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18.4 焦耳定律及其应用 同步练习（学生版）
一、选择题
1．电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为（ ）
A． 导线的绝缘皮隔热
B． 导线散热比电烙铁快
C． 通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
D． 导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻
2．某阻值为4Ω的定值电阻，通过的电流为0.5A，则1min产生的热量是（ ）
A． 2J B．30J C．60J D．120J
3．将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）21教育网
A．电冰箱产生的热量最多 B． 电风扇产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D． 三者产生的热量一样多
4．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10min，电流产生的热量是（ ）
A． 1.5×103J B．3.75×103J C．7.5×103J D．6.0×103J
5．下列图象中，反映物理量之间的关系正确的是（ ）
A． 水对内部某点的压强和深度的关系
B． 电流通过导体产生的热量和电流的关系
C． 燃料完全燃烧放出的热量和质量的关系
D． 汽车做匀速直线运动时路程和时间的关系
6．如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值．比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）2·1·c·n·j·y
A． U甲=U乙，Q甲=Q乙 B．U甲＜U乙，Q甲＞Q乙
C．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙 D．U甲＞U乙，Q甲＜Q乙
7．如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，下列说法正确的是（ ）
A． 电压表V1的示数为4V
B． 电路消耗的总功率是5W
C． 通电lmin电流通过电动机产生的热量是600J
D． 当开关S断开时，电压表V的示数不变
8．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ）
A． 根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B． 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C． 根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D． 根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
9．如图所示，是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同．下列选项正确的是（ ）
A． 在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B． 在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C． 在甲图中，闭合开关一段时间后，A瓶中温度计的示数更高
D． 乙图只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系
10．如图所示电路中，R2=20Ω．当S1断开S2闭合时，电流表的示数为0.3A，当S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，则下列说法正确的是（ ）21世纪教育网版权所有
A． 电源电压为9V
B． R1的阻值为15Ω
C． 当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量为36J
D． 当S1、S2都闭舍时，电路中的总电阻为30Ω
二、填空题
11．某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电压是2A，则该孵卵器正常工作10s所产生的热量为 J．21cnjy.com
12．已知R1：R2=3：4，当电R1、R2串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1：U2= ；当电阻R1、R2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比Q1、Q2= ．21·世纪*教育网
13．如图所示是探究“电流产生的热量与电阻关系”的实验装置．已知R甲＞R乙，其余条件均相同．将两电阻丝串联入电路是为了控制通过两电阻丝的 及通电时间相等．实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越 ．
14．如图所示，甲、乙两只烧瓶中装有质量相同，初温相同的煤油．闭合开关S后，观察到甲温度计比乙温度计示数上升的快．由此可判断电阻丝R1的阻值 电阻丝R2的阻值（填“大于”或“小于”）．www-2-1-cnjy-com
15．学习完电热和电功率的知识后，小明和小红将相关的知识归纳总结在下表中，你认为正确的有 （只填序号）2-1-c-n-j-y
小明 小红
观点 ①根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量最多 ②根据Q=t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
③根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 ④根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
⑤由Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电压有关 ⑥用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率
三、计算题
16．如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，定值电阻R1=10Ω，R2=15Ω，电流表的量程为0.6A．www.21-cn-jy.com
（1）S，S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处？此时电压表的示数为多少？10min内电流通过R1产生的热量是多少？
（2）S、S2闭合，S1断开时，求电路允许消耗的最大功率．
17．用电取暖是近几年新兴起的一种家庭供暖方式，它依靠电热管产生热量，并由电动机将热空气送入房间．下面是某电取暖装置的电路图及相关参数；21·cn·jy·com
（1）电动机正常工作时的电流是多少？
（2）电热管R正常工作70min能产生多少热量？
（3）若仍采用老式水暖系统供热并忽略暖气片吸收的热量，暖气片进水管的水温是60°C，出水管的水温是40°C，那么电热管R正常工作70min所产生的热量需要由多少暖气水来提供？[已知暖气水的比热容c暖气水=4.2×103J/（kg °C）]【来源：21·世纪·教育·网】
额定电压 220V
电热管额定功率 800W
电动机额定功率 40W
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18.4 焦耳定律及其应用 同步练习（教师版）
一、选择题
1．电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为（ D ）
A． 导线的绝缘皮隔热
B． 导线散热比电烙铁快
C． 通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
D． 导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻
2．某阻值为4Ω的定值电阻，通过的电流为0.5A，则1min产生的热量是（ C ）
A． 2J B．30J C．60J D．120J
3．将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ C ）2·1·c·n·j·y
A．电冰箱产生的热量最多 B． 电风扇产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D． 三者产生的热量一样多
4．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10min，电流产生的热量是（ D ）
A． 1.5×103J B．3.75×103J C．7.5×103J D．6.0×103J
5．下列图象中，反映物理量之间的关系正确的是（ A ）
A． 水对内部某点的压强和深度的关系
B． 电流通过导体产生的热量和电流的关系
C． 燃料完全燃烧放出的热量和质量的关系
D． 汽车做匀速直线运动时路程和时间的关系
6．如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值．比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ C ）21世纪教育网版权所有
A． U甲=U乙，Q甲=Q乙 B．U甲＜U乙，Q甲＞Q乙
C．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙 D．U甲＞U乙，Q甲＜Q乙
7．如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，下列说法正确的是（ D ）
A． 电压表V1的示数为4V
B． 电路消耗的总功率是5W
C． 通电lmin电流通过电动机产生的热量是600J
D． 当开关S断开时，电压表V的示数不变
8．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ D ）
A． 根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B． 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C． 根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D． 根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
9．如图所示，是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同．下列选项正确的是（ A ）
A． 在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B． 在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C． 在甲图中，闭合开关一段时间后，A瓶中温度计的示数更高
D． 乙图只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系
10．如图所示电路中，R2=20Ω．当S1断开S2闭合时，电流表的示数为0.3A，当S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，则下列说法正确的是（ C ）21教育网
A． 电源电压为9V
B． R1的阻值为15Ω
C． 当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量为36J
D． 当S1、S2都闭舍时，电路中的总电阻为30Ω
二、填空题
11．某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电压是2A，则该孵卵器正常工作10s所产生的热量为 4400 J．
12．已知R1：R2=3：4，当电R1、R2串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1：U2= 3：4 ；当电阻R1、R2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比Q1、Q2= 4：3 ．21cnjy.com
13．如图所示是探究“电流产生的热量与电阻关系”的实验装置．已知R甲＞R乙，其余条件均相同．将两电阻丝串联入电路是为了控制通过两电阻丝的 电流 及通电时间相等．实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越 多 ．21·cn·jy·com
14．如图所示，甲、乙两只烧瓶中装有质量相同，初温相同的煤油．闭合开关S后，观察到甲温度计比乙温度计示数上升的快．由此可判断电阻丝R1的阻值 大于 电阻丝R2的阻值（填“大于”或“小于”）．www.21-cn-jy.com
15．学习完电热和电功率的知识后，小明和小红将相关的知识归纳总结在下表中，你认为正确的有 ④⑤⑧ （只填序号）21·世纪*教育网
小明 小红
观点 ①根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量最多 ②根据Q=t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
③根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 ④根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
⑤由Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电压有关 ⑥用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率
三、计算题
16．如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，定值电阻R1=10Ω，R2=15Ω，电流表的量程为0.6A．【来源：21·世纪·教育·网】
（1）S，S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处？此时电压表的示数为多少？10min内电流通过R1产生的热量是多少？
（2）S、S2闭合，S1断开时，求电路允许消耗的最大功率．
解答： 解：（1）S，S1闭合，S2断开时，R1和R3串联在电路中，电源电压不变，要使电流表的示数最小，电路的电阻应该最大，滑动变阻器连入的电阻最大，滑片在a端．
R=R1+R3=10Ω+20Ω=30Ω，
I===0.4A，
U3=IR3=0.4A×20Ω=8V．
t=10min=600s，
Q=I2R1t=（0.4A）2×10Ω×600s=960J．
（2）S、S2闭合，S1断开时，R2和R3串联在电路中，
当P在b时，电路中的电流为：
I===0.8A＞0.6A
为了使电路安全，此时电路中允许的最大电流为0.6A，
P最大=UI最大=12V×0.6A=7.2W．
答：（1）S，S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到a端．此时电压表的示数为8V．10min内电流通过R1产生的热量是960J．
（2）S、S2闭合，S1断开时，电路允许消耗的最大功率7.2W．
17．用电取暖是近几年新兴起的一种家庭供暖方式，它依靠电热管产生热量，并由电动机将热空气送入房间．下面是某电取暖装置的电路图及相关参数；www-2-1-cnjy-com
（1）电动机正常工作时的电流是多少？
（2）电热管R正常工作70min能产生多少热量？
（3）若仍采用老式水暖系统供热并忽略暖气片吸收的热量，暖气片进水管的水温是60°C，出水管的水温是40°C，那么电热管R正常工作70min所产生的热量需要由多少暖气水来提供？[已知暖气水的比热容c暖气水=4.2×103J/（kg °C）]2-1-c-n-j-y
额定电压 220V
电热管额定功率 800W
电动机额定功率 40W
解答： 解：（1）电动机正常工作时的功率PM=40W，
根据P=UI可得，电动机正常工作时的电流：IM==≈0.18A；
（2）电热管正常工作时的功率PR=800W，
电热管R正常工作70min能产生的热量：Q放=PRt=800W×70×60s=3.36×106J；
（3）根据Q放=cm（t0﹣t）可得，电热管R正常工作70min所产生的热量需要暖气水的质量：
m水===40kg．
答：（1）电动机正常工作时的电流约为0.18A；
（2）电热管R正常工作70min能产生的热量为3.36×106J；
（3）电热管R正常工作70min所产生的热量需要由40kg暖气水来提供．
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