人教版物理选修1-1练习：第1章 电场 电流 1.6电流的热效应 Word版含解析

六、电流的热效应
课时过关·能力提升
基础巩固
1通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.欧姆 B.焦耳 C.安培 D.法拉第
解析:根据物理学史知,焦耳总结了通电导体发热的规律,即焦耳定律。
答案:B
2下列电器在工作时,主要利用了电流热效应的是 (　　)
A.电暖器 B.录音机 C.电话机 D.电饭锅
解析:电暖器和电饭锅是电能转化为内能(热能)的装置。而录音机和电话机是电能和机械能(声能)相互转换的装置,选项B、C错误。
答案:AD
3一台电动机的额定电压是220 V,额定电流为5 A,电动机线圈的电阻是0.4 Ω。当该电动机正常工作时,每秒产生的热量是(　　)
A.1 100 J B.110 J C.1 210 J D.10 J
解析:电热Q=I2Rt=52×0.4×1 J=10 J,故选项D正确。
答案:D
4在验证焦耳定律的实验中,为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系,实验时应同时保持相同的物理量是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.通过它们的电流和加在两端的电压
B.通过它们的电流和它们的电阻
C.通过它们的电流和通电时间
D.通过它们的电流、加在它们两端的电压及通电时间
解析:根据焦耳定律Q=I2Rt,电流通过电阻丝产生的热量跟电阻大小、电流的大小、通电时间有关,要想比较不同电阻的电阻丝的发热量必须控制电流和通电时间一样。
答案:C
5甲、乙两只完全相同的电炉分别接入两个电路中,工作时甲的电流是乙的2倍,下列说法正确的是(　　)
A.甲的热功率是乙的2倍
B.甲的热功率是乙的4倍
C.若乙通电时间是甲的2倍,则它们产生的热量相同
D.因为甲、乙完全相同,所以热功率也相同
解析:根据题意知,甲、乙两只电炉的电阻相同,甲的电流是乙的2倍,由P=I2R得甲的热功率是乙的4倍。根据Q=I2Rt可判断,若要它们产生相同的热量,则乙通电时间需是甲的4倍。
答案:B
6一个电阻丝在不同工作状态下热功率随时间变化的关系如图所示,则该电阻在一分钟内产生的电热是　　　　。?
解析:从题图可以看出,在1分钟内,电阻丝以0.5 W工作的时间为20 s,以2 W工作的时间为40 s,故该电阻丝1分钟内产生的电热为P1t1+P2t2=0.5×20 J+2×40 J=90 J。
答案:90 J
7阻值为R1的电热烧水器浸入壶中,接上稳压电源用以烧开水,经时间t1后煮沸。改用阻值为R2的电热烧水器接上同一电源,则经t2时间才能把同样的水煮沸。若将两个电热器串联起来,接上同一电源,把同样的水煮沸,所用的时间为多少?
解析:由Q=U2Rt可知
Q=U2R1t1=U2R2t2;
两电阻串联时,要想把水烧开,总的热量应为
Q=U2R1+R2t
联立解得t=t1+t2。
答案:t1+t2
能力提升
1下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。 根据表中的信息,可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为(　　)
型号
DF-938
额定功率
900 W
额定电压
220 V
额定容量
1.2 L
A.6.8 A B.4.1 A
C.1.2 A D.0.24 A
解析:根据图表中可以获得下面的信息:额定功率与额定电压的数值,再根据电功率的表达式可以求出电流的数值。由关系式P=UI可知 I=900220 A≈4.1 A,选项B正确。
答案:B
2一台电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R。设通过它们的电流相同(电动机正常运转),则在相同的时间内(　　)
A.电炉和电动机产生的电热相等
B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压
D.电炉和电动机两端电压相等
解析:本题考查纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的联系,纯电阻电路中,电功和电热相等,非纯电阻电路中,电功大于电热。
答案:ABC
3对于公式:W=UIt,W=I2Rt,W=U2Rt的适用范围,下列说法正确的是(　　)
A.这三个公式的适用范围相同
B.计算电功时第一个普遍适用,后两个只适用于纯电阻电路
C.计算电功时第二个普遍适用,其他两个只适用于纯电阻电路
D.这三个公式的适用范围与电路串、并联的方式有关
解析:上述三个公式的适用范围不同。计算电功时,W=UIt对任何电路都适用,W=I2Rt、W=U2Rt只适用于纯电阻电路,对含有电动机、电容器、电解槽的电路不适用,所以只有选项B正确。
答案:B
4关于运行中的电动机和点亮的白炽灯,下列说法中正确的是(　　)
A.电动机和白炽灯的电功率均大于热功率
B.电动机和白炽灯的电功率均等于热功率
C.电动机的电功率大于热功率,而白炽灯的电功率则等于热功率
D.电动机的电功率等于热功率,而白炽灯的电功率则大于热功率
解析:电动机和白炽灯的不同之处是电动机的电路是非纯电阻电路,当正常工作时电动机的电功大于电热,而白炽灯是纯电阻,工作时,电功全部转化为电热,所以选项C正确。
答案:C
5在研究焦耳定律的演示实验中,为了研究电流通过导体时放出的热量与电阻的关系,两烧瓶中煤油的质量应　　　　,通过两烧瓶中两根电阻丝的电流应　　　　,两烧瓶中两根电阻丝的阻值应　　　　。(均选填“相同”或“不同”)?
答案:相同　相同　不同
6电动汽车成为未来汽车发展的方向。若汽车所用电动机两端的电压为380 V,电动机线圈的电阻为2 Ω,通过电动机的电流为10 A,则电动机工作 10 min 消耗的电能为多少焦?产生的热量是多少焦?
解析:由W=UIt,得W=380×10×600 J=2.28×106 J
故电动机工作10 min消耗的电能为2.28×106 J
产生的热量Q=I2Rt=102×2×600 J=1.2×105 J
故产生的热量是1.2×105 J。
答案:2.28×106 J　1.2×105 J
7在某段电路中,一定值电阻的阻值为R=2 Ω,通过它的电流为I=1 A。求:
(1)电阻的热功率P。
(2)电阻在一分钟内产生的热量Q。
解析:(1)由P=I2R可得P=2 W。
(2)由焦耳定律Q=I2Rt得Q=12×2×60 J=120 J。　
答案:(1)2 W　(2)120 J