,为了比较在相同时间、相同电流的情况下发热量与电阻的关系,则(  )
A.实验时A、B两条电阻丝的电阻取相同值
B.实验时A、B两条电阻丝应并联
C.温度计温度升高多的产生热量多
D.最后得出产生热量跟电阻成反比
答案:C
解析:
解答:解:本题要研究的时相同时间、相同电流下的电热量与电阻的关系,故应将两电阻串联使电流相同;为了研究与电阻的关系,两条电阻丝应取不同值;
煤油升高的温度与吸收的热量有关;故温度计温度升高多的产生的热量多;最后产生的热量跟电阻成正比;故C正确,ABD错误;
故选:C.
分析:由焦耳定律可知,电流的发热量与电流的平方、电阻及时间成正比;在研究电流的热效应时,要注意控制变量.
12.下列用电器正常工作时,在相同的时间内产生热量最多的是(  )
A.“220V,60W”的电风扇 B.“220V,60W”日光灯
C.“220V,60W”的电热器 D.一样多
答案:C
解析:
解答:解:电风扇把电能转化为机械能和内能,日光灯把电能转化为内能和光能,电烙铁把电能转化为内能.而三种用电器消耗的电能相等,所以电热器产生的热量最多.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
分析:三种用电器在相等时间内消耗的电能相等,根据电风扇、白炽灯、电烙铁中的能量转化分析.
13.如图关于电饭锅的说法错误的是(  )
A.电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
B.感温铁氧体在常温下具有磁性,温度超过“居里点”将失去磁性
C.用电饭锅烧水时,水开能自动断电(常压下)
D.用电饭锅煮饭时,若温控开关断电后,它不能自动复位
答案:C
解析:
解答:解:A、电饭锅应用了温度传感器,它的主要元件感温铁氧体,故A正确;
B、在常温下具有铁磁性,但温度升高到103℃时便失去了铁磁性,不能被磁铁吸引.这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”,故B正确;
C、水的沸点为100°C,由B可知不能自动断电,故C错误;
D、用电饭锅煮饭时,若温控开关断电后,它不能自动复位,故D正确;
因选不正确的,故选:C
分析:电饭锅应用了温度传感器,它的主要元件感温铁氧体,特点:在常温下具有铁磁性,但温度升高到103℃时便失去了铁磁性,不能被磁铁吸引.这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”.
14.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,现将它们串联到电路中,电动机和电炉都能正常工作的情况下,在相同时间内不正确(  )
A.电炉放热与电动机放热相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
答案:C
解析:
解答:解:A、电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用.根据焦耳定律Q=I2rt,得,电炉和电动机的电阻相同,电流相同,则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等.故A正确.
B、设电流为I,则电炉两端电压U炉=Ir,电动机两端电压U机>Ir,所以U机>U炉.即电动机两端电压大于电炉两端电压.故B正确,C错误;
D、电动机消耗的电能一部分转化为内能,另一部分转化为机械能,电炉消耗的电能全部转化为内能,而相等时间内它们产生的热量相等,则在相同的时间内,电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能,故D正确;
故选:C.
分析:对于电炉电路和电动机电路,焦耳定律都适用,欧姆定律适用于电炉,不适用于电动机;根据欧姆定律研究电炉两端的电压;电动机两端的电压大于电流与电阻的乘积.
15.在阴雨天气,由于阳光不足,热水器中的水温达不到所需要的温度,若在热水器内设计安装利用电阻丝辅助加热装置,如图所示,如要在最短的时间内将水加热到预期的温度,应将选择开关置于哪一个档位(  )
A.“0”档 B.“1”档 C.“2”档 D.“3”档
答案:B
解析:
解答:解:根据焦耳定律,有:Q=I2Rt
根据欧姆定律,有:I=U/R
故在电压一定的情况下,电阻越小,发热功率越大,产生相同的内能需要的时间越短;
故选:B.
分析:焦耳定律的内容是: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,跟通电的时间成正比.对于纯电阻电路,在电压相等的条件下,电阻越小,电流越大,热功率越大.
二.填空题(共5小题)
16.电热水壶是利用了电流的   (选填“磁效应”或“热效应”).相同温度下,两根同种材料、相同长度的电阻丝,横截面积大的电阻   (选填“大”或“小”).
答案:热效应;小
解析:
解答:解:电热水壶是利用了电流通过电阻丝而发热,是利用了电流的热效应;
有电阻定律:R=可知,相同温度下,两根同种材料、相同长度的电阻丝,横截面积大的电阻小.
故答案为:热效应;小.
分析:由电热水壶的工作原理可知其利用的是电流加热;
有电阻定律R=可比较电阻的大小
17.通过电阻R的电流为I时,在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为2I,则在 t 时间内产生的热量为   .
答案:8Q
解析:
解答:解:通过电阻R的电流为I时,t时间内产生的热量为Q,根据焦耳定律,有:Q=I2Rt
若只有电阻变为2R,电流为2I,则根据焦耳定律公式Q=(2I)22Rt,在t时间内产生的热量为8Q,故答案为:8Q.
分析:通过电阻R的电流为I,根据焦耳定律得出在时间t内产生的热量Q=I2Rt
18.电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.这个关系最初是    用实验直接得到的;该定律的表达式是   .
答案:焦尔,Q=I2Rt
解析:
解答:解:焦耳定律是焦耳用实验直接得到的,该定律的表达式是 Q=I2Rt.
故答案为:焦尔,Q=I2Rt
分析:本题考查焦耳定律的基本内容,根据焦耳定律作答即可.
19.测得某导体的电阻是10Ω,导体中的电流是0.2A,则60s内通过导体的电量是   C,电流产生的热量是   J.
答案:12、24
解析:
解答:解:根据I=知
q=It=0.2×60C=12C
根据焦耳定律Q=I2Rt
知产生的热量Q=0.22×10×60J=24J
故答案为:12、24
分析:根据电流定义和焦耳定律解答.
20.一电炉子的电阻R=2000Ω,通过的电流I=5A,通电10min产热Q=   J.
答案:3×107
解析:
解答:解:产生的热为
Q=I2Rt=52×2000×600J=3×107J
故答案为:3×107
分析:已知电阻、通电时间、电流,由焦耳定律可以求出电流产生的热量.
三.解答题(共5小题)
21.某导体的电阻为10欧姆,电流为2A,求:
(1)5分钟内通过导体的电荷量;
(2)5分钟内导体产生的热量.
答案:(1)5分钟内通过导体的电荷量600C;
(2)5分钟内导体产生的热量1.2×104J
解析:
解答:解:(1)据电流的定义式可知:Q=It=2×5×60C=600C
(2)据焦耳定律得:Q=I2Rt=22×10×5×60J=1.2×104J
答:(1)5分钟内通过导体的电荷量600C;
(2)5分钟内导体产生的热量1.2×104J.
分析:据电流的定义式即可求解通过的电量;据焦耳定律即可求解产生的热量.
22.某一段导体,在5s内通过横截面的电荷量为Q=20C,则通过该导线的电流强度是多少安培,若该导体的电阻为2Ω,则它5s内产生的热量为多少焦耳?
答案:通过该导线的电流强度是4安培,若该导体的电阻为2Ω,则它5S内产生的热量为160焦耳.
解析:
解答:解:由题得:通过导线的电流强度 I==4A
5S内电阻产生的热量 Q热=I2Rt=42×2×5J=160J
答:通过该导线的电流强度是4安培,若该导体的电阻为2Ω,则它5S内产生的热量为160焦耳.
分析:已知时间和该时间内通过横截面的电荷量,由电流的定义式I=求解电流强度的大小.根据焦耳定律求解热量.
23.某电热器电阻丝的电阻是2欧,当1安的电流通过时,1分钟产生的热量是多少焦?
答案:l分钟产生的热量是120焦.
解析:
解答:解:某电热丝的电阻R=2Ω,通过的电流I=1A,通电时间t=60s,产生的热量是:
Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×60s=120J.
答:l分钟产生的热量是120焦.
分析:电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关,其计算公式为:Q=I2Rt.
24.已知电流的热效应焦耳定律的公式Q=I2RT,并计算通过的电流为2安培,电阻为1000欧通电时间10秒产生的电热.
答案:产生的电热为4×104J.
解析:
解答:电流的热效应焦耳定律的公式:Q=I2Rt;
电流为2安电阻为1000欧通电时间10秒产生的电热:
Q=I2Rt=22×1000×10=4×104J
答:产生的电热为4×104J.
分析:焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成比,跟通电时间成正比.直接代入公式Q=I2RT列式求解即可.
25.一个“220V,40W”的白炽灯正常工作1小时所产生的热量是多少?电阻为多少?
答案:白炽灯正常工作1小时所产生的热量是1.44×105J,电阻为1210Ω
解析:
解答:解:白炽灯正常工作1小时所产生的热量:
Q=Pt=40W×3600s=1.44×105J
根据P=,有:R==1210Ω
答:白炽灯正常工作1小时所产生的热量是1.44×105J,电阻为1210Ω.
分析:已知额定功率和额定电压,根据W=Pt求解电功,根据P=求解电阻R.
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