教育专题：_焦耳定律习题课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,习题课,焦耳定律,电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比、与通电时间成正比。,对于纯电阻电路,Q=W=Pt （2）,Q=W=UIt （3）,Q=W=t （4）,U,2,R,普适公式：,Q=I,2,Rt,（1）,I、t相等，Q与R成正比,U、t相等，Q与R成反比,R、t相等，Q与I,2,成正比,Q与U,2,成正比,Q、R相等，t与I,2,成反比,t与U,2,成反比,t=,U,2,R,I,2,Q,Q,R,1.两电热丝电阻之比R,1,:R,2,=2:3,通过的电流之比I,1,:I,2,=3:2,在相同的时间内它们放出的,热量之比Q,1,:Q,2,是 (),3:2 B.1:1,C.27:8 D.4:9,Q=I,2,Rt,A,11、,2.要使电热器在单位时间内产生的热量减为原来的一半，下列措施中可行的是 （）,R不变，I,减为原来的一半,B.U不变，R增大为,原来的四倍,C.U和R均,减为原来的一半,D.R不变，U,减为原来的一半,Q=I,2,Rt,Q=,U,2,R,t,C,3.下表是盛京牌快速电热水壶上的铭牌，若在用电高峰时，实际电压为200V的情况下，电热水壶5min可产生多少焦耳的热量？,1.9810,5,J,4.一台电动机，线圈电阻为0.5,接在12V的电源上,电流为2A。,求：这台电动机5min内消耗多少电能？线圈产生的热量是多少？有多少电能转化为机械能？,解：W=UIt=12V2A 300S=7200J,Q=I,2,Rt=(2A),2,0.5 300S=600J,W,机,=,W,Q=7200J,600J=6600J,4.有四段电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同，但绕成不相同的圈数（每圈的长度相等，a、c圈数相同，b、d圈数相同）如图连接，通电后，在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是（）,A、a、b、d、c,B、a、c、b、d,C、b、d、a、c,D、d、c、b、a,5.将a,b接入电压恒定的电时,1min产生热量360J;b,c接入该电路中时,1min产生热量180J。若将a、c接入该电路中时，1min产生的电热是?,a,b,c,R,1,R,2,a,b,c,120J,7.CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，,R,0,为电热丝当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W,（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？,（2）电热丝,R,0,的阻值多大？,（3）当电饭煲在正常焖饭、,保温时电路中的电流多大？,焖饭、保温10min，电热丝,R,0产生的热量为多少？,220V,220V,R,0,R,1,2,S,2,44,264J,8.电热毯的简化电路图，电源电压为220V，R,1,是发热电阻，R2是阻值为616的分压电阻，S是控制电热毯工作状态的开关。S转到触点1为断开状态；S转到触点2为低温状态；S转到触点3为高温状态，此时功率为100W。,求：（l）当开关S转到触点3时。电热毯的发热电阻R,1,是多少？,（2）当开关S转到触点2时，通过电路的电流是多少安？发热电阻R,1,消耗的功率是多少瓦特？,484,0.2A,19.36W,11.小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，线圈电阻R=15，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I=08A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，摩擦不计，求：,（1）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q,（2）电动机输出的机械功率P,（3）电动机能量转换效率,9.,用电热丝烧水，当电压为U时，t min内可将水烧开如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为(),At4 min Bt2 min C2t min D4t min,Q、R相等，,t与U,2,成反比,t,=,U,2,Q,R,9.两根相同电阻，串联在电路中，烧开一壶水需时间t，若并联在同一电源上，烧开同一壶水需时间t？,并联时，Q,吸,=Q,放,=W=2U,2,t,/R,烧开同一壶水,Q,吸,相同,Q,放,相同,即,U,2,t/2R=2U,2,t,/R,串联时，Q,吸,=Q,放,=W=U,2,t/2R,t=（1/4）t,6.单独将电阻为R,1,的电阻丝接入电源上，烧开一壶水需要10min，单独将电阻为R,2,的电阻丝接入电源上，烧开一壶水，需要15min，若将这两根电热丝串联后接入同一电源上，烧开同一壶水，需要的时间 为（）,A.25min B.6min,C.12.5min D.150min,9.一个电热器内有甲、乙两根电热丝，若将甲、乙电热丝单独接入电压为U的电源两端使用时，烧开同一壶水，甲通电6min，乙通电12min。若将这两根电热丝并联接入U电压的电源上使用时，烧开同一壶水，需要的时间 为（）,A.16min B.4min,C.36min D.8min,10.一只1500W的电磁炉正常工作4min,将1Kg、20的水烧开,求该电磁炉的效率?,Q=cm（t=t,0,）,3.3610,5,J,W=Pt,3.610,5,J,=,Q,W,93.3%,12.标有,“,220V55W,”,的电烙铁与一只电灯（灯丝在预热状态下的电阻为495）连成如图电路，断开S，电烙铁处于预热状态；闭合S，电烙铁很快达到焊接温度，则（1）预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？（2）预热状态下,整个,电路消耗的功率是电烙铁正常工作时消耗功率的百分之几？,22.528W；64%,220V,电烙铁,L,S,13、某同学的玩具电动车上，有一微型直流电动机，从消耗电能方面看，其内部可等效为如图所示的电路当电动机不转时，相当于开关S置于“1当电动机正常工作时，相当于开关S置于“2”电阻R1为线圈电阻，它的功率为发热功率；电动机对外做功的功率可用电阻R2的功率代替,(1)当给它加03V电压时，电动机不转，电路中的电流为03A，求电阻R1的阻值；,(2)当给它加3V电压时，电动机正常工作，电路中的电流为04A，求电动机的发热功率 及对外做功的功率；,(3)当给它加3V电压而电动机被卡住(电动机不转)时，求发热功率；,(4)比较(2)、(3)的发热功率，你认为电动机正常工作时若被卡住，对电动机会产生什么危害?,14、电热水壶的铭牌标有“额定电压220V，额定功率1kW”，小芳把20的水注入该壶中，电热水壶显示壶中水的体积为1L，让电热水壶在额定电压下工作，通电6min加热到沸腾，这段时间水吸收热量_J；电热水壶的效率为_，已知大气压为1标准大气压，水的比热容为4210,3,J(kg)，水的密度为10l0,3,kgm3,15、阻值为R的电阻丝，接到电压不变的电源上，3min可以烧开一杯水，现换用阻值为10R的电阻丝，再接到这个电源上，使同样的一杯水烧开（不计热量损失），所需时间为?,16、某电动机线圈电阻为1,电动机两端电压为20V时,电流为1A,求1min内电动机消耗的电能？1min内线圈产生的热量是多少？,17、电吹风吹冷风时,插头处电流为0.2A,此时它消耗的电功率为?若它发热丝的电阻为50,则当它吹热风时,正常工作2min,消耗的电能为?,I,2,=U/R,2,=220V/50=4.4A,I=I,1,+I,2,=0.2A+4.4A=4.6A,W=UIt=220V4.6A120S=121440J,照明电路的电压是一定的，由P=UI可知，,电路中接入大功率电炉时，通过的电流大，,在电线的电阻相同的情况下，跟电炉相连的,电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过,的电流大得多。所以根据焦耳定律Q=I,2,Rt可知，,在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线,产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的,热量大得多。因此跟电炉相连的电线显著发热，,有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。,12、和电炉相连的电线（与和,灯泡,相连的,电线相比,）为什么显著发热？,电饭锅标有,“,220V 1100W,”,，其保温时总功率为22W，求：1、R,2,=？,2、保温时R,2,的功率？,S,U=220V,R,1,R,2,小明要用图13所示的实验器材探究,电压一定时,，电流热效应与电阻的关系。其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。,(1)请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。,图13,甲,乙,铜丝,镍铬合金,丝,煤油,(2)电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过,显示电流产生热量的多少的。象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫,“,转换法,”,。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：,。,(3)在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有,。,(4)在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则,瓶内温度计的示数升高的多。,市场上有一种双能源太阳能热水器，晴天享用太阳能，阴天可用电加热.如图是该热水器电路图.电热管R标有“220V100W”字样，R,0,与构R成保温电路.当K连到2时，电热管正常工作，给水箱里的水加热；当K连到3时，热水器处于保温状态，保温功率为100W.,（1）求R、R,0,的值.,（2）保温时R的实际功率是多少？,某一电饭锅，内部电路如图所示。R1是加热电阻，阻值为48.4；R2是限流电阻，阻值为484。煮饭时，接通电源(220V 50Hz)、闭合手动开关Sl，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合。S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80时会自动断开，温度低于70时会自动闭合。问：,(1)若接通电源后没有闭合开关S：，那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什么?,(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关S,1,的自动断电功能不起作用，这是为什么?,(3)在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少?的内能的效率为84，那么在一个标准大气压下将温度为20、质量为2.5kg的水烧开，至少需要多长时间?,解：(1)不能,不闭合S,1,，电饭锅只能处在保温状态电饭锅内食物的温度不超过80,(2)在1标准大气压下,水的沸点是100,所以S,1,自动断电功能不起作用.,(3),(4)Q,吸,=cm(t-t,0,)=4.2x10J/(kg,)X2.5kgX(100,20)=8.4X10,5,J,Q,放,=10,6,J,由Q,放,=得t=10,3,s,如果将两个定值电阻R,1,和R,2,以某种形式连接起来接入电路中，则电阻R,1,消耗的电功率为12 W；如果将这两个电阻以另,种形式连接起来，接入原电路中，测得该电路的总电流为9A，此时电阻R,1,消耗的电功率为108 W，求电阻R,1,和R,2,的阻值各是多少?,灯L的额定电压为6V，（设灯丝的电阻不变），滑动变阻器R的最大阻值为20。,S闭合，P置中点时，灯L恰正常发光，当P在阻值最大端时，等两端的电压为4V。求：电源电压和灯L的额定功率；当滑动变阻器连入的电阻最大时，电流通过它3min所产生的热量？,L,R,P,S,“,220V 1000W,”,的电炉，想把它接在110V的电源上使用，且功率大小不变，可采取的措施是？,电路丝烧断后，若剪去一段后在接入原电路，在相同的时间内，产生的热量与原来相比？,电炉通电后，电炉丝红的发热，而连着的铜导线却不那么热，是因为？,R,1,R,2,S,U,R,1,、R,2,电阻之比为3：2，S断，R,1,消耗的功率为,P,1,；S断，R,1,消耗的功率为P,2,；则P1、P,2,之比,C.把电炉丝截3/4,1.,“,220V 600W,”,的电炉，要接在110V的电源上，为保持功率不变，下列措施可行的是？,A.把电炉丝截去一半,B.把