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课时训练(十七)焦耳定律(限时:50分钟)一、填空题1.xx黔南 1840年,英国物理学家最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系;从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时是将电能转化为能。2.如图K17-1所示是林红同学探究焦耳定律的实验装置,已知R1”“”或“=”)图K17-13.xx辽阳如图K17-2所示实验装置,可用来探究通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与的关系。将装置接在电压为3 V的电源上,通电2 min,电流通过电阻R2产生的热量为J。图K17-24.xx重庆如图K17-3所示,电源电压恒为6 V,R1=30 ,只闭合开关S1时,电流表示数为A;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5 A,则通电1 min电阻R2产生的热量为J。图K17-35.如图K17-4所示的电路中,闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为13,在相同的时间内电流通过R1、R2产生的热量之比为。图K17-46.如图K17-5所示是两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系,若将两电阻并联在电压为2 V的电路中,干路上电流为A,通电相同时间,RA、RB产生的热量之比QAQB=。图K17-57.xx成都如图K17-6所示的电热水壶上标有“220 V1800 W”,小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻。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J。图K17-68.xx威海标有“220 V2000 W”的即热式电热水龙头,其加热电阻丝的阻值是;在额定电压下工作21 s,若不计热量损失,能够使kg的水从15 上升到35 。水的比热容为4.2103 J/(kg)9.xx枣庄如图K17-7所示是某种电热器的电路图,电源电压220 V,R1、R2的阻值分别为11 、22 ,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是W,在高温挡工作1 min产生的热量是J。图K17-7二、选择题10.xx钦州电炉工作时,根据焦耳定律可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线多,所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热,其原因是()A.电炉丝的电阻较大B.电炉丝与导线是并联的C.电炉丝的横截面积大D.通过电炉丝的电流较大11.xx深圳图K17-8为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是()图K17-8A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法B.右侧电阻丝的阻值比左侧小C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系12.如图K17-9所示,林红同学将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三段阻值不同的电阻丝(R1R2R3)分别给三个烧瓶中的空气加热,通电一段时间后体积变化最大的气球是()图K17-9A.aB.bC.cD.三个相同13.xx自贡计算电流通过电风扇产生的热量,下列公式选用正确的是()A.UItB.U2RtC.I2RtD.前面三个都可以14.通过一根电阻丝的电流为2 A,通电1 min产生了2.64104 J的热量,则它的电阻是()A.66 B.6600 C.110 D.220 15.如图K17-10所示,阻值为R的电阻丝,用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上。闭合开关后,在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是()ABCD图K17-1016.某电热器有两根电阻丝,在同一电源上,要烧开同一壶水,只用第一根电阻丝时,需要6 min。只用第二根电阻丝时需要12 min。若把两根电阻丝并联起来仍接在原电源上,烧开这一壶水,则需要()A.18 minB.9 minC.4 minD.2.4 min17.如图K17-11所示,电阻R1、R2的大小关系是R2=2R1,当开关S断开和闭合时,在相同的时间内,电流通过R1产生的热量之比为()图K17-11A.13B.19C.31D.91三、计算题18.xx江西如图K17-12所示是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S1时,R1加热,电动机搅拌,开始制作爆米花;只闭合开关S2时,R2保温,防止爆米花变凉;爆米花机的铭牌如下表所示。c玉米=1.2103 J/(kg)(1)将100 g、20 的玉米加热到300 成为爆米花时,求玉米粒需要吸收的热量。(2)电阻R1发热,把100 g、20 的玉米粒加热成为爆米花,需要用时5 min,求R1的加热效率。(3)求保温电阻R2的阻值。图K17-12额定电压220 V加热功率200 W保温功率22 W电动机功率40 W四、实验探究题19.xx河北用如图K17-13甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。图K17-13(1)烧瓶中装入的煤油是(选填“导体”或“绝缘体”)。(2)请根据实物图甲,在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应,通过R1的电流通过R2的电流。(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明。(5)小红用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映h-I关系的是。拓展 (6)用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗?回答:。请用实例说明原因:。参考答案1耳内2.3.电阻244.0.21085.126.0.6217.小3.61048.24.20.5解析 加热电阻丝的阻值R=U2P=(220V)22000W=24.2 。在额定电压下工作21 s消耗的电能W=Pt=2000 W21 s=4.2104 J;若不计热量损失,则Q吸=W=4.2104 J,由Q吸=cmt可得,加热水的质量m水=Q吸c水t=4.2104J4.2103J/(kg)(35-15)=0.5 kg。9.22003.9610510.A11.D12.C13.C14.C15.D16.C解析 t1=6 min,t2=12 min,烧开同一壶水,则Q水吸=Q1放=Q2放=Q并放,即Q水吸=U2R1t1=U2R2t2=U2R并t3;代入数据,得R1R2=t1t2=6 min12 min=12,t1t3=R1R并,R并=R1R2R1+R2=23R1,则t3=R并R1t1=236 min=4 min。17.B18.解:(1)由题意可知,玉米粒吸收的热量为Q=c玉米m(t-t0)=1.2103 J/(kg)0.1 kg(300 -20 )=3.36104 J。(2)由题意可知,加热5 min消耗的电能为W=P加t=200 W560 s=6104 J,加热的效率为=QW=3.36104J6104J=56%。(3)由电路图可知,保温时电路中只有电阻R2,所以电阻R2的阻值为R2=U2P保=(220V)222W=2200 。19.(1)绝缘体(2)如图所示(3)相等小于(4)在电阻和通电时间相同的条件下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多(5)A(6)不能因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能
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