中考物理第一轮复习《焦耳定律》练习及答案Word文档格式.docx
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绥化]图K17-3所示是探究电流通过导体时产生的热量与 关系的实验装置。
通电一段时间,左侧容器和右侧容器中的电阻丝产生的热量之比为 。
图K17-3
6.[2019·
哈尔滨]在探究“影响电流热效应的因素”的实验中,要探究电流热效应与电流关系,应控制的变量是
。
如图K17-4所示,R1=5Ω,R2=10Ω,电源电压3V,则通电10s电流通过R1、R2产生的热量之比为 。
图K17-4
7.[2019·
南充]如图K17-5所示,灯L标有“4V 2W”的字样,R=20Ω,闭合开关S时,灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响),电流表示数为 A,通电1min电路中产生的热量为 J。
图K17-5
8.[2018·
成都]如图K17-6所示的电热水壶上标有“220V 1800W”,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3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J。
图K17-6
9.[2019·
湘潭]图K17-7是某电水壶的铭牌,该电水壶正常工作1min产生 J的热量,如果这些热量的84%被冷水吸收,能使2.0L的水温度升高 ℃。
图K17-7
10.[2018·
枣庄]如图K17-8所示是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,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1min产生的热量是 J。
图K17-8
二、选择题
11.[2019·
乐山]如图K17-9所示为“探究焦耳定律”的实验装置。
两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<
R2。
下列说法正确的是( )
图K17-9
A.该实验装置用于探究电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系
B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流
C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D.闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
12.如图K17-10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(R1<
R2<
R3)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K17-10
A.a B.b
C.cD.三个相同
13.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.
t
C.I2RtD.前面三个都可以
14.[2018·
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
15.[2019·
自贡]把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图K17-11所示),小灯泡恰能正常发光。
该电路工作10s,定值电阻产生的热量是( )
图K17-11
A.60JB.36J
C.30JD.6J
16.如图K17-12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( )
图K17-12
17.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6min。
只用第二根电阻丝时需要12min。
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.18minB.9min
C.4minD.2.4min
三、计算题
18.[2019·
天水]如图K17-13甲所示是家用电暖器,利用电热给煤油加热取暖。
图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R1>
R2,铭牌见下表所示。
在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。
电暖器有“高温挡”“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题:
[已知c煤油=2.1×
103J/(kg·
℃),ρ煤油=0.8×
103kg/m3]
(1)煤油温度升高20℃时,吸收了多少焦耳的热量?
(2)R1的阻值是多少?
(写出必要的文字说明)
(3)某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联,制成一个新的电热器,将它接在家庭电路中工作11min,产生的热量是多少?
额定电压
220V
煤油体积
25L
功率选择
1500W/1100W/400W三挡可调
操作方式
手动
图K17-13
四、实验与探究题
19.[2019·
昆明]在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图K17-14乙所示的实验器材,其中R1>
图K17-14
实验一:
探究电流产生的热量与电阻的关系。
(1)请按照图甲所示的电路图将图乙中对应实物图连接完整。
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制 ;
电阻丝放出热量的多少,通过
来进行判断。
(3)闭合开关,经过一定时间,用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2,那么Δt1 (选填“大于”“等于”或“小于”)Δt2。
实验二:
探究电流产生的热量与电流的关系。
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同。
实验发现:
用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高量Δt1'
(或Δt2'
) (选填“大于”“等于”或“小于”)2Δt1(或2Δt2)。
该实验说明电流产生的热量与电流 正比例关系。
(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是 。
【参考答案】
1.焦耳 内
2.电饭锅 电流的热效应 电能转化为内能
3.<
<
4.多 25
[解析]右边容器中的U形管液面高度差较大,故右边的电阻产生的热量多,这表明,在相同时间内,电流相同的情况下,电阻越大,电流通过导体时产生的热量越多;
电阻产生的热量为Q=I2Rt=(0.5A)2×
10Ω×
10s=25J。
5.电流 4
1
6.电阻和通电时间 1∶2
7.0.7 168
[解析]由图知R与L并联,电流表测干路电流,灯L正常发光,
所以,U=UR=UL=4V,
由P=UI可得通过灯泡的电流:
IL=
=0.5A,
由欧姆定律可得通过R的电流:
IR=
=0.2A,
由并联电路的电流特点可得电流表示数:
I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A。
通电1min电路中产生的热量:
Q=W=UIt=4V×
0.7A×
60s=168J。
8.小 3.6×
105
9.9×
104 9
[解析]由图知,电水壶的额定功率为1500W,所以正常工作1min产生的热量:
Q=W=Pt=1500W×
60s=9×
104J。
由ρ=
可得水的质量:
m=ρV=1.0×
103kg/m3×
2.0×
10-3m3=2kg,
这些热量的84%被冷水吸收,即Q吸=84%Q,
由Q=cmΔt得水升高的温度:
Δt=
=9℃。
10.2200 3.96×
11.C [解析]两电阻串联,通过两电阻的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可探究电流产生的热量与电阻的关系,A、B错误;
根据Q=I2Rt,电流与通电时间相同,因R1<
R2,故右边容器中电阻丝产生的热量多,则甲管中液面上升比乙中慢,C正确;
闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路中的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D错误。
12.C 13.C 14.A 15.D 16.D
17.C [解析]t1=6min,t2=12min,
烧开同一壶水,则Q水吸=Q1放=Q2放=Q并放,即
Q水吸=
t1=
t2=
t3;
代入数据,得R1∶R2=t1∶t2=6min∶12min=1∶2,t1∶t3=R1∶R并,R并=
R1,则t3=
·
×
6min=4min。
18.解:
(1)煤油质量m=ρ煤油V=0.8×
25×
10-3m3=20kg,
煤油温度升高20℃时吸收的热量
Q吸=c煤油mΔt=2.1×
℃)×
20kg×
20℃=8.4×
105J。
(2)由于R1>
R2,由P=
可知,当电压一定时,电阻越大,功率越小,所以S、S1闭合,只有R1工作时,电路中电阻最大,功率最小,P低=400W。
所以R1的阻值为R1=
=121Ω。
(3)结合
(2)的分析可知,当S、S2闭合时,只有R2工作,此时为中温挡,P中=1100W,则R2的阻值为R2=
=44Ω。
新电热器电阻丝的总电阻为R串=R1+R2=121Ω+44Ω=165Ω,
产生的热量为Q=
t=
11×
60s=1.936×
19.
(1)如图所示
(2)电流相等 温度计升高的示数
(3)大于 (4)大于 不成 (5)有热量损失
[解析](3)根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相等时,电流通过导体产生的热量与电阻成正比,因为R1>
R2,所以Q1>
Q2;
根据Q=cmΔt可知,在煤油的比热容和质量相等时,温度变化量与热量成正比,所以Δt1>
Δt2。
(5)在实验过程中,电流通过导体产生的热量没有完全被煤油吸收,所以实验产生误差的主要原因是有热量损失。