資源簡介

15.4 探究焦耳定律
知識點
焦耳定律：__________________________________________________________________________
(
例題
)計算公式：_______________________________________________
例：（2021廣東）.如圖所示為“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟______的關(guān)系”的實驗裝置。實驗中用U形管內(nèi)液面高度差的大小來反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫______（選填“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”）法。通電一段時間后，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量比右側(cè)的______（選填 “多”或“少”）。
練習(xí)
1、（2021廣州）我們用圖中的裝置進行實驗，根據(jù)現(xiàn)象可推斷定值電阻R1和R2的大小關(guān)系。
(
1題
)(1)定值電阻R1和R2分別加熱容器內(nèi)的油（甲瓶中的油比乙瓶中的多）。兩電阻工作相同時間，油均未沸騰，觀察到甲溫度計升溫比乙溫度計多。該過程電阻產(chǎn)生的熱量全部被油吸收。根據(jù)上述實驗可得“R1產(chǎn)生的熱量比R2多”，依據(jù)是______；
(2)根據(jù)上述信息，可判斷R1______R2（選填“>”“=”“<”）。
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2
題
)2、（2021北京）某同學(xué)想探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻通電時間是否有關(guān)。他連接了如圖20所示的電路進行實驗，其中兩個完全相同的燒瓶內(nèi)分別裝有質(zhì)量和初 溫都相同的煤油，以及阻值為R 1 和 R 2的電阻絲（ R1＜R2）。
（1）該實驗探究的問題是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與________是否有關(guān)。
（2）該實驗中，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少用________來反映。
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3
題
)3. (2020內(nèi)蒙古通遼).某電熱水器簡化電路如圖所示，保溫功率為220W，加熱功率為1100W，R1和R2均為定值電熱絲，S為自動開關(guān)，電熱絲R1的阻值為______Ω；如果該電熱水器的熱效率為80%，將2L的水從12°C加熱至沸騰，需要______s。[已知 ，ρ水=1.0g/cm3]
4、（2021寧夏）小朋友在玩電動玩具車時，如果用手將其按住，不讓車輪轉(zhuǎn)動，很容易燒壞電動機，這是因為電動機線圈的電阻_______（選填“很大”或“很小”），此時通過電動機線圈的電流會_______（選填“很大”或“很小”），根據(jù)_______知，短時間內(nèi)會在線圈中產(chǎn)生大量的熱，從而將線圈燒壞
5、（2021聊城）左表是小明家電飯煲銘牌的部分信息，小明家電能表的示數(shù)如有圖所示。把電飯煲接在家庭電路中使用時，下列說法錯誤的是
A.電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)工作的
B.電飯煲在中擋正常工作時電熱絲阻值比低擋正常工作時小
C.電飯煲在高擋正常工作10min，消耗的電能是1.08X 105J
(
6
題
)D.若家中只接人電飯煲，在高擋正常工作10nin.電能表示數(shù)將變成7328.6kW h
6、（2021四川樂山）如圖所示，在兩個透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。將容器中的電阻絲R1、R2串聯(lián)在電路中，且R1=2R2=20Ω，電源電壓U=6V。閉合開關(guān)后，甲管中液面比乙管中液面上升得 _______ （選填“慢”、“快”或“相同”），當(dāng)滑動變阻器滑片P移至最右端時，在1分鐘內(nèi)電流通過電阻絲R1產(chǎn)生的熱量Q= _________J。
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8
題
)7、（2021南充）小明將線圈電阻為4.84Ω的電動機接人220V的家庭電路中，關(guān)閉其它用電器，只讓電動機工作時，觀察到他家標(biāo)有2000imp/(kW.h)的電能表3min內(nèi)閃爍了100次，則電動機在這段時間內(nèi)消耗的電能為 _________ kW.h,電動機線圈產(chǎn)生 ___________ J的熱量。
8、（2021 遵義）某興趣小組設(shè)計了如圖甲所示的電路進行實驗探究，電源為電壓可調(diào)的學(xué)生電源，小燈泡L標(biāo)有“6V 1.2W”字樣，R為20Ω的定值電阻．小組根據(jù)記錄的電流表和電壓表的示數(shù)變化，描繪出如圖乙所示的I﹣U關(guān)系圖．當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，通過小燈泡L的電流為　______　A，調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)電路消耗的總功率為1.35W時，小燈泡的實際功率為__________W．
(
9
題
)9、（2021泰州）.如圖甲所示電路，電源電壓恒為6V，滑動變阻器R的規(guī)格為“25Ω、1A”，電流表量程選擇“0~0.6A”，電壓表量程選擇“0~3V”，小燈泡上標(biāo)有“4.5V、0.3A”字樣，其I-U圖像如圖乙所示，閉合開關(guān)S，為保證電路安全，在移動滑片P的過程中，下列選項正確的是（　　）
A. 電路的最大功率是3.6W
B. 小燈泡的最小功率是0.75W
C. 電流表的最小示數(shù)是0.15A
D. 電流表的最大示數(shù)是0.4A
10、（2021青島）小明測量小燈泡的電功率，電路如圖甲所示，電源電壓恒為6V，小燈泡上標(biāo)有“3.8V”字樣。實驗得到小燈泡的U-I圖象如圖乙所示。下列分析正確的是（　　）
A. 小燈泡的電阻約為12.7Ω
B. 小燈泡的額定功率為1.14W
C. 小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路中的阻值為20Ω
D. 小燈泡兩端電壓為2.0V時，滑動變阻器消耗的電功率為0.88W
11、（2021廣東東莞）下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（　　）
A．電視機 B．電腦 C．電風(fēng)扇 D．電飯煲
12、(2020云南昆明)在“探究電流產(chǎn)生的熱里與哪些因素有關(guān)”的實驗中，提供了如圖15的實驗器材，其中R1＞R2。
實驗一：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系：
（1）請按照圖15中的電路圖將對應(yīng)實物圖連接完整；
（2）電路中電阻絲的連接方式是為了控制________；電阻絲放出熱量的多少，通過________來進行判斷：
（3）閉合開關(guān)，經(jīng)過一定時間，用電阻絲R1熱的煤油溫度升高了△t1，用電阻絲R2加熱的煤油溫度升高了△t2，那么△t1________△t2（選填“大于”，“等于”或“小于”）
實驗二：探宂電流產(chǎn)生的熱S與電流的關(guān)系
（4）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑動觸頭，使電路中的電流變成實驗一中電流的2倍，且通電時間相同。實驗發(fā)現(xiàn)：用電阻絲R1（或R2）加熱的煤油，溫度升高△t1’（或△t2’________2△t1（或2△t2）（選填“大于“等于”或“小于”），該實驗說明電流產(chǎn)生的熱量與電流的________正比例關(guān)系。
（5）你認(rèn)為做這個實驗產(chǎn)生誤差的主要原因是_____________________________________．
13、（2021齊齊哈爾）如圖甲所示是某品牌電飯煲，圖乙是該電飯煲的原理圖。它有高溫和保溫兩檔，通過開關(guān)S進行調(diào)節(jié)，R0與R為阻值不同的電熱絲。現(xiàn)在將該電飯煲接在220V的電源上，用高溫檔工作時，電路的總功率為1000W；用保溫檔工作時，電路的總功率為440W．已知c水＝4.2×103J/（kg℃）。求：
（1）電飯煲在高溫檔時，開關(guān)S應(yīng)　 ________ 　（選填“閉合”或“斷開”）。
（2）電熱絲R0的阻值是多少？
（3）當(dāng)電飯煲處于保溫檔時，電路中的電流是多少？
（4）用電飯煲將質(zhì)量為2kg的水加熱，使其溫度升高30℃，則水吸收的熱量是多少？
答 案
一、知識點
焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
計算公式：Q=I2Rt (適用于所有電路)
例： (1). 電阻 (2). 轉(zhuǎn)換 (3). 少
二、練習(xí)
1、 (1). Q=cm t (2). >
2、（1）電阻
（2）溫度計示數(shù)的變化量
3、 176Ω 840s
4、 很小 很大 焦耳定律Q=I2Rt
5、D
6、快 48
7、0.05 1100
8、0.3 0.9
9、B
10、BD
11、D
12
13
解：（1）由公式P＝知，電壓一定時，P與R成反比，開關(guān)S應(yīng)閉合時，電阻R被短路電路中的電阻最小，電路的電功率最大。所以電飯煲在高溫檔時，開關(guān)S應(yīng)閉合。
（2）由公式P＝得電熱絲R0的阻值是：R0＝＝＝48.4Ω；
（3）由題意分析知，開關(guān)S斷開時，電路串聯(lián)，電路的總電阻最大，電路的總功率最小，電路處于保溫狀態(tài)。由公式P＝UI得當(dāng)電飯煲處于保溫檔時，電路中的電流是：
I保＝＝＝2A；
（4）水吸收的熱量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg℃）×2kg×30℃＝2.52×105J；
答：（1）電飯煲在高溫檔時，開關(guān)S應(yīng)閉合；
（2）電熱絲R0的阻值是48.4Ω；
（3）當(dāng)電飯煲處于保溫檔時，電路中的電流是2A；
（4）水吸收的熱量是2.52×105J。

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