第五讲 焦耳定律
(30分钟 40分)
【A层 基础必会】
一、选择题(每小题3分,共12分)
1.(2025·北京二模)如图所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
2.将一台“220 V 100 W”的电风扇、一台“220 V 100 W”的电视机、一个“220 V 100 W”的电烙铁分别接到220 V的电源上。在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是( )
A.电烙铁 B.电风扇
C.电视机 D.一样多
3.某台直流电动机两端的电压为5 V,通过电动机的电流为2 A,线圈的电阻为
0.5 Ω。则在1 min 内电动机产生的热量及所做的机械功分别为( )
A.120 J 600 J B.120 J 480 J
C.480 J 600 J D.480 J 120 J
4.(多选)如图是探究电流热效应的实验装置,两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2,其中R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω。下列说法正确的是( A、B )
A.只闭合S1,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.只闭合S1,若电路中的电流为0.2 A,通电1 min 电阻R1产生的热量为12 J
C.闭合S1和S2,通过R1的电流是R2电流的0.5倍
D.闭合S1和S2后,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
二、填空题(每空1分,共4分)
5.(2025·天津中考)国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定,电水壶电源线一般不应长于75 cm。这是通过缩短电源线长度来减小 ,从而 (选填“增加”或“减少”)电源线通电时产生的热量。
6.小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6 V,电阻丝R1=5 Ω,R2=15 Ω,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关S1接通触点 时,“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3 min产生的热量是 J。
三、实验探究题(共5分)
7.如图所示为探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置。
(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 相等、初温 (选填“相同”或“不同”)的同种液体。
(3)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选用水,是因为煤油的比热容 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的比热容。
(4)实验结论是:在电流、通电时间相同时, ,产生的热量越多。
四、计算题(共9分)
8.(2025·扬州中考)某电水壶内部电路简化后如图,当开关S1、S2都闭合,电水壶处于加热状态,水烧开后温控开关S2自动断开,电水壶处于保温状态。已知电阻R1为22 Ω,保温时通过R1的电流为0.2 A,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)将质量为1 kg、初温为20 ℃的水加热至70 ℃,水吸收的热量Q;(3分)
(2)电水壶处于加热状态时的电功率P;(3分)
(3)电水壶处于保温状态时,1 min消耗的电能W。(3分)
【B层 能力进阶】
9.(2分)要使电热器在单位时间产生的热量减少一半,应该( )
A.让它两端的电压减少一半
B.使它的电阻减少一半
C.让通过它的电流减少一半
D.使它的电阻和两端电压同时减少一半
10.(3分)(2025·苏州中考)如图是一款电水壶的电路简图,R1、R2均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换,保温功率为88 W,R1阻值为44 Ω,加热时应将开关旋至 (选填“1”或“2”)位置,加热功率为 W,R2阻值为 Ω。
11.(5分)家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关S按下,电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到103 ℃时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲所示,某次使用该电饭锅在220 V 的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图像如图乙。
(1)当锅内温度为100 ℃时,自动开关S与 (选填“1”或“2”)连接,此时电饭锅处于 (选填“加热”或“保温”)状态。
(2)该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为 J。
(3)电阻R1与R2的阻值之比为 。
(4)若要使该电饭锅的加热功率提高到1 100 W,可以给电阻R1并联一个阻值为 Ω的电阻R3。 第五讲 焦耳定律
(30分钟 40分)
【A层 基础必会】
一、选择题(每小题3分,共12分)
1.(2025·北京二模)如图所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是(C)
2.将一台“220 V 100 W”的电风扇、一台“220 V 100 W”的电视机、一个“220 V 100 W”的电烙铁分别接到220 V的电源上。在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是(A)
A.电烙铁 B.电风扇
C.电视机 D.一样多
3.某台直流电动机两端的电压为5 V,通过电动机的电流为2 A,线圈的电阻为
0.5 Ω。则在1 min 内电动机产生的热量及所做的机械功分别为(B)
A.120 J 600 J B.120 J 480 J
C.480 J 600 J D.480 J 120 J
4.(多选)如图是探究电流热效应的实验装置,两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2,其中R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω。下列说法正确的是( A、B )
A.只闭合S1,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.只闭合S1,若电路中的电流为0.2 A,通电1 min 电阻R1产生的热量为12 J
C.闭合S1和S2,通过R1的电流是R2电流的0.5倍
D.闭合S1和S2后,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
二、填空题(每空1分,共4分)
5.(2025·天津中考)国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定,电水壶电源线一般不应长于75 cm。这是通过缩短电源线长度来减小 电阻 ,从而 减少 (选填“增加”或“减少”)电源线通电时产生的热量。
6.小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6 V,电阻丝R1=5 Ω,R2=15 Ω,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关S1接通触点 a 时,“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3 min产生的热量是 432 J。
三、实验探究题(共5分)
7.如图所示为探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置。
(1)实验中通过观察 温度计示数变化多少 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 质量 相等、初温 相同 (选填“相同”或“不同”)的同种液体。
(3)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选用水,是因为煤油的比热容 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的比热容。
(4)实验结论是:在电流、通电时间相同时, 电阻越大 ,产生的热量越多。
四、计算题(共9分)
8.(2025·扬州中考)某电水壶内部电路简化后如图,当开关S1、S2都闭合,电水壶处于加热状态,水烧开后温控开关S2自动断开,电水壶处于保温状态。已知电阻R1为22 Ω,保温时通过R1的电流为0.2 A,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)将质量为1 kg、初温为20 ℃的水加热至70 ℃,水吸收的热量Q;(3分)
(2)电水壶处于加热状态时的电功率P;(3分)
(3)电水壶处于保温状态时,1 min消耗的电能W。(3分)
解:(1)水吸收的热量为:
Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(70 ℃-20 ℃)=2.1×105 J。
(2)加热时,S1、S2都闭合,R2被短路,此时电路中只有R1工作,则电水壶处于加热状态时的电功率P===2 200 W。
(3)保温时两电阻串联,通过R1的电流为0.2 A,则电路中的电流也为0.2 A,保温时间t=1 min=60 s,则消耗的电能W=UIt=220 V×0.2 A×60 s=2 640 J。
【B层 能力进阶】
9.(2分)要使电热器在单位时间产生的热量减少一半,应该(D)
A.让它两端的电压减少一半
B.使它的电阻减少一半
C.让通过它的电流减少一半
D.使它的电阻和两端电压同时减少一半
10.(3分)(2025·苏州中考)如图是一款电水壶的电路简图,R1、R2均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换,保温功率为88 W,R1阻值为44 Ω,加热时应将开关旋至 2 (选填“1”或“2”)位置,加热功率为 1 100 W,R2阻值为 506 Ω。
11.(5分)家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关S按下,电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到103 ℃时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲所示,某次使用该电饭锅在220 V 的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图像如图乙。
(1)当锅内温度为100 ℃时,自动开关S与 1 (选填“1”或“2”)连接,此时电饭锅处于 加热 (选填“加热”或“保温”)状态。
(2)该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为 7.92×105 J。
(3)电阻R1与R2的阻值之比为 1∶3 。
(4)若要使该电饭锅的加热功率提高到1 100 W,可以给电阻R1并联一个阻值为 220 Ω的电阻R3。
