18.4焦耳定律
一、单选题
1.下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电视机 B.电热杯 C.电风扇 D.电脑
2.甲、乙两用电器消耗的电能之比为 2:3,时间之比为 4:3,则其电功率之比为( )
A.2:1 B.9:8 C.8:9 D.1:2
3.下列用电器中,正常工作一小时耗电接近 1kW?h 的是( )
A.空调 B.台灯 C.电视机 D.计算机 4.下列用电器中是利用电流热效应工作的是( )
A.电饭锅 B.洗衣机 C.电冰箱 D.电视机
5.白炽灯、电熨斗和电烙铁上标有“220V 600W”字样,它们均正常工作 1h,产生的热量最少的是( )
A.白炽灯 B.电熨斗 C.电烙铁 D.一样大
6.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
7.下列关于如图所示实验的说法中错误的是( )
A.该实验研究的是电流的热效应
B.实验中采用了控制变量法
C.观察实验现象可知:在其它条件相同时,电阻越大产生的热量越少
D.实验中是通过观察温度计示数的变化来判断电流通过导体时产生热量的多少
8.如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V,60W”的字样,它们都在额定电压下工作相同时间,不正确的( )
A.消耗的电能一样多 B.电流做的功一样多
C.产生的热量一样多 D.产生的热量电烙铁最多
9.如图所示的家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. 电热水器 电冰箱
C. 笔记本电脑 电动剃须刀
10.用粗细均匀的电热丝加热烧水,通电 10min 可烧开一壶水,若将电热丝对折起来使用,电源电压不变,则烧开同样一壶水的时间是( )
A.2.5 min B.5 min C.20 min D.30 min
二、填空题
11.如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图。A、B 两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶 A 内的金属丝电阻较小,烧瓶B 内的金属丝电阻较大。实验中应使两瓶中盛装的煤油质量 (选填“相等”或“不相等”).当开关闭合后, (选填“A”或“B”)瓶中温度计示数上升较快。
12.电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的 效应;试举一个使用该效应的电器 。
13.炎炎夏日蚊虫肆虐,无孔不入,让人防不胜防。为免受叮咬之苦,不少市民购置了防蚊利器﹣电热驱蚊器,它价格适中、无明烟明火,安全清洁,防咬效果好,深受人们喜爱。“电热驱蚊器”是利用电流的 效应工作的,发热元件是一个阻值为 1000Ω的电阻,接在 220V 电路中通电 100s 产生的热量为 J。
14.太阳能热水器、电热水器、燃气热水器是常见的三种热水器。现需将 10kg、20℃的水加热到 40℃,不考虑能力转换过程中能量的损失,若用太阳能热水器加热,则水吸收了 J 太阳能;若用额定功率为 1000W
的电热水器正常加热,则需要 分钟;若用燃气热水器加热,则需要完全燃烧 m3 的燃气。(水的比
热容为 4.2×103J/(kg?℃).燃气的热值为 4.2×107J/m3)
15.据报道,南宁市区日常 3000t 生活垃圾,而“垃圾是放错位的资源”,利用垃圾发电可缓解城市垃圾过多带来的问题。若完全燃烧 1t 的生活垃圾可发电 210kW?h,则完全燃烧 3000t 生活垃圾可发电 kW?h.这 些电能可供功率为 1kW 的空调正常工作 h,可以使 kg 的水温度升高 60℃.[不计热量损失,水的比热容是 4.2×103J/(kg?℃)]。
三、解答题
16.电热毯坏了,将电阻丝接上后可以继续使用,但在使用中发现接头处容易被烧焦,请解释容易被烧焦的原因。
四、实验探究题
17.小亮利用两个密闭容器中装有质量相等的空气的装置(如图所示)进行实验,探究“电流产生的热量与哪些因 素有关”。
(1)在图(乙)中两密闭容器中的电阻丝阻值一样,但在其中一容器外并联了一个阻值相同的电阻丝,此装置研究的是 。
(2)在此实验中电流产生的热量不易观察,都是通过观察 来比较电流通过电阻丝产生的热量多少。
五、综合题
18.有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示,该热水器设有高、中、低三档,已知电热丝 R1=55Ω,高档加热功率为 1100W,电热转化效率为 80%,水的比热容为 4.2×103J/kg?℃)。求:
(1)将 2kg 水从 20℃加热到 75℃需要吸收多少热量;
(2)用高档将 2kg 水从 20℃加热到 75℃需要多少时间;
(3)只闭合 S、S2 时,电热水器的电功率是多少。
19.小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1 是手动开关,置于热水器水箱外部;S2 是温控开关,置于热水器水
箱内部。当水温低于 40℃时自动闭合,达到 40℃时自动断开;R1 和 R2 均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时,手动闭合开关 S1,电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示:
(1)电热丝 R1 的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝 R2 的电流是多少?
(3)假设将初温为 30℃的一满箱水加热至设定温度用了 20min,则电热水器的效率是多少?[水的比热容为 4.2
×103 J/(kg?℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]。
参考答案
一、单选题
1.B; 2.D; 3.A; 4.A; 5.A; 6.D; 7.C; 8.C; 9.A; 10.A;
二、填空题
11.相等;B;
12.热;电热水器等;
13.热;4840;
14.8.4×105;14;0.02;
15.6.3×105;6.3×105;9×106;
三、解答题
16.把电阻线断处接上后,由于接触不良使接触处的电阻增大(或接触处形成大电阻),相同时间内电流通过该点
产生的热量多,使得接点的温度很高,所以容易被烧焦。
四、实验探究题
17.(1)电流产生的热量与电流的关系;(2)U 型管液面高度的变化。
五、综合题
18.(1)将 2kg 水从 20℃加热到 75℃需要吸收 4.62×105J 的热量;(2)用高档将 2kg 水从 20℃加热到 75℃需要 525s;
(3)只闭合 S、S2 时,电热水器的电功率是 220W。
19.(1)电热丝 R1 的阻值是 440Ω;(2)加热时流过电热丝 R2 的电流是 8A;(3)电热水器的效率是 93.6%。
额定电压 220 V
频率 50 Hz
保温功率 110 W
加热功率 1 870 W
水箱容量 50 L
设定温度 40℃