第六章 电功率
第3节 焦耳定律
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答案呈现
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C
A
B
焦耳;I2Rt
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大;多
D
C
C
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1.【2020?福建】下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.电视机
C.电热水壶 D.电冰箱
C
2.【中考?盘锦节选】用电热水器把质量为50 kg的水由20 ℃加热到50 ℃,水吸收的热量是________J,电热水器是利用电流的__________工作的。[水的比热容为4.2×103 J/(kg?℃)]
6.3×106
热效应
3.【中考?梧州】物理老师给同学们做短路演示实验时,他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路,如图所示是在实验中铜导线被烧断的情境,烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其他同长度的铜导线相比,它的( )
A.电阻较大 B.电压较小
C.电流较大 D.电功率较小
A
【点拨】由公式Q=I2Rt知,在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,温度越高,因此电阻大的位置容易被烧断。
4.【中考?河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,甲比乙的横截面积大,如图所示,将它们串联在电路中,通电一段时间后,比较甲、乙两导体升高的温度,下列判断正确的是( )
A.甲导体的温度升高得多
B.乙导体的温度升高得多
C.甲、乙两导体升高的温度相同
D.条件不足,无法判断
B
5.【2020?江西】1840年英国物理学家________最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系,其表达式为Q=________。
焦耳
I2Rt
6.【中考?临沂】小明发现空调和台灯的电源线虽然都是铜线,但规格明显不同,这主要是因为________(填“长度”或“横截面积”)对导线电阻的影响;小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40 Ω,工作时的电流为5 A,则通电10 s电阻丝产生的热量为________J。
横截面积
1×104
7.【中考?宜昌】在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来,连接处电阻比别处要______(填“大”或“小”),在相等时间内,导线连接处发热比别处更________(填“多”或“少”)。
大
多
【点拨】在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大;导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,由公式Q=I2Rt知连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热。
8.【2021?天津南开区期末】下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.家里使用电热水壶烧水
C.小黄妈妈用电熨斗熨衣服
D.电脑温度过高时,风扇及时启动,给电脑降温
D
9.电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害,下列情况中不属于防止电热危害的是( )
A.电视机的后盖有许多孔
B.电动机外壳有许多散热片
C.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次
D.电脑机箱内有小风扇
C
【点拨】电视机的后盖有许多孔是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉。电流通过电动机产生的热量是有害的,故要用散热片散热。家电长时间停用,隔一段时间应通电一次可防止家电受潮。过多的热量会影响电脑的正常工作,机箱内有风扇就是为了散热。
10.【中考?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( )
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
C
【点拨】不清楚不同用电器工作时能量转化情况是解题错误的根源。
11.【中考·兰州】探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”,他们选用了以下实验器材:两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油,相同的温度计A和B、阻值分别为R1、R2的电阻丝(R1<R2),还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线,他们设计了如图所示的实验电路,进行如下实验:
闭合开关,通电一段时间后,记下温
度计A的示数为t1,温度计B的示数
为t2,发现t1<t2。请根据以上叙述
回答下列问题。
(1)实验中是通过观察________________来反映电流产生热量的多少。
(2)请指出实验过程中存在的问题:__________________
__________。
(3)实验改进后得出的结论是_________________________
___________________________。
温度计示数的变化
没有控制烧瓶中液体
的种类相同
电流和通电时间一定,导体
的电阻越大,产生的热量越多
12.【中考·衡阳】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<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻
璃管与相同
的气球相连,
两次实验电
源电压不变。
(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。
气球体积
(2)甲装置可探究电流产生的热量与________的关系。
电阻
【点拨】甲装置中阻值不相等的两电阻丝串联,则两电阻丝中的电流、通电时间相等,可探究电流产生的热量与电阻的关系。
(3)在装置甲、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。
电流
【点拨】由乙装置可知两电阻丝并联,而与B气球和D气球相通的电阻丝阻值相等,电流不同,可探究电流产生的热量与电流的关系。
(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。
C
13.【中考?成都】如图所示,电热水壶上标有“220 V 1 800 W”,小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热,在额定电压下,烧开一壶水用时3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生
的热量为多少焦?
解:电热Q=W=Pt=1 800 W×(3×60 s+20 s)=3.6×105 J。
14.【中考?新疆建设兵团】如图所示电路中,电阻R1的阻值为2 Ω,当开关闭合后,电压表V1的示数为1 V,V2的示数为2 V。求:
(1)电源两端的电压。
解:电路为R1、R2的串联电路,二者两端电压之和为电源两端的电压,则电源电压U=U1+U2=
1 V+2 V=3 V。
(2)通过R1的电流和R2的阻值。
(3)R2在1 min内产生的热量。
解:R2在1 min内产生的热量Q=U2I2t=
2 V×0.5 A×60 s=60 J。