第2课时 焦耳定律
知识点1 焦耳定律在日常生活中的应用
1(2023·泰安期末)在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根连接起来,而连接处往往比别处的温度高,而且更容易老化,甚至引起火灾,这是因为 ( )
A.连接处的电阻大
B.连接处的电流大
C.连接处的电阻小
D.连接处的发热功率小
2(2024·延安期末)在物理实践活动中,小明受汽车加热座椅的启发,应用所学的知识为爷爷制作了一个用电阻丝制成的电加热坐垫。测试后,小明想让坐垫在相同时间内产生的热量多点,小明设计的下列改造方法可行的是 ( )
A.减小坐垫电路的电源电压
B.把电阻丝剪去一小段后再接入电路
C.把电阻丝均匀拉长到原来2倍再接入电路
D.与电阻丝串联一根相同的电阻丝再接入电路
3
如图是某年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,劣质铜导线根数减少相当于减小了导线的横截面积,长度相等的劣质导线和标准导线相比较,劣质导线的电阻 (选填“较大”或“较小”),根据公式 可知,在通过相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量 (选填“较多”或“较少”)。
知识点2 焦耳定律公式的应用
4小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40 Ω,工作时的电流为5 A,则通电10 s电阻丝产生的热量为 J。
5 (2023·安徽中考)在某汽车尾部的挡风玻璃上,有一种电加热除雾装置,它由5条阻值均为12 Ω的电阻丝并联而成,简化结构如图所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min,产生的总热量为 J。
6(2023·蚌埠期末)一台电动机的额定电压是220 V,其电阻是1 Ω。正常工作时,通过的电流为5 A,则电动机消耗的功率为 W,正常工作100 s产生的热量为 。
7如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A。求:
(1)通电10 s电阻丝R1产生的热量;
(2)电源两端的电压。
【练易错】
易错点 电功与热量的关系
8家用电风扇的电动机线圈电阻为2 Ω,正常工作时,通过的电流为2 A,通电5 min,电风扇消耗的电能为 J,线圈产生的热量为 J。
9(2023·乐山期末)将甲、乙两段导体并联后接入电路。开关闭合后测得通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2,通电相同时间,则甲、乙两段导体产生的热量之比是 ( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.2∶3
10(2023·益阳中考)有三个用电器,一个是“220 V 60 W”的电风扇,一个是“220 V 40 W”的电热毯,另一个是“220 V 45 W”的LED节能灯,都正常工作相同的时间,产生热量最多的用电器是 ,若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%,则它在100 s内产生的热量为 J(不考虑温度对其电阻的影响)。
11
(2023·绥化中考)如图是某电加热器的工作电路图,电加热器有“高温”和“低温”两挡,其中R1=44 Ω,R2=176 Ω。当开关S1闭合,S2 时是高温挡。该电加热器低温挡正常工作5 min产生的热量是 J。
12电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,请你用学过的电学知识解释这种现象。
13(2023·苏州中考)如图甲,R1阻值为20 Ω,图乙为小灯泡L的U-I图像。闭合开关S、S1,断开S2,电流表示数为0.4 A,再闭合开关S2,电流表示数变为0.6 A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)若只闭合S,1 min内电阻R1产生的热量。
14(2023·贵州中考)如图甲所示的家用电饭锅,若其内部主要部件有:两个阻值相同的发热电阻、温控开关等,熬煮稀饭时,在温控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温三种不同的发热功率完成工作流程,其中慢熬过程仅有一个发热电阻工作,电功率P随时间t变化关系的图像如图乙所示。若快煮过程电流做功为W1,慢熬过程电流做功为W2,则W1∶W2= 。 第四节 科学探究:电流的热效应
第1课时 电流的热效应
知识点1 知道电流的热效应及应用
1(2023·福建中考)下列利用电流热效应工作的用电器是 (D)
A.电视机 B.电风扇
C.电脑 D.电炉
2(2024·临沂期末)已知电视机、笔记本电脑和电烙铁上都标有“220 V 120 W”的字样,它们都在额定电压下工作相同时间,则三个用电器产生的热量最多的是 (C)
A.电视机 B.笔记本电脑
C.电烙铁 D.一样多
3电流的热效应有时会造成危害。下列属于防止电流热效应产生危害的实例是(B)
A.家里使用电热水器烧水
B.电脑利用微型风扇散热
C.家里使用电饭锅煮饭
D.养鸡场利用电热孵化器孵小鸡
知识点2 知道影响电流热效应的因素
4在测量小灯泡电功率的实验时,同学们发现:通电一段时间后,小灯泡很热,而连接小灯泡的导线却不热。由此可猜想影响电流产生的热量多少的因素是 (A)
A.电阻 B.电流
C.通电时间 D.电阻和电流
5改装电路时不小心使火线和零线直接连通会造成短路,导致电路中的 电流 非常大,产生大量的热,使保险丝很快熔断。由此可知电流产生的热量多少与 电流 有关。
6采用如图所示的装置,既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系,也可以比较水和煤油吸热升温的现象,则在这两个实验过程中,下列说法正确的是 (C)
A.都一定要控制液体的初温相同
B.都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少
C.都要控制所选烧瓶中液体的质量相等
D.都要控制所选烧瓶中电阻丝的阻值相等
7 (2024·北京模考)小平想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 ℃的煤油,阻值为5 Ω和10 Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。实验中用 温度计示数的变化量 反映产生热量的多少,小平探究的问题是 探究电阻产生的热量和电阻大小的关系 。
8(2024·广东模考)小明用如图所示的装置做“导体产生的热与什么因素有关”的实验。(其中甲、乙是完全相同的密闭容器,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平)。由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察 U形管中液面的高度差 来反映甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察,发现 乙 (选填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多,由此可知,导体产生的热量多少与 电阻 有关。 第2课时 焦耳定律
知识点1 焦耳定律在日常生活中的应用
1(2023·泰安期末)在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根连接起来,而连接处往往比别处的温度高,而且更容易老化,甚至引起火灾,这是因为 (A)
A.连接处的电阻大
B.连接处的电流大
C.连接处的电阻小
D.连接处的发热功率小
2(2024·延安期末)在物理实践活动中,小明受汽车加热座椅的启发,应用所学的知识为爷爷制作了一个用电阻丝制成的电加热坐垫。测试后,小明想让坐垫在相同时间内产生的热量多点,小明设计的下列改造方法可行的是 (B)
A.减小坐垫电路的电源电压
B.把电阻丝剪去一小段后再接入电路
C.把电阻丝均匀拉长到原来2倍再接入电路
D.与电阻丝串联一根相同的电阻丝再接入电路
3
如图是某年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,劣质铜导线根数减少相当于减小了导线的横截面积,长度相等的劣质导线和标准导线相比较,劣质导线的电阻 较大 (选填“较大”或“较小”),根据公式 Q=I2Rt 可知,在通过相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量 较多 (选填“较多”或“较少”)。
知识点2 焦耳定律公式的应用
4小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40 Ω,工作时的电流为5 A,则通电10 s电阻丝产生的热量为 10 000 J。
5 (2023·安徽中考)在某汽车尾部的挡风玻璃上,有一种电加热除雾装置,它由5条阻值均为12 Ω的电阻丝并联而成,简化结构如图所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min,产生的总热量为 3 600 J。
6(2023·蚌埠期末)一台电动机的额定电压是220 V,其电阻是1 Ω。正常工作时,通过的电流为5 A,则电动机消耗的功率为 1 100 W,正常工作100 s产生的热量为 2 500 J 。
7如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A。求:
(1)通电10 s电阻丝R1产生的热量;
解:(1)由焦耳定律得,通电10 s电阻丝R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.4 A)2×10 Ω×10 s=16 J
(2)电源两端的电压。
解: (2)由I=得,R1两端的电压:
U1=IR1=0.4 A×10 Ω=4 V,
电源电压为:
U=U1+U2=4 V+2 V=6 V
【练易错】
易错点 电功与热量的关系
8家用电风扇的电动机线圈电阻为2 Ω,正常工作时,通过的电流为2 A,通电5 min,电风扇消耗的电能为 1.32×105 J,线圈产生的热量为 2.4×103 J。
9(2023·乐山期末)将甲、乙两段导体并联后接入电路。开关闭合后测得通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2,通电相同时间,则甲、乙两段导体产生的热量之比是 (B)
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.2∶3
10(2023·益阳中考)有三个用电器,一个是“220 V 60 W”的电风扇,一个是“220 V 40 W”的电热毯,另一个是“220 V 45 W”的LED节能灯,都正常工作相同的时间,产生热量最多的用电器是 电热毯 ,若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%,则它在100 s内产生的热量为 2 560 J(不考虑温度对其电阻的影响)。
11
(2023·绥化中考)如图是某电加热器的工作电路图,电加热器有“高温”和“低温”两挡,其中R1=44 Ω,R2=176 Ω。当开关S1闭合,S2 闭合 时是高温挡。该电加热器低温挡正常工作5 min产生的热量是 6.6×104 J。
12电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,请你用学过的电学知识解释这种现象。
答:电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线通电的时间相同,导线的电阻很小,电炉丝的电阻很大,由公式Q=I2Rt知,相同时间内电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量,所以电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。
13(2023·苏州中考)如图甲,R1阻值为20 Ω,图乙为小灯泡L的U-I图像。闭合开关S、S1,断开S2,电流表示数为0.4 A,再闭合开关S2,电流表示数变为0.6 A。求:
(1)电源电压;
解:(1)闭合开关S、S1,断开S2,灯泡被短路,只有R1接入电路,电流表示数为0.4 A,由I=可得,电源电压:
U=U1=I1R1=0.4 A×20 Ω=8 V;
(2)R2的阻值;
解: (2)再闭合开关S2,R1与R2并联,根据并联电路各支路相互不影响知,R1的电流不变,
根据并联电路的电流规律知,R2上的电流:I2=I-I1=0.6 A-0.4 A=0.2 A;
由I=可得,R2的阻值
R2====40 Ω;
(3)若只闭合S,1 min内电阻R1产生的热量。
解: (3)若只闭合S,灯泡L与R1串联,根据串联电流相等知,当通过R1的电流I'=0.3 A时,R1两端电压为:
U'=I'R1=0.3 A×20 Ω=6 V
灯泡的电压为2 V,恰好满足电源电压为U=2 V+6 V=8 V
1 min内电阻R1产生的热量
Q=I'2R1t=(0.3 A)2×20 Ω×60 s=108 J。
14(2023·贵州中考)如图甲所示的家用电饭锅,若其内部主要部件有:两个阻值相同的发热电阻、温控开关等,熬煮稀饭时,在温控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温三种不同的发热功率完成工作流程,其中慢熬过程仅有一个发热电阻工作,电功率P随时间t变化关系的图像如图乙所示。若快煮过程电流做功为W1,慢熬过程电流做功为W2,则W1∶W2= 1∶3 。 第四节 科学探究:电流的热效应
第1课时 电流的热效应
知识点1 知道电流的热效应及应用
1(2023·福建中考)下列利用电流热效应工作的用电器是 (D)
A.电视机 B.电风扇
C.电脑 D.电炉
2(2024·临沂期末)已知电视机、笔记本电脑和电烙铁上都标有“220 V 120 W”的字样,它们都在额定电压下工作相同时间,则三个用电器产生的热量最多的是 (C)
A.电视机 B.笔记本电脑
C.电烙铁 D.一样多
3电流的热效应有时会造成危害。下列属于防止电流热效应产生危害的实例是(B)
A.家里使用电热水器烧水
B.电脑利用微型风扇散热
C.家里使用电饭锅煮饭
D.养鸡场利用电热孵化器孵小鸡
知识点2 知道影响电流热效应的因素
4在测量小灯泡电功率的实验时,同学们发现:通电一段时间后,小灯泡很热,而连接小灯泡的导线却不热。由此可猜想影响电流产生的热量多少的因素是 (A)
A.电阻 B.电流
C.通电时间 D.电阻和电流
5改装电路时不小心使火线和零线直接连通会造成短路,导致电路中的 非常大,产生大量的热,使保险丝很快熔断。由此可知电流产生的热量多少与 有关。
6采用如图所示的装置,既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系,也可以比较水和煤油吸热升温的现象,则在这两个实验过程中,下列说法正确的是 (C)
A.都一定要控制液体的初温相同
B.都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少
C.都要控制所选烧瓶中液体的质量相等
D.都要控制所选烧瓶中电阻丝的阻值相等
7 (2024·北京模考)小平想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 ℃的煤油,阻值为5 Ω和10 Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。实验中用 反映产生热量的多少,小平探究的问题是 。
8(2024·广东模考)小明用如图所示的装置做“导体产生的热与什么因素有关”的实验。(其中甲、乙是完全相同的密闭容器,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平)。由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察 来反映甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察,发现 (选填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多,由此可知,导体产生的热量多少与 有关。
