第4节　焦耳定律学案及习题含答案（基础题、提高题）

第4节　焦耳定律
01　　知识管理
1．电流的热效应
概　　念：电流通过导体时电能转化成__内能__，这种现象叫做电流的热效应．
探究实验：探究影响电流产生热量多少的因素的实验中，将电流产生的热量的多少通过__U形玻璃管中液柱的高度差__反映出来；在探究电流产生热量的多少与电阻大小关系时，必须在__电流__和通电时间相同的情况下比较．
2．焦耳定律
内　　容：电流通过导体产生的热量跟__电流的二次方__成正比，跟__电阻__成正比，跟__通电时间__成正比．
公　　式：__Q＝I2Rt__，式中Q单位是__J__；I单位是__A__；R单位是__Ω__；t单位是__s__．变形公式为Q＝W＝UIt＝t(适用于纯电阻电路)．
注　　意：在纯电阻电路中，电能全部转化为电热，则有Q＝W＝UIt＝t；对于非纯电阻电路，如含有电动机的电路，则有Q3．电热的利用和防止
利用电热：家里的电暖器、电饭锅、电炉子等．
防止电热带来的危害：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片．
02　　基础题
知识点1　电流的热效应
1．(2018·乐山)下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的是(C)
A．电风扇 B．洗衣机
C．电热水壶 D．电视机
2．(2018·邵阳)将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，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)
A．电冰箱产生的热量最多
B．电脑产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多
D．三者产生的热量一样多

知识点2　焦耳定律
3．小朋在探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”的实验时，利用如图所示的甲、乙两套装置进行实验，其中“探究电流产生的热量与电阻大小是否有关”的实验装置是__甲__(填“甲”或“乙”)，实验中应控制的变量是通电时间和__电流__.
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甲　　　　　　　　　　　乙
4．(2018·安徽)某导体的电阻为20 Ω，当通过它的电流为2 A时，则其1 min产生的热量为__4__800__J.
5．(2017·安徽)车床照明灯的额定电压是36 V，它正常工作时灯丝的电阻是24 Ω，则该照明灯正常工作时的电功率是__54__W，工作30 min，电流通过灯丝产生的热量是__97__200__J.
6．通过一根电阻丝的电流为2 A，通电1 min产生了2.64×104 J的热量，它的电阻是__110__Ω.
7．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(D)
A．导线的绝缘皮隔热
B．导线散热比电熨斗快
C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
知识点3　电热的利用和防止
8. 下列实例中，为了防止电热危害的是(C)
A．用电热毯取暖
B．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C．收音机、电视机的机壳上有许多小孔
D．孵化家禽的电热孵卵机

【易错点　混淆电能与电热】
9．(2017·自贡)计算电流通过电风扇产生的热量，下列公式选用正确的是(C)
A．UIt B.t
C．I2Rt D．前面三个都可以
03　　中档题
10．(2016·安徽)如图中电源电压保持不变，灯泡标有“6 V　3 W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8 A，则电阻R＝__20__Ω，通电10 s，电流通过R产生的热量为__18__J.
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11．(2018·阜阳太和县期末)两定值电阻R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，现将R1、R2串联接入电路，闭合开关，通过它们的电流之比I1∶I2＝__1∶1____，通电5 min，电流通过R1、R2产生的热量之比Q1∶Q2＝__2∶1__．
12．如图所示，在A、B两个容器内装有质量和温度都相同的水，已知R1＞R2，同时通电后(B)
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A．A中的水先沸腾
B．B中的水先沸腾
C．两容器中的水同时沸腾
D．无法确定
13．当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q.如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是(A)
A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的
B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的
C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍
D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍
14．(2017·武汉)如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大．下列说法正确的是(C)
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A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系
D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
04　　链接安徽中考
15．(2018·安徽)一台额定功率为2 000 W的电热水器，水箱内装有50 kg的水，要把这些水从20 ℃加热到60 ℃，热水器正常工作需要__4.2×103__s；若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供，则需要完全燃烧__0.2__m3的天然气[不计能量损失，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝4.2×107 J/m3]．
16．(2018·马鞍山二模)一台电动机正常工作时两端的电压为220 V，通过线圈的电流为10 A．若此线圈的电阻为2 Ω，则这台电动机1 min内产生的热量是__1.2×104__J，这台电动机的效率是__90.9%__．
17．(2018·衡阳)某品牌电饭煲的工作原理图如图所示，如表为它的部分参数：
XXX牌电饭煲
额定电压
220 V
额定功率
加热挡
1 210 W
保温挡
22 W
频率
55 Hz
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若将开关S闭合，则电饭煲处于__加热__(填“加热”或“保温”)状态，其中R1∶R2＝ __1∶54__．