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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、S2,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、S2一段时间后,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,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 JB.30 JC.60 JD.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Q1Q2为(C)A.11B.32C.23D.496.一台“220 V60 W”的电风扇、一盏“36 V60 W”的白炽灯和一只“110 V60 W”的电加热器各自在额定电压下工作,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9.一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1.2104 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 V3 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18J。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 WB.8 W,24 WC.12 W,18 WD.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:(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=U2R=(10 V)250 =2 W(2)当P移至b端时,R被短路,电路中的电流I=UR=10 V100 =0.1 A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 )=4.2105 J(2)电热丝产生的热量Q放=I2Rt=(5 A)240 860 s=4.8105 J电热水壶的热效率=Q吸Q放100%=4.2105J4.8105J100%=87.5%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、S2,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I=P额U额=4000 W220 V18.2 A(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、S2时,R0接入电路中,电功率P0=2000 W,就有R0=U2P0=(220 V)22000 W=24.2
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