第十八章 电功率 第4节 焦耳定律 达标检测AB卷
A卷 基础过关
电流的热效应
1.下列用电器利用了电流的热效应来工作的是( )
A.电风扇 B.电铃
C.洗衣机 D.电热毯
2.用一段电阻丝和一根长竹片可制成一把弓形“电热锯”,用于切割泡沫塑料,这是利用了电流的________效应。【版权所有：21教育】
电流产生的热量与哪些因素有关
3.在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时,采用了如图所示的实验装置。这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与( )
A.导体的电阻的关系
B.通过导体的电流的关系
C.导体的长度的关系
D.通电时间的关系
4.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。21教育网
(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。
焦耳定律
5.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两烧瓶等量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3,通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为( )【来源：21cnj*y.co*m】
A.3∶2 B.2∶3
C.4∶9 D.9∶4
6.某导体电阻为10Ω,通电5 min产生的热量是1 200 J,当通过该导体的电流增大为原来的2倍时,在相等时间内产生的热量是________J。
7.小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”,它的发热元件是一个阻值为1.1×104Ω的电阻,把这个电热驱蚊器接在220 V的电源上,10 h内产生的热量是多少?
电热的利用和防止
8.关于电热的利用,下列说法中正确的是( )
A.电热对我们来说总是有利的
B.电热对我们来说总是不利的
C.电饭锅是利用电流的热效应的原理制成的
D.电视机工作过程中没有产生电热
9.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
10.判断电流通过导体产生的热量,下面公式选用正确的是( )
A.UIt B.I2Rt
C.()t D.前面三个都可以
11.如图为“探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。将阻值分别为5Ω和10Ω的电热丝R1和R2,按如图方式接入电压为3 V的电路中,则电流通过______(选填“R1”或“R2”)电热丝产生的热量多;通电
10 min,R2产生的热量是______J。
12.如图,电阻R1和R2的电阻值分别为5Ω和10Ω。当开关闭合时,电压表V1的示数为3 V。求：
(1)电压表V2的示数。
(2)整个电路在10 min内产生的热量。
B卷 课时提升
(时间40分钟 总分80分)
班级 姓名 考号 总分：
一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
1.下列图中所示的家用电器,利用电流的热效应工作的是
( )
2.如图所示,甲、乙、丙三个密闭容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,其中在丙容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联。通电一段时间后,U形管中两侧的液面高度差最大的是( )21世纪教育网版权所有
A.甲 B.乙
C.丙 D.三个相同
3.电炉中的电阻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( )
A.通电导线的电流小于通过电阻丝的电流
B.导线的绝缘皮隔热
C.导线散热比电阻丝快
D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线上产生的热量很少
4.当温度降到很低时,某些金属导体如铝在-271.76℃以下、铅在-265.95℃以下时,电阻就变成了零,这种现象称为超导现象。假如白炽灯的灯丝、电动车内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作,当用电器通电时,假设这些导体的电阻都变为零,下列说法正确的是( )21cnjy.com
A.白炽灯仍能发光且更省电
B.电动机仍能转动且效率更高
C.电饭锅仍能煮饭且效率更高
D.电熨斗仍能熨烫衣服且更省电
5.将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.三个用电器产生的热量相同
B.电风扇产生的热量最多
C.电烙铁产生的热量最多
D.电视机产生的热量最多
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R1、R2的电阻丝(R1二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共22分)
7.电热器是利用电流的________工作的;在电饭锅、电熨斗、电风扇中,不属于电热器的是________。www.21-cn-jy.com
8.当1 A的电流通过阻值为50Ω的电阻丝时,产生的热量为250 J,则电阻丝通电的时间为______s。21·世纪*教育网
9.如图是研究“电流通过导体产生的热量和哪些因素有关”的实验,若已知电源电压为3 V恒定不变,通电2分钟整个装置产生的热量为________J。
10.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。
11.两个电热器的电阻之比是3∶2,如果通过的电流强度相同,在相同的时间里,它们产生的热量之比是________。两个电阻值相同的电热器,如果通过的电流强度之比为1∶2,在相同时间里,它们产生的热量之比是________。
12.电动机在工作时会产生大量的热,因此利用油对电动机降温。已知电动机正常工作的电压为220 V,电阻为5Ω,通过的电流为10 A,则5 min内电动机产生的热量为____J;产生热量的80%被油吸收,这些热量可以使质量为4 kg的油温度上升________℃。[c油=2.0×103J/(kg·℃]。www-2-1-cnjy-com
三、实验探究题(本大题共2小题,共17分)
13.(9分)小明利用如图所示的装置,探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油,煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。2-1-c-n-j-y
(1)通电一段时间后,小明发现________烧瓶中温度计的示数大,表明其他条件相同时,导体的电阻越________,产生的热量越多。21*cnjy*com
(2)本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式,控制______及________相同;还使用了转换法,实验中采取的措施是______________
_______________________________________。
(3)小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置,则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成________相同的水,将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的________相等的镍铬合金丝,并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理。
14.(8分)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,王军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1(1)实验中通过________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与__________的关系。
(3)在甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间里气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与________的关系。2·1·c·n·j·y
(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与________(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生的热量最多。【来源：21·世纪·教育·网】
四、计算题(本大题共2小题,共23分)
15.(10分)如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图,它有高、中、低三个挡位,已知R1=120Ω,R2=240Ω,求：【出处：21教育名师】
(1)闭合S1、S3,断开S2时,电烤箱处于什么挡位?电路中的电流是多大?
(2)闭合S3,断开S1、S2时,通电1 min电路中电流产生的热量是多大?
(3)当电烤箱处于低温挡时,它消耗的电功率是多大?(结果保留一位小数)
16.(13分)有一个电动机接在电压为6 V不变的电源上,用手捏住电动机不让它转动,电流为3 A,松手后电动机稳定转动,电流为0.3 A。求：
(1)电动机转动时,每分钟线圈产生的热量。
(2)电动机转动时的机械功率。
第十八章 电功率 第4节 焦耳定律 达标检测AB卷
A卷 基础过关
电流的热效应
1.下列用电器利用了电流的热效应来工作的是( )
A.电风扇 B.电铃
C.洗衣机 D.电热毯
【解析】选D。本题考查电流的热效应。电风扇利用电动机带动工作,把电能转化为机械能;电铃中有电磁铁,利用了电流的磁效应来工作;洗衣机利用电动机带动工作,把电能转化为机械能,电风扇、电铃和洗衣机都没有利用电流的热效应,故A、B、C错误;电热毯是为了取暖,是利用电流的热效应来工作的,故D正确。www-2-1-cnjy-com
2.用一段电阻丝和一根长竹片可制成一把弓形“电热锯”,用于切割泡沫塑料,这是利用了电流的________效应。21教育名师原创作品
【解析】该“电热锯”工作时将电能转化为内能,这是利用了电流的热效应。
答案：热
电流产生的热量与哪些因素有关
3.在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时,采用了如图所示的实验装置。这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与( )
A.导体的电阻的关系
B.通过导体的电流的关系
C.导体的长度的关系
D.通电时间的关系
【解析】选B。本题考查了学生对焦耳定律的认识,注重了探究实验的考查,同时在该实验中利用了控制变量法和转换法。在实验中,其中一个容器的外部,将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同,可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。故选B。2·1·c·n·j·y
4.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。21*cnjy*com
(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。
【解析】本题考查探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验。
(1)实验中是通过观察温度计的示数变化来比较电流产生的热量多少。
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,要控制甲、乙两瓶中的液体相同、液体的质量和初温相同。【来源：21cnj*y.co*m】
(3)实验是在电流和通电时间相同的情况下,探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,得出的结论：电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
(4)实验中通过移动滑动变阻器的滑片可以改变电路中的电流,故还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与电流的关系。
答案：(1)温度计示数变化 (2)质量 初温 (3)电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多 (4)电流
焦耳定律
5.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两烧瓶等量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3,通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为( )
A.3∶2 B.2∶3
C.4∶9 D.9∶4
【解析】选B。本题考查焦耳定律的应用。电阻丝R1、R2串联,电流相等,通电时间相等,由焦耳定律Q=I2Rt得,Q1∶Q2=I2R1t∶I2R2t= R1∶R2=2∶3。故选B。
【规律方法】判断电热与电阻的关系
6.某导体电阻为10Ω,通电5 min产生的热量是1 200 J,当通过该导体的电流增大为原来的2倍时,在相等时间内产生的热量是________J。
【解析】本题考查焦耳定律公式的应用。由Q=I2Rt,当通过它的电流增大为原来的2倍时,在相同的时间内产生的热量：Q′=(2I)2Rt=4I2Rt=4Q=4×1 200 J=
4 800 J。
答案：4 800
7.小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”,它的发热元件是一个阻值为1.1×104Ω的电阻,把这个电热驱蚊器接在220 V的电源上,10 h内产生的热量是多少?
【解析】通过电热驱蚊器的电流：
I===0.02 A
通电10 h产生的热量：
Q=I2Rt=(0.02 A)2×1.1×104Ω×10×3 600 s
=1.584×105J
答案：1.584×105J
电热的利用和防止
8.关于电热的利用,下列说法中正确的是( )
A.电热对我们来说总是有利的
B.电热对我们来说总是不利的
C.电饭锅是利用电流的热效应的原理制成的
D.电视机工作过程中没有产生电热
【解析】选C。本题考查电热的利用。电热对我们来说既有利又有弊,要看具体情况。电饭锅是利用电流的热效应工作的,这里的电热对我们来说是有利的;电视机主要把电能转化为光能,但也会产生一些热量,这里的电热对我们来说是不利的,所以电视机上设计有散热孔。故选C。
9.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。
10.判断电流通过导体产生的热量,下面公式选用正确的是( )
A.UIt B.I2Rt
C.()t D.前面三个都可以
【解析】选B。本题考查焦耳定律的公式及其应用。当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有W=Q,可用计算电功的公式来计算Q。但是不管在什么情况下,电流通过导体产生的热量都可以用这个公式：Q=I2Rt,即焦耳定律来计算,故选B。21·cn·jy·com
11.如图为“探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。将阻值分别为5Ω和10Ω的电热丝R1和R2,按如图方式接入电压为3 V的电路中,则电流通过______(选填“R1”或“R2”)电热丝产生的热量多;通电
10 min,R2产生的热量是______J。
【解析】(1)电路的连接方式：由图可知R1与R2串联。通过电阻的电流I与电阻的通电时间t相等。
(2)电热与电阻的关系：R1(3)电热的计算：
电路电流：I===0.2 A,
通电时间t=10 min=600 s,
R2产生的热量：
Q=I2R2t=(0.2 A)2×10Ω×600 s=240 J。
答案：R2 240
12.如图,电阻R1和R2的电阻值分别为5Ω和10Ω。当开关闭合时,电压表V1的示数为3 V。求：
(1)电压表V2的示数。
(2)整个电路在10 min内产生的热量。
【解析】(1)S闭合时,R1、R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电路中电流：I===0.6 Awww.21-cn-jy.com
电压表V2的示数：U2=IR2=0.6 A×10Ω=6 V
(2)整个电路在10 s内产生的热量：Q=I2R总t=I2(R1+R2)t=(0.6 A)2×(5Ω+10Ω)×10×60 s=3 240 J21cnjy.com
答案：(1)6 V (2)3 240 J
B卷 课时提升
(时间40分钟 总分80分)
班级 姓名 考号 总分：
一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
1.下列图中所示的家用电器,利用电流的热效应工作的是
( )
【解析】选A。电流的热效应是指电流通过导体时电能转化成内能的现象,电暖气是利用电流的热效应工作的;洗衣机、电风扇工作时主要将电能转化为机械能,电视机主要将电能转化为光能和声能。故选A。【出处：21教育名师】
2.如图所示,甲、乙、丙三个密闭容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,其中在丙容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联。通电一段时间后,U形管中两侧的液面高度差最大的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.三个相同
【解析】选B。由题图可知,丙中电阻并联后与甲、乙中的电阻串联,它们的通电时间相等,因串联电路中各处的电流相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I甲=I乙>I丙,乙的电阻大于甲的电阻,通过甲的电流等于乙的电流,由Q=I2Rt可知,甲产生的热量小于乙产生的热量,甲产生的热量大于丙产生的热量,则乙中电阻产生的热量最多,空气吸收的热量最多,U形管中两侧的液面高度差最大。故选B。
3.电炉中的电阻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( )
A.通电导线的电流小于通过电阻丝的电流
B.导线的绝缘皮隔热
C.导线散热比电阻丝快
D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线上产生的热量很少
【解析】选D。本题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握。电炉丝跟铜导线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,故A错误;因为Q=I2Rt,R电炉丝>R导线,所以产生的热量：Q电炉丝>Q导线,即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量,而与散热快慢、隔热效果无关,故D正确,B、C错。故选D。
4.当温度降到很低时,某些金属导体如铝在-271.76℃以下、铅在-265.95℃以下时,电阻就变成了零,这种现象称为超导现象。假如白炽灯的灯丝、电动车内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作,当用电器通电时,假设这些导体的电阻都变为零,下列说法正确的是( )
A.白炽灯仍能发光且更省电
B.电动机仍能转动且效率更高
C.电饭锅仍能煮饭且效率更高
D.电熨斗仍能熨烫衣服且更省电
【解析】选B。本题考查超导和焦耳定律。白炽灯灯丝的电阻若变为零,根据焦耳定律,则不会发热,更不会发光,A错误;若电阻变为零,电动机不会发热,而将电能全部转化为机械能,效率更高,B正确;若电阻变为零,电饭锅和电熨斗则不会发热,不能工作,C、D错误。故选B。2-1-c-n-j-y
5.将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.三个用电器产生的热量相同
B.电风扇产生的热量最多
C.电烙铁产生的热量最多
D.电视机产生的热量最多
【解析】选C。因为U=220 V,所以三种用电器的实际功率：P=P额=100 W;又因为W=Pt,所以三种用电器消耗的电能相同;由于电视机将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能,则产生热量最多的是电烙铁。故选C。
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R1、R2的电阻丝(R1【解析】选D。本题考查焦耳定律公式及其应用。由串并联电路特点可知,串联电路电阻越串越大,并联电路电阻越并越小;由电路图及已知R1二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共22分)
7.电热器是利用电流的________工作的;在电饭锅、电熨斗、电风扇中,不属于电热器的是________。
【解析】本题考查对电热器概念的理解。电热器是利用电流的热效应工作的;电饭锅、电熨斗都是将电能转化为内能,为电热器;电风扇主要将电能转化为机械能,不是电热器。
答案：热效应 电风扇
8.当1 A的电流通过阻值为50Ω的电阻丝时,产生的热量为250 J,则电阻丝通电的时间为______s。
【解析】本题考查焦耳定律的应用。由焦耳定律Q=I2Rt可得通电时间：
t===5 s。
答案：5
9.如图是研究“电流通过导体产生的热量和哪些因素有关”的实验,若已知电源电压为3 V恒定不变,通电2分钟整个装置产生的热量为________J。
【解析】分析电路图知,通过两导体的电流相同,两导体的电阻不同,故探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。由电路图可知,R1=5Ω,R2=10Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,通电2分钟整个装置产生的热量：Q=W=t=×2×60 s=72 J。
答案：72
10.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=I2R0t=(5 A)2×44Ω×100 s=1.1×105J。【版权所有：21教育】
答案：1 5 A 1.1×105
11.两个电热器的电阻之比是3∶2,如果通过的电流强度相同,在相同的时间里,它们产生的热量之比是________。两个电阻值相同的电热器,如果通过的电流强度之比为1∶2,在相同时间里,它们产生的热量之比是________。
【解析】本题考查了焦耳定律的应用。
由题意可知,R1∶R2=3∶2,I1=I2,t1=t2,
由Q=I2Rt可得,产生的热量之比：
===。
由题意可知,R3=R4,I3∶I4=1∶2,t3=t4,由Q=I2Rt可得,产生的热量之比：
===()2=()2=。
答案：3∶2 1∶4
12.电动机在工作时会产生大量的热,因此利用油对电动机降温。已知电动机正常工作的电压为220 V,电阻为5Ω,通过的电流为10 A,则5 min内电动机产生的热量为____J;产生热量的80%被油吸收,这些热量可以使质量为4 kg的油温度上升________℃。[c油=2.0×103J/(kg·℃]。
【解析】本题考查了焦耳定律公式和吸热公式。
电动机产生的热量：
Q=I2Rt=(10 A)2×5Ω×5×60 s
=1.5×105J;
由Q=cmΔt可得：
Δt==
=15℃。
答案：1.5×105 15
三、实验探究题(本大题共2小题,共17分)
13.(9分)小明利用如图所示的装置,探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油,煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。21世纪教育网版权所有
(1)通电一段时间后,小明发现________烧瓶中温度计的示数大,表明其他条件相同时,导体的电阻越________,产生的热量越多。
(2)本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式,控制______及________相同;还使用了转换法,实验中采取的措施是______________
_______________________________________。
(3)小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置,则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成________相同的水,将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的________相等的镍铬合金丝,并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理。
【解析】本题考查焦耳定律。(1)因为两电阻串联,所以通过它们的电流相等;由焦耳定律Q=I2Rt得,电阻大的在相同时间产生的热量多,温度升高快。因此,乙烧瓶中温度计的示数升高快。
(2)实验时,将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中,这是为了控制通过两电阻的电流相同;实验中,我们通过温度计的示数变化反映导体产生热量的多少,即采用转换法。
(3)探究“比较水和煤油比热容的大小”的实验,控制水和煤油两种物质的质量相等,吸收相等的热量,通过比较温度变化量来比较比热容,或控制水和煤油两种物质的质量相等,升高相同的温度,通过吸收热量的多少来比较比热容。所以将其中一烧瓶的煤油换成质量相等的水,将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的电阻相等的镍铬合金丝。21*cnjy*com
答案：(1)乙 大 (2)电流大小 通电时间
观测煤油温度变化多少
(3)质量 电阻
14.(8分)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,王军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1(1)实验中通过________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与__________的关系。
(3)在甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间里气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与________的关系。
(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与________(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生的热量最多。
【解析】(1)实验方法：当电阻丝通电后,产生热量使瓶内温度升高,从而使气球膨胀,根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少。这种方法叫转换法。
(2)甲中阻值不相等的两电阻串联,则两电阻中的电流相等,通电时间也相等,所以可探究电流产生的热量与电阻大小的关系。
(3)由乙图可知两电阻并联,而B瓶与D瓶电阻相等,电压不相等,则可知两瓶中的电流不同,可探究电流产生的热量与通过电流的关系。
(4)甲图中两电阻串联,则通过两电阻的电流相等,由焦耳定律可得,电阻大的电阻丝发热较多,即B中发热量要多;乙图中两电阻并联,则电压相等,由Q=W=t可得,电阻小的发热量要多,故C比D发热量要多;而B、D电阻相等,由欧姆定律可得,B中电流小于D中电流,故D中热量要比B中热量多,故C中热量最多。
答案：(1)气球膨胀程度的大小
(2)电阻
(3)电流
(4)C
四、计算题(本大题共2小题,共23分)
15.(10分)如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图,它有高、中、低三个挡位,已知R1=120Ω,R2=240Ω,求：【来源：21·世纪·教育·网】
(1)闭合S1、S3,断开S2时,电烤箱处于什么挡位?电路中的电流是多大?
(2)闭合S3,断开S1、S2时,通电1 min电路中电流产生的热量是多大?
(3)当电烤箱处于低温挡时,它消耗的电功率是多大?(结果保留一位小数)
【解析】(1)闭合S1、S3,断开S2时,R1与R2并联,电路中总电阻最小,根据P=可知,电功率最大,即为高温挡状态：电路中的电流21教育网
I=I1+I2=+=+
≈2.75 A;
(2)闭合S3,断开S1、S2时,电路中只有R1,电流产生的热量：
Q=W=t=×60 s
=24 200 J;
(3)闭合S2,断开S1、S3时,R1与R2串联,此时电烤箱处于低温挡
P总==
≈134.4 W
答案：(1)高温挡位 2.75 A
(2)24 200 J (3)134.4 W
16.(13分)有一个电动机接在电压为6 V不变的电源上,用手捏住电动机不让它转动,电流为3 A,松手后电动机稳定转动,电流为0.3 A。求：
(1)电动机转动时,每分钟线圈产生的热量。
(2)电动机转动时的机械功率。
【解析】本题考查焦耳定律公式的应用。
(1)因为I=,所以电动机线圈的电阻
R===2Ω
电动机转动时每分钟线圈产生的热量：
Q=I2Rt=(0.3 A)2×2Ω×60 s=10.8 J
(2)电动机总功率：
P总=UI=6 V×0.3 A=1.8 W
线圈发热功率：
P热=I2R=(0.3 A)2×2Ω=0.18 W
输出的机械功率：
P=P总-P热=1.8 W-0.18 W=1.62 W
答案：(1)10.8 J (2)1.62 W
