1、1第 4 节 焦耳定律知识要点基础练知识点 1 电流的热效应1.下列用电器中,利用电流热效应工作的是 (A)A.电暖气 B.计算器C.电视机 D.笔记本电脑2.如图所示,为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路,以下说法正确的是 (D)A.闭合开关 S1、S 2,通过三根电阻丝的电流相同B.先闭合开关 S1,再闭合开关 S2,电流表示数保持不变C.闭合开关 S1、S 2一段时间后,右边 U 形管内的液面差比左边 U 形管内的液面差大D.先闭合开关 S1,再闭合开关 S2,通过右容器中电阻丝的电流变小知识点 2 焦耳定律3.电炉丝通电后热得发红,而跟电炉丝连接的铜导线不怎么热,
2、这是因为虽然通过电炉丝和铜导线的 电流 相同,但电炉丝的 电阻 比铜导线的大得多,根据 P=I2R 可知,电流通过电炉丝产生热量的 功率 远远大于通过铜导线产生热量的 功率 。 4.某阻值为 4 的定值电阻,通过的电流为 0.5 A,则 1 min 内产生的热量是 (C)A.2 J B.30 J C.60 J D.120 J5.两个电阻 R1=20 和 R2=30 串联在电路中,经过一段相同时间,它们产生的热量之比Q1 Q2为 (C)A.11 B.32 C.23 D.496.一台“220 V 60 W”的电风扇、一盏“36 V 60 W”的白炽灯和一只“110 V 60 W”的电加热器各自在额
3、定电压下工作,比较它们通电时间相同时产生的热量 (B)A.电风扇最多 B.电加热器最多C.白炽灯最多 D.三者一样多知识点 3 电热的利用和防止7.在炎热的夏天,电视机连续使用较长时间后,要停一会,但如果长期停止使用,隔一段时间要通电一次。这是因为 电热 在起作用,前者是为了 散热 ,后者是为了 驱潮 。 8.下列事例中,能防止电热造成危害的是 (A)A.收音机、电视机的机壳上开有许多小孔B.高空飞行员所穿衣服里的电热保暖装置C.用于烘干物体的电烘箱D.大型爆破工程中常常用电热装置引爆炸药综合能力提升练29.一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
4、电阻为2 ,则它的电功率是 2200 W,这台电动机 1 min 内产生的热量是 1.210 4 J。 10.用粗细均匀的电热丝加热烧水,通电 10 min 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 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)10 min。 11.如图所示的电路,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 ;通电 10 s,电阻 R 上产生的热量为 18 J。 12.严寒冬季,我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,S2为三挡旋
5、钮开关(金属片 M 可分别拨至 a、 b、 c 处),电阻丝 R1、 R2规格相同且阻值不变,b 为电阻丝 R1的中点。这只电热靴的低温挡为 6 W,则其中温挡和高温挡分别为 (A)A.8 W,12 W B.8 W,24 WC.12 W,18 W D.12 W,24 W13.小亮想探究电流通过电阻时产生的热量 Q 与电阻 R 的关系。他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、阻值为 R1和 R2的电阻丝( R1R2),还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线。他连接了如图所示的电路,进行了如下实验:闭合开关通电一段
6、时间后,记录下温度计 A的示数为 t1,温度计 B 的示数为 t2,发现 t1t2。请根据以上叙述回答下列问题:(1)小亮探究问题中的自变量是 电阻 ,因变量是 电流产生的热量 ; (2)实验中是通过观察 温度计示数的变化 来反映电流产生热量多少的; (3)通过上述实验现象小亮认为:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。请指出小亮实验过程中存在的问题: 没有进行多次实验,没有控制烧瓶中为同种液体 ,写出改进措施: 在烧瓶中装入同种液体并选用不同的电阻进行多次实验 ; (4)若用该实验装置探究电流通过电阻时产生的热量 Q 与电流 I 的关系,还需要增加的测量仪器是 秒表 。 14.如
7、图所示电路,电阻 R的阻值为 50 ,滑动变阻器 R 的最大阻值为 100 ,电源电压保持 10 V 不变,闭合开关。求:3(1)当 P 移至 a 端时,电阻 R消耗的功率;(2)当 P 移至 b 端时,电路中的电流大小和通电 2 min 产生的热量。解:(1)当 P 移至 a 端时,两电阻并联,电阻 R消耗的功率 P= =2 W2=(10 )250 (2)当 P 移至 b 端时, R被短路,电路中的电流I= =0.1 A=10 100 通电 2 min 产生的热量Q=I2Rt=(0.1 A)2100 120 s=120 J15.某电热水壶内部电热丝的阻值为 40 ,接在电路中后通过的电流为
8、5 A,通电 8 min,能够将 2 kg 的水从 20 加热到 70 ,不计温度对电热丝阻值的影响,已知水的比热容为4.2103 J/(kg)。求:(1)这壶水吸收的热量;(2)此电水壶的热效率。解:(1)这壶水吸收的热量Q 吸 =cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)2 kg(70 -20 )=4.210 5 J(2)电热丝产生的热量Q 放 =I2Rt=(5 A)240 860 s=4.810 5 J电热水壶的热效率= 100%= 100%=87.5%吸放4.21054.8105拓展探究突破练16.小翔随爸爸在商店选中一款速热式电热水器,它的工作电路图和铭牌如图所示(图中 R 是加热
9、电阻,其电阻不随温度而变化)。则:(1)电热水器正常工作时,电路中电流是多大(结果保留一位小数)?(2)电热水器正常工作 15 min,加热电阻 R 消耗的电能是多少千瓦时?(3)根据题中电路图,再给你一个加热电阻 R0和两个开关 S1、S 2,请你对该电热水器进行电路改装。设计要求:不同季节电热水器的额定功率不同,夏天额定功率是 2000 W,春、秋两季额定功率是 4000 W,冬季额定功率是 6000 W,请画出改装后的电路图,并计算 R0。解:(1)电热水器正常工作时的电流4I= 18.2 A额额 =4000 220 (2)正常工作时间 t=15 min=0.25 hP 额 =4000 W=4 kW加热电阻 R 消耗的电能W=P 额 t=4 kW0.25 h=1 kWh(3)由题意可知,两加热电阻并联,分别由一个开关控制,电路设计如下夏天,断开 S1,闭合 S、S 2时, R0接入电路中,电功率 P0=2000 W,就有R0= =24.2 20=(220 )22000
