14.5焦耳定律 课时作业（解析版）

课时提升作业
焦耳定律
(30分钟　40分)
一、选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
1.某电炉丝电阻为100Ω,通电10
s产生热量4×103J,则通过电炉丝的电流是(　　)
A.2
A　　　
B.4
A　　　
C.20
A　　　
D.40
A
【解析】选A。本题考查焦耳定律的应用。因为Q=I2Rt,所以电流I===2
A。故选A。
2.下列用来防止电热危害的是(　　)
A.取暖用的电热器　　　　　
B.电热水壶的金属外壳
C.电熨斗的金属外壳
D.电视机上的散热孔
【解析】选D。本题主要考查电热的防止。取暖用的电热器是利用电热的装置,不是防止电热危害的,故A错误;电热水壶的金属外壳一方面能耐高温,另一方面导热性能好,不是用来防止电热危害的装置,故B错误;电熨斗的金属外壳是利用了金属具有良好的导热能力,不是用来防止电热危害的,故C错误;电流通过电视机时产生的热量是有害的,电视机的散热孔是用来散热的,故D正确。故选D。
3.电熨斗通电一段时间后变得很烫,而连接电熨斗的导线却不怎么热,这主要是因为(　　)
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电熨斗快
C.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
D.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
【解析】选C。本题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握。电热丝跟铜导线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,因为Q=I2Rt,R电热丝>R导线,所以产生的热量：Q电热丝>Q导线,即相同时间内导线产生的热量小于电热丝产生的热量,而与散热快慢、隔热效果无关,故C正确,A、B、D错误。故选C。
4.如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220
V,60
W”的字样,它们都在额定电压下,工作相同的时间,三个用电器产生的热量是(　　)
A.电视机最多
B.电烙铁最多
C.电风扇最多
D.一样多
【解析】选B。本题考查热量的有关问题。三个电器功率一样,即它们相同时间内消耗的电能一样;电视机主要是把电能转化为声能和光能,电风扇主要是把电能转化为机械能,只有电烙铁将电能全部转化为热量。故选B。
二、填空题(本大题共2小题,每空2分,共10分)
5.某电饭锅内有R0=44Ω、R=2
156Ω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100
s电路产生的热量是____________J。
【解析】本题主要考查电热器挡位及电热的计算。电源电压220
V保持不变,当开关接1时,两电阻串联,电路电阻很大,根据欧姆定律可知,电流很小,根据P=UI,可知电路功率较小,为保温状态;当开关接2时,电阻R被短路,且R0的阻值较小,则电路中电流较大,实际功率较大,为加热状态;当接2时,根据欧姆定律可以计算电路中电流的大小I===5
A,根据电热公式可以计算电路中产生的热量Q=I2Rt=(5
A)2×44Ω×100
s=1.1×105J。
答案：1　5
A　1.1×105
6.如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻关系”的实验装置。铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻,铜丝和镍铬合金丝串联浸在相同质量和相同初温的煤油中,每一烧瓶里各插入一支温度计,通电一定时间后,可以看到______(选填“A”或“B”)瓶中煤油温度升得高,这表明在相同时间内,电流相同的情况下,电阻越________,电流通过导体时产生的热量越多。
【解析】本题考查电热的影响因素实验。两电阻串联,电流和通电时间相同,电阻大的产生热量多,因此温度升高得高,因为镍铬合金丝电阻大,因此产生热量多。
答案：B　大
三、实验探究题(14分)
7.(电流通过导体时导体会发热,这种现象叫作电流的热效应。常见的白炽灯就是利用这一原理工作的。图甲所示为小丽、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景。
(1)图甲中,小军发表的观点应用到的物理知识是______________________。
根据小梅同学的猜想,他们讨论形成了一个问题：电流一定时,导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系
于是,小丽和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同(带有密封塞)的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬合金丝等器材,并组装出图乙所示的实验装置。
(2)在小丽和小梅的实验装置中,是通过__________________________来反映电流在一定时间内产生热量的多少的。
(3)小军看了小丽和小梅的实验装置后认为,用温度计代替两端开口的细玻璃管,实验效果会更好。于是,他们拆除了密封塞和玻璃管,将合适的温度计悬挂在适当的位置,然后开始实验。在上述改进中,他们遗漏的一个重要操作是________
_____________________________________________________________。
【解析】本题考查电热综合实验。(1)图甲中,小军发表的观点应用到的物理知识是影响电阻大小的因素。(2)在小丽和小梅的实验装置中,电流在一定时间内产生热量的多少是通过玻璃管中液柱上升的高度来反映的。(3)使用温度计比使用玻璃管效果更好,但是实验始终没有说明两个烧瓶中应当使用的煤油的质量相等,这显然是不妥当的。
答案：(1)影响电阻大小的因素
(2)玻璃管中液柱上升的高度
(3)倒出一些煤油,并使烧瓶内煤油质量相等
【培优训练】
某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示,额定电压为220
V、最大功率为440
W,发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成,调温电阻R是可变电阻,其最大阻值为110Ω。电阻值均不受温度影响。
(1)定值电阻R0的阻值是多大
(2)该电熨斗工作时的最小功率多大 此时通过电路的电流是多大
(3)假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示,请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围。
【解析】本题考查电热的综合计算。(1)当调温电阻R=0时,电熨斗的电功率最大,根据P=可得：R0===110Ω;(2)当调温电阻R=110Ω时,电熨斗的电功率最小,此时通过电路的电流：I===1
A,电熨斗的最小电功率：P′=UI=220
V×1
A=220
W;(3)由图乙可知：当电熨斗功率是440
W时,温度最高为200℃;当功率是220
W时,温度最低为90℃;故电熨斗工作时温度的调节范围为90～200℃。
答案：(1)110Ω　(2)220
W　1
A
(3)90～200℃
【方法归纳】