焦耳定律实验典型例题(含答案及解析)

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2.5 焦耳定律

2.5 焦耳定律

2.5 焦耳定律请阅读本节内容,用简练的语言说出本节课学习的主要内容。

请试一试,你预习后能否独立完成下列填空。

1、 电功电流做功,就是导体中的______________对______________的静电力在做功,驱动自由电荷做定向移动,其结果是电荷的__________减少,而其他形式的能增加.电流做的功简称电功.计算公式:用W 表示电功,计算公式为:________,表示电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电流I 、通电时间t 三者的乘积.国际单位制中的单位是:________,其他单位还有:千瓦时(kW ·h ),也叫度.2.电功率:单位时间内电流所做的功叫做________.定义式为:P =W t计算公式:________,表示电流在一段电路上做功的功率等于电流I 与这段电路两端的电压U 的乘积.国际单位制中的单位是:________,其他单位还有:千瓦(kW ). 3.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的__________成正比,跟导体的______________成正比,这一规律叫做焦耳定律.公式表示为:________.4.热功率:单位时间内的发热量通常称为热功率,定义式为:P =Q t计算公式为:________.5.纯电阻电路:电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为导体的________.6.非纯电阻电路:含有__________或__________的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中,电流做的功将电能除了转化为内能外,还转化为__________或________.请回答下列问题,将使你对本节课的认识更进一步。

1.电流做功的实质是什么?2.设加在一段电路两端的电压为U ,流过电路的电流为I ,试推导电流做功的表达式.3.有一段导体的电阻为R ,加在其两端的电压为U ,通电时间为t,产生电热多少?电功率是多少?热功率多大?能量如何转化?4、一台小型电动机,其线圈电阻R ,加电压U 时电流为I ,在t 时间内电流做功多少?电功率是多大?热功率是多少?能量如何转化?能计算它的输出机械功率是多少吗?请你试试。

焦耳定律习题(含答案)

焦耳定律习题(含答案)

.. 焦耳定律习题(含答案)一、单选题(本大题共6小题,共12.0分)1.如图所示的家用电器中,利用电流热效应工作的是()A.电风扇 B.电饭锅 C.电视机 D.洗衣机2.探究“电流通过导体时产生热量多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置.密闭容器中的电阻丝产生热量越多,容器内空气受热膨胀越明显,使U形管两边液面高度差越大.图乙中两根相同的电阻丝并联后再与图甲中的电阻丝串联接入电路,则图示对应的步骤探究是()A.通电导体产生的热量与导体电阻的关系 B.通电导体产生的热量与通过导体电流的关系 C.通电导体产生的热量与导体的长度的关系 D.通电导体产生的热量与通电时间的关系3.电路通电后,电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不怎么发热,其原因是()A.导线的电阻小B.导线中的电流大C.电炉丝的电阻小D.电炉丝中的电流大4.下列用电器工作时主要将电能转化为内能的是()A.收音机B.电熨斗C.电风扇D.洗衣机5.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是()A.家庭电扇 B..笔记本电脑 C.洗衣机 D.电饭锅6.如图所示的家用电器中,利用电流热效应工作的是()A.微波炉 B.电熨斗 C.电风扇 D.洗衣机二、填空题(本大题共3小题,共6.0分)7.一台线圈电阻为0.3Ω的玩具电动机,接在12V的电源上时,通过电动机的电流为0.5A,在2min内电流通过线圈产生的热量是______ J,电能转化成的机械能是______ J.8.一根阻值为100Ω的电阻丝通电100s,通过的电流为1A,则电流产生的热量为______ J.9.大量实验表明,通电导线周围存在______ ,这一现象叫作电流的磁效应.初中物理试卷第2页,共14页..三、实验探究题(本大题共5小题,共30.0分)10. 二个完全相同的烧瓶内装有质量相等的煤油.电阻丝R 1=5Ω,R 2=10Ω.用如图所示的方案探究“电流大小和通电时间相同,电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关”.(1)将二个电阻丝串联起来的目的是使 ______ 和 ______ 相同.(2)某实验小组设计了如下的记录实验数据的表格,并填上了实验前已知的信息: 电流 I 通电时间 t 电阻 R/Ω 煤油初温 t 1/℃ 煤油末温 t 2/℃ 煤油升高的温度△t/℃ ______相同 相同5 10表格中最后一栏应该设置的项目是 ______ .(3)实验中发现甲瓶温度计示数变化较小,乙瓶温度计示数变化较大.由此可以得出的结论是 ______ .(4)通电时间不变,适当减少煤油的质量,对实验带来的好处是 ______ . 11. 如图所示,甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R 甲、R 乙的电阻丝,瓶中插入温度计a 、b(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油.闭合开关一段时间,可以通过温度计 ______ 情况,判断电阻丝产生热量的多少.此方案是探究 ______ 和时间相同时,电流通过电阻丝产生的热量与 ______ 大小的关系.(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R 甲 ______ R 乙时,可以比较不同物质的吸热能量.若温度计a 比温度计b 温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c 甲 ______ c 乙.12. 为了探究影响电流产生热量的因素,实验室准备了两个相同的烧瓶(内装质量相等的煤油)、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同温度计,四根不同阻值(R 1>R 2 R 3=R 4)的电阻丝,以及相同的滑动变阻器、开关、导线、电源等.两个实验小组根据提供的实验器材,分别设计了如图甲所示的两个方案.(1)甲方案可探究电流和通电时间一定时,电流产生的热量跟 ______ 关系.(2)乙方案可探究______ 和通电时间一定时,电流产生的热量跟______ 关系.(3)电阻在一定时间内产生的热量是通过烧瓶中煤油______ 的多少反映出来的,这种研究问题的科学方法叫做______ 法.13.某同学用如图所示的实验装置来探究“电流的热效应电阻大小的关系”(1)在A和B两烧瓶中盛有质量、初温均相同的煤油,使A和B中的电阻丝阻值不同,闭合开关一段时间后,通过观察______ 可判断电流的热效应跟电阻大小关系,这种探究方法叫______ (选填“转换法”“类比法”或“控制变量法”).(2)实验过程中发现实验现象并不明显,以下原因解释不合理的是______ (选填字母代号)A.电源电压太低B.A和B中的电阻丝阻值相差很大C.装置气密性不好(3)若用如图装置来进一步测量煤油的比热容,必须在A和B的烧瓶中装入质量、初温均相同的水和煤油,还必须要使A和B中的电阻丝阻值______ (选填“相同”或“不同”).通电一段时间后发现A和B中温度计升高的示数之比为2:1,则装水的是烧瓶______ (选填“A”或“B”),若水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为______ J/(kg•℃),请列举一个有关水的比热容特性的应用实例______ .14.小明在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”时,设计了如图甲、乙所示的实验装置,烧瓶内装入质量相等、初温相同的煤油,烧瓶中金属丝A、B的电阻R A <R B,插入相同的温度计.(1)在进行甲图所示实验时,小明闭合开关一段时间后,发现两烧瓶中温度计示数均无变化,他将电压表的负接线柱与a接线柱连接,电压表的正接线柱依次与其他接线柱连接,从而检查此两点间有无电压,对应出现的电压表有无示数如表所示.电路各点间aj ai ah ag af ae ad ac ab电压表示数有有有有有无无无无根据以上信息可判断电路出现的故障是______ ;(选填选项前的字母)A.开关接触不良B.滑动变阻器短路C.导线ef断路D.金属丝B断路(2)小明排除电路故障后继续实验,电路接通后,______ 温度计示数升高得快;(选填“P1”或“P2”)(3)在进行甲图所示实验的同时小明还按乙图所示进行实验(两图中滑动变阻器的滑片位置不变),比较P1和P3两支温度计示数变化情况,可探究电流通过导体产生的热量与______ 是否有关.初中物理试卷第4页,共14页..四、计算题(本大题共6小题,共48.0分)15. 一台电热水器的铭牌如表所示,如果水箱中的水初始温度是20℃,(假设消耗的电能全部被水吸收,转化为水的内能)[已知:c 水=4.2×103J/(kg •℃)]求: (1)电热水器在正常工作时的电流是多大?(保留一位小数)(2)热水器装满10kg 的水后,把水箱中的水加热到70℃,要吸收多少热量? 额定电压/V 220 容积/L 10 频率/Hz 50 超温保护/℃ 120 额定功率/kW3(3)这个过程,电热水器正常工作至少多长时间?但实际上加热时间总是比你所求得结果长得多,请你写出产生这种现象的原因.(写出一个即可) 16. 如图所示是家用电热壶及铭牌,假设电热壶电阻丝的电阻不变,水的比热容c 水=4.2×103J/(kg •℃),水的密度1.0×103kg/m 3.求(1)电热壶电阻丝的电阻;(2)不考虑热损失,电热壶正常工作时,把1L 水从30℃加热到100℃所需要的时间;(3)当电压为198V 时,电热壶的实际功率.17. 为了测定额定功率为1600W 的电热水器的效率,物理兴趣小组的同学在热水器中加入质量为2kg 的水,让热水器正常工作5min ,测得水温从20℃上升到70℃,求:(c水=4.2×103 J/(kg .℃),天然气的热值为4×107J/m3) (1)水吸收了多少热量;(2)该热水器正常工作时的效率;(3)若此过程改用天然气来加热,则至少需要多少m 3天然气(设该热水器的效率不变). 18. 如图所示是湖北襄阳一位25岁农民自建的“屋顶发电站”,太阳晒一晒就能发电,这组光伏发电设备白天有阳光照射时每小时可发电 1.75×108J ,若夏天太阳光平均每天照射的时间为10h .则(1)若每天得到的电能有60%用来加热水,可以使多少kg 的水温度升高50℃[c 水=4.2×103J/(kg •℃)](2)若每天得到的电能全部由燃烧天然气获得,则需要完全燃烧多少m 3的天然气?(天然气的热值q=3.5×107J/m 3)(3)请你说出一点太阳能的好处.19. 家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具,如图所示是某品牌电磁炉的铭牌,请你结合铭牌中相关的数据回答下列有关问题: (1)1标准大气压下,锅内装有2.5L 温度为20℃的水,给电磁炉通电7min 能把水加热到沸腾,水至少吸收多少热量[水的密度为 1.0×103kg/m 3,水的比热容为4.2×103J/(kg •℃)]?(2)正常工作时通过电磁炉的电流为多少?(3)此电磁炉烧开水时的效率是多少?(答案保留1位小数)20. 某家庭把一只标有“220V 1000W ”的电水壶接入照明电路,将质量为5kg 的水由20℃加热到60℃,不计热量损失,c 水=4.2×103J/(kg •℃),求: (1)水吸收的热量;(2)电水壶电热丝的电阻;(3)电水壶工作的时间.焦耳定律习题(含答案)【答案】1.B2.B3.A4.B5.D6.B7.9;7118.1×1049.磁场10.电流;通电时间;质量/kg;质量/kg;电流相等,通电时闻相同时,电流产生的热量与电阻有关;加热时间短11.升高;电流;电阻;=;小于12.电阻;电阻;电流;温度升高;转换13.温度计示数;转换法;B;相同;B;2.1×103;热水袋中装水取暖14.C;P2;电流15.解:(1)由P=UI可得,电热水器在正常工作时的电流:I==≈13.6A;(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(70℃-20℃)=2.1×106J;(3)不考虑热损失时电热水器的加热时间最短,由Q=W=Pt可得,需要的最少加热时间:t′====700s,因为热量会以热传递的形式转移给容器、空气等,所以实际上加热时间总是比所求得结果长得多.答:(1)电热水器在正常工作时的电流是13.6A;(2)热水器装满10kg的水后,把水箱中的水加热到70℃,要吸收2.1×106J的热量;(3)这个过程,电热水器正常工作至少700s;热量会以热传递的形式转移给容器、空气等.16.解:(1)由电热壶的铭牌可知,额定功率P=1000W,额定电压U=220V,由P=可得,电热壶电阻丝的电阻:R===48.4Ω;(2)水的体积:V=1L=1×10-3m3,由ρ=可得水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg;水从30℃加热到100℃,水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-30℃)=2.94×105J;不考虑热损失,则电热壶消耗的电能:W=Q吸=2.94×105J;电热壶正常工作时的功率为1000W,由P=可得需要的时间:初中物理试卷第6页,共14页.t===294s;(3)当电压为198V时,电热壶的实际功率:P实===810W.答:(1)电热壶电阻丝的电阻为48.4Ω;(2)不考虑热损失,电热壶正常工作时,把1L水从30℃加热到100℃所需要的时间为294s;(3)当电压为198V时,电热壶的实际功率为810W.17.解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0),=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J.(2)由P=得:热水器正常工作5min所消耗的电能:W′=Pt′=1600W×5×60s=4.8×105J.η=×100%=×100%=87.5%.(3)由于该热水器的效率不变,若此过程改用天然气来加热,则Q 放===4.8×105J.由q=得:V===1.2×10-2m3.答:(1)水吸收了4.2×105J 的热量;(2)该热水器正常工作时效率为87.5%;(3)至少需要1.2×10-2m3天然气.18.解:(1)一天得到的电能:W=1.75×108J/h×10h=1.75×109J,水吸收的热量:Q=1.75×109J×60%=1.05×109J,由Q=cm△t 得水的质量:m===5×103kg;(2)由Q放=Vq得天然气的体积:V====50m3;(3)使用太阳能,无污染,并且利用天然能源,取之不尽,用之不完,可以节约有限的化石能源.答:(1)若每天得到的电能有60%用来加热水,可以使5×103kg的水温度升高50℃;(2)需要完全燃烧50m3的天然气;(3)无污染;取之不尽,用之不完.19.解:(1)由密度公式ρ=可知水的质量:.m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg,在1标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J;(2)由电磁炉铭牌知其额定电压220V,额定功率2100W,由P=UI可得,正常工作时通过电磁炉的电流:I==≈9.5A;(3)由P=可得,烧水时电磁炉工作消耗电能:W=P额t=2100W×7×60s=8.82×105J,所以电磁炉烧水时的效率:η=×100%=×100%≈95.2%.答:(1)水至少吸收8.4×105J的热量.(2)正常工作时通过电磁炉的电流9.5A.(3)此电磁炉烧水时的效率是95.2%.20.解:(1)由题水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(60℃-20℃)=8.4×105J;(2)由P=可得电水壶电热丝的电阻:R===48.4Ω;(3)电水壶接入照明电路中正常工作,不计热量损失,Q吸=W=Pt,所以电水壶工作的时间:t===840s.答:(1)水吸收的热量为8.4×105J;(2)电水壶电热丝的电阻为48.4Ω;(3)电水壶工作的时间为840s.【解析】1.解:电风扇和洗衣机主要是把电能转化为机械能;电视机主要把电能转化为光和声音;只有电饭煲是把电能转化为内能,是利用电流的热效应,故B符合题意.故选B.要解答本题需掌握:电流的热效应就是把电能转化为内能.本题主要考查学生对:电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化,是一道基础题.2.解:如图,通过电阻的电阻相同,通电时间相同,由于两个电阻并联后与左边的电阻串联,则通过电阻的电流不同,根据控制变量法可知:电阻的导体的长度、电阻相同,通电时间相同,所以探究的是电流产生热量跟电流的关系.故选B.初中物理试卷第8页,共14页.分析各个电阻的连接方式,然后根据串联、并联电路的电流特点,结合欧姆定律的应用分析.本题考查了学生对焦耳定律的认识,注意该实验中控制变量法和转换法的应用,是中考物理常见题型.3.解:根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当电流和通电时间相同时,电阻R越大,电流通过R产生的热量越多;电炉丝与导线串联,它们的通电时间和电流大小都相同,由于导线的电阻远小于电炉丝的电阻,因此电炉丝产生的热量远远大于导线.所以,电炉丝热得发红,而导线却不怎么热,故A正确,BCD错误.故选A.电炉丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,根据焦耳定律分析判断.本题考查串联电路的规律,应明确两电阻串联时,电路中的电流是相等的;同时应注意该现象的根本原因是因为发热量不同造成的.4.解:A、收音机工作时,主要将电能转化为声能,不合题意;B、电熨斗工作时,主要将电能转化为内能,符合题意;CD、电风扇和洗衣机主要是依靠电动机工作,将电能转化为机械能,不合题意.故选B.电流做功的过程,实际上就是能量转化的过程,消耗电能转化成其它形式的能.本题考查了用电器中的能量转化,要知道电风扇、洗衣机主要部件是电动机,把电能转化为机械能.5.解:A、电风扇利用电动机带动工作,即将电能主要转化为了动能,故错误;B、电视机工作时将电能转化为光能和声能,故错误;C、洗衣机利用电动机带动工作,利用了电流的磁效应.故错误;D、电饭锅是利用了电流的热效应来加热的,故D正确.故选D.当电流通过电阻时,电流作功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应.一方面,利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务;另一方面,电流的热效应也有一些不利影响.任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应.主要考查电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应在生活中的应用实例,只有认真把握它们的定义,才能真正区分它们利用的是哪一个效应.体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念.6.解:A、微波炉主要是把电能转化为电磁波,不是利用电流热效应,故A错误;B、电熨斗是将电能转化为内能,是利用电流的热效应,故B正确;C、电风扇是将电能转化为机械能,不是利用电流热效应,故C错误;D、洗衣机主要是把电能转化为机械能,不是利用电流热效应,故D错误.故选B.电流具有热效应、磁效应和化学效应;电流的热效应就是把电能转化为内能.本题主要考查学生对:电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化.是一道基础题..7.解:电动机工作2min消耗的电能:W=UIt=12V×0.5A×2×60s=720J,在2min内线圈产生的热量:Q=I2Rt=(0.5A)2×0.3Ω×120s=9J;电能转化成的机械能:W机械=W-Q=720J-9J=711J.故答案为:9;711.(1)已知电压与电流,由功的公式W=UIt可求出电动机消耗的电能;(2)利用焦耳定律公式Q=I2Rt可求出电动机线圈产生的热量;(3)电动机消耗的电能与电动机线圈产生的热量之差等于电动机转化的机械能.本题考查了电动机消耗电能、线圈产生的热量、电动机转化机械能的计算,要知道电动机消耗的电能等于电动机线圈产生的热量与转化的机械能之和.8.解:电流产生的热量:Q=I2Rt=(1A)2×100Ω×100s=1×104J.故答案为:1×104.知道通过电阻丝的电流、电阻丝的阻值和通电时间,根据焦耳定律公式Q=I2Rt求出电流产生的热量.本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握,只要记住公式Q=I2Rt即可正确解答,属于基础性题目,比较简单.9.解:丹麦物理学家奥斯特在1820年发现:通电导线周围存在着磁场,这是电流的磁效应.故答案为:磁场.奥斯特实验:在静止的小磁针上方,放一根与磁针平行的导线,给导线通电时磁针将偏转,说明了通电导体周围存在磁场.本题是一道基础题,掌握基础知识即可正确解题,平时要注意基础知识的学习.10.解:(1)由图可知,两电阻串联,电流和通电时间相等,阻值R1的电阻丝两根,阻值R2的电阻丝两根(R1>R2),电阻不等,由此可知,甲图可以探究当电流和通电时间相同时,电流产生热量跟电阻的关系;(2)在探究电流大小和通电时间相同,电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时,应控制煤油的质量相等,故最后一栏为“质量/kg”;(3)实验中采用两电阻串联的方式,目的是为了控制两电阻丝中的电流相同.通电一定时间后,甲瓶中温度计示数高,由此得出的实验结论是:电流相等,通电时闻相同时,电流产生的热量与电阻有关;(4)通电时间不变,适当减少煤油的质量,由Q=cm△t可知,升高相同的温度,吸热比较少,加热时间短.故答案为:(1)电流;通电时间;(2)质量/kg;(3)电流相等,通电时闻相同时,电流产生的热量与电阻有关;(4)加热时间短.(1)图中,两电阻串联,电路中的电流和通电时间相等,根据Q=I2Rt可判断产生热量与什么物理量有关;(2)在探究电流大小和通电时间相同,电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时,应控制煤油的质量相等;(3)实验中采用控制变量法,探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系时,控制通初中物理试卷第10页,共14页.电时间和电流大小相同,将两电阻丝串联在电路中,控制电流相同;(4)根据Q=cm△t分析.采用控制变量法是探究实验常用的方法,本实验可通过控制电流、通电时间不变,只改变电阻,然后看热量的变化.11.解:(1)电流通过导体产生的热量不易直接观察,本实验中通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少.探究电流产生的热量多少与电阻的关系时,应控制通过甲乙两电阻的电流和通电时间不变.故据图可知,此时两电阻串联,所以电流相同,通电时间相同,故该装置可以探究电热和电阻的关系;(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲=R乙时,即相同的时间两电阻丝上产生的热量相同,故温度计a比温度计b温度升高得快,则说明甲的比热容小于乙的比热容.故答案为:(1)升高;电流;电阻;(2)=;小于;(1)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少.(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关.探究电流产生的热量跟电流大小关系时,控制电阻和通电时间不变;探究电流产生的热量跟电阻的关系时,控制电流和通电时间不变;探究电流产生的热量跟通电时间的关系时,控制电流和电阻不变.(3)相同质量的物质吸收相等的热量,温度升高越快,吸热能力越弱,比热容越小.掌握电流产生热量多少的影响因素,利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系.12.解:(1)由图甲知,两电阻丝串联,通过的电流相同、通电时间相同,两电阻的阻值不同,所以可探究的问题是在通过的电流一定时,电热与电阻的关系;(2)由图乙知,两电阻丝并联,并且两电阻的阻值、通电时间相同,探究的问题是在电阻和通电时间一定时,电热与电流的关系;(3)电流通过导体产生热量的多少,我们通过肉眼直接观察看不到其多少,但可以通过煤油的温度升高把电流通过导体产生热量的多少体现出来.这种研究问题的科学方法叫做转换法.故答案为:(1)电阻;(2)电阻;电流;(3)温度升高;转换.(1)(2)分析甲图和乙图中电阻丝的连接方式(串联时电流相同、通电时间相同),并结合焦耳定律找出相同的量和不同的量,据此分析得出答案.(3)电流通过导体产生热量的多少,我们通过肉眼直接观察看不到其多少,在此应用了转换法,把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来.本题考查了控制变量法和转化法的应用,并结合所选取的实验器材能确定研究的问题,并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用.13.解:(1)实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少;这种探究方法叫转换法;(2)根据焦耳定律可知,电热与电阻有关,阻值相差越大,电热相差越明显,故选B;(3)由Q=I2Rt可知,相同的电阻丝在相同时间内产生的热量相同,即水和煤油吸收的热量相同,由Q=cm△t可知,温度计升高的示数越小,比热容越大,故装水的是烧瓶B;由于水和煤油吸收的热量相同,所以Q1=Q2,即c1m1△t1=c2m2△t2,则=2,解得c煤油=2.1×103J/(kg•℃);热水袋中装水取暖就是利用水的比热容大的特性.故答案为:(1)温度计示数;转换法;(2)B;(3)相同;B;2.1×103;热水袋中装水取暖.(1)温度计示数的变化反映了液体温度的变化,反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少,这种探究方法叫转换法.(2)电热和电阻有关,当电流和能电时间一定时,电阻越大,产生的电热越多.(3)由Q=I2Rt可知,电阻丝在相同时间内产生的热量相同,即水和煤油吸收的热量相同,由Q=cm△t即可求出煤油的比热容.本题通过实验探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,考查了学生对控制变量法的应用以及掌握一种常用的物理研究方法--转换法.14.解:(1)①aj间有电压,说明电源没有问题;②ai间有电压,说明导线ji没有断路;③ah间有电压,说明金属丝A没有断路;④ag间有电压,说明导线gh没有断路;⑤af间有电压,说明金属丝B没有断路;⑥ae间没有电压,说明导线fe断路;⑦ad间没有电压,说明滑动变阻器或者导线fe断路;⑧ac间没有电压,说明导线cd、滑动变阻器或者导线fe断路;⑨ab间没有电压,说明导线开关、cd、滑动变阻器或者导线fe断路.综上可知,导线ef断路.(2)由图可见,A、B两段电阻丝串联,通过的电流相等,由于两个烧瓶中金属丝A、B的电阻R A<R B,根据Q=I2Rt,所以金属丝B产生的热量多,因此P2温度计示数升高得快.(3)甲乙两图中,通过电阻R A的电流不同,比较相同通电时间内,P1和P3两支温度计示数变化情况,可探究电流产生的热量与电流是否有关.故答案为:(1)C;(2)P2;(3)电流.(1)电压表是测量电压的仪表,电源是提供电压的装置,电压表如果有示数,说明电压表和电源两极连接的部分没有断路;电压表如果没有示数,说明电压表与电源两极连接的部分断路或者电压表被短路.(2)两段电阻丝串联,通过的电流相等,根据焦耳定律的内容可知:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多.(3)在电阻和通电时间相同的条件下,观察两只温度计示数变化情况,可以探究电流产生的热量与电流的关系.本题考查了电路故障的判断以及焦耳定律的探究实验,尤其是电路故障的判断是个难点,难度较大.15.(1)电热水器在正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出其电流;(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;(3)不考虑热损失时电热水器的加热时间最短,根据Q=W=Pt求出最短加热时间,然后根据热量的散失回答实际加热时间比计算加热时间长的原因.本题考查了电功率公式、吸热公式、电功公式的灵活运用,从表格中获取有用的信息是。

焦耳定律知识点的例题及其解析

焦耳定律知识点的例题及其解析

焦耳定律知识点的例题及其解析【例1】生活中我们常遇到下列情形:电炉丝热得发红,但跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热,请你用学过的物理知识解释其原因。

答案:电炉丝与连接的铜导线串联,通过的电流和通电时间相等,但铜导线电阻比电炉丝的电阻小得多,根据Q=I2Rt,电炉丝上产生的热量比铜导线上多得多,所以电炉丝热得发红,而铜导线却不怎么热。

【例题2】如图所示,电热水壶上标有“220V 1800W”,小明发现烧水过程中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。

答案:小;3.6×104。

解析:热水壶的发热体与电线串联,通过它们的电流及时间相等,但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多,由焦耳定律Q=I2Rt可知,热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多,所以电热丝很热,但与之相连的电线却不怎么热;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:Q=Pt=1800W×(3×60s+20s)=3.6×104J。

【例题3】两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时,R1、R2两端的电压之比U1:U2= ;已知R1=10Ω,那它们并联在4V电路中后,两个电阻在100s内产生的热量是J。

答案:1:4;200。

解析:本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电热公式的灵活应用,是一道较为简单的应用题。

两电阻串联时通过的电流相等,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比;两电阻并联时它们两端的电压相等,根据Q=W=t求出两个电阻产生的热量。

(1)当两电阻串联在电路中时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由I=可得,R1、R2两端的电压之比:===;(2)已知R1=10Ω,R1:R2=1:4,所以R2=4R1=4×10Ω=40Ω,当两电阻并联在电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两个电阻在100s内产生的热量:Q总=W总=W1+W2=t+t=×100s+×100s=200J。

3.6.2电功率与焦耳定律的计算(讲义)(原卷版+解析)

3.6.2电功率与焦耳定律的计算(讲义)(原卷版+解析)

浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热1.焦耳定律:(1)1841年,英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q(称为焦耳热)与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比,这个规律叫焦耳定律。

焦耳定律是一个实验定律。

它的适用范围很广,纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。

(2)热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率.热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积.(3)电功率与热功率:对纯电阻电路,电功率等于热功率即: P=I*U=I2R=U2/R此时,可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路,电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和.2.电热(1)电热:由于导体的电阻,使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。

(2)内容:电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。

(3)公式:Q=I2Rt.(4)适用对象:凡是要计算电热,都应首选Q=I2Rt,可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。

3.热功率的意义及计算(1)热功率:单位时间内发热的功率叫作热功率。

热功率即电能转化为内能的功率,即:P=Q/t=I2R(2)热功率计算:当电路不是纯电阻电路时,电功用W=UIt来计算,电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算,电功率用P=IU计算,热功率只能用P热=I2R计算。

4.电热的档位问题:如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档:R2单独工作中温档:R1单独工作低温档:R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档:R1,R2同时工作中温档:R2单独工作低温档:R1单独工作【例题分析】【例1】(2021·甘肃期末)额定电压均为6V的甲、乙两灯,I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是()A.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3∶2B.甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1∶3C.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】(2021·山东期末)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,两密封容器内部盛有等量的空气,以下说法正确的是()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.同时闭合开关S1和S2,可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D.闭合开关S1、S2一段时间后,右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】(2022·河北期末)如图所示,灯L标有“6V,3.6W”字样,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表示数为0.1A,灯实际功率为0.9W(灯丝电阻不随温度变化),下列分析不正确的是()A.灯L的额定电流为0.6A B.电源电压为3VC.定值电阻R0的阻值为30Ω D.整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】(2022·贵州六盘水中考)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。

专题18.4 焦耳定律(解析版)

专题18.4 焦耳定律(解析版)

人教版九年级第十八章《电功率》18.4 焦耳定律班级:姓名:学号:一.选择题(共10小题)1.(2019•自贡)把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。

该电路工作10s定值电阻产生的热量是()A.60J B.36J C.30J D.6J【答案】D。

【解析】(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:I L===0.3A;(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,且小灯泡正常发光,所以,R两端的电压:U R=U﹣U L=12V﹣10V=2V,因串联电路中各处的电流相等,该电路工作10s定值电阻产生的热量:Q=W=U R It=2V×0.3A×10s=6J。

2.(2019•西湖区校级模拟)如图所示,2只烧瓶内装有煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙.则利用该实验装置难以完成探究的是()A.电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小有关B.电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电流大小有关C.电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的通电时间长短有关D.电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻、通电时间成正比【答案】D。

【解析】A、由图可知,该电路为串联电路,电路中的电流是相同的,通电时间也相同,电阻不同,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小是否有关,故A能完成;B、图中有滑动变阻器,移动滑片,可以改变电流的大小,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电流大小是否有关,故B能完成;C、实验中,可以通过控制开关来控制通电时间的长短,来判定产生热量与通电时间的关系,故C能完成;D、实验中可以探究电流产生的热量与电阻、通电时间、电流大小的关系,但不能得出具体的数字关系,故D不能完成。

3.(2019•西湖区校级模拟)如图实验装置可用于探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”。

中考物理 焦耳定律的应用问题综合试题含答案解析

中考物理 焦耳定律的应用问题综合试题含答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题1.一个“220V 300 W"的电热杯,一个“220 V 300W ”的煮蛋器,一台“220V 300 W"的小型洗衣机,分别接在220V 的电压下,则相同时间内它们产生的热量 A .小型洗衣机最少 B .电热杯最少 C .煮蛋器最少 D .一样多【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知,三种仪器的额定功率相同,但小型洗衣机主要将电能转化为机械能;而电热杯、煮蛋器将电能全部转化为内能,故小型洗衣机产生热量最少,故选A 。

2.为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中,在两地间架设了两根等长的输电线。

两根输电线的总电阻为r 。

已知位于电厂处的两根输电线间的电压为U ,输送电能的功率为P ,由于电流通过输电线发热会损失电能,该输电线路输送电能的效率为__________。

(输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值) 【答案】21rP U- 【解析】 【分析】 【详解】由P UI =得:通过输电线的电流P I U= 输电线的总电阻R r =,则输电线上消耗的功率2222()P P rP I R r U U==⨯=损耗则用户实际得到的电功率22P r P P P P U=-=-损耗实则输电线输送电能的效率为2221P rP P Pr U P P Uη-===-实 所以输电线输送电能的效率为21rP U -。

3.从产品说明书得知,一台“6 V 3 W ”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值0.1Ω,则小风扇正常工作2min 电动机线圈产生的热量为____J 。

【答案】3 【解析】 【分析】 【详解】电路中线圈的电流为3W 0.5A 6VP I U === 电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q =I 2Rt =(0.5A) 2×0.1Ω×2×60s=3J4.如图所示当甲电路中的开关S 闭合时,两个电压表所选量程不同,测量时的指针位置均为如图乙所示,则电阻R 1两端的电压为______V ,R 1∶R 2=______,当电阻R 1、R 2并联在电路中时,在相同的时间内电流通过R 1、R 2所产生的热量之比Q 1∶Q 2=_______。

人教版物理九年级焦耳定律典型题(含答案)

人教版物理九年级焦耳定律典型题(含答案)

焦耳定律典型题1、利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三档的家用电火锅,其发热体电阻丝如图5所示. A、B、C为三个接线柱,B是电阻丝中点的接线柱. 相信你一定能帮助该厂完成以下工作.(1) 说明各挡位的连接方法(文字表述)低温档:将接入电源;中温档;将接入电源;高温档:将接入电源上.(2) 如果低温档发热功率为200W,那么:中温档发热功率是 W;高温档发热功率是 W.2、某加热装置的工作原理如图所示,两电阻丝的阻值相等,电源电压不变,它有加热和保温两个工作状态。

当开关S1接b,S2断开时,它是处于状态,此时电路功率为P1;当开关S1接a,S2闭合时,电路功率为P2,则P1∶P2=。

3、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈电阻为2,通过线圈的电流为10A,这台电动机正常工作时,1s消耗的电能为___________J,产生的热量为______________J。

4、一个电热水壶,铭牌部分参数如下:额定电压220 V,额定功率模糊不清,热效率为90%。

正常工作情况下烧开满壶水需要5 min,水吸收的热量为118800 J,此时热水壶消耗的电能为________J,其额定功率为________W,电阻是________Ω。

若实际电压为198 V,通过电热水壶的电流是________A,1 min内电热水壶产生的热量是________J。

(假设电阻不随温度改变)5、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示,由图像可得,定值电阻R1的阻值是Ω.实验时,电源电压保持5V不变,当滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的电功率是___ W,此时,电阻R1在10min内产生的热量为____ J.二、计算题(每空?分,共?分)6、图是某简易电吹风工作原理的电路图(R为电热丝,M为电动机),表3是该电吹风的铭牌。

求:(1)电吹风正常工作且吹热风时,流过电热丝的电流多大。

中考物理焦耳定律的应用问题综合经典题含答案

中考物理焦耳定律的应用问题综合经典题含答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题1.如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值。

比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U 甲、U 乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q 甲、Q 乙的大小,下面关系中正确的是( )A .U 甲>U 乙,Q 甲>Q 乙B .U 甲<U 乙,Q 甲<Q 乙C .U 甲<U 乙,Q 甲>Q 乙D .U 甲=U 乙,Q 甲=Q 乙【答案】A【解析】【详解】 从图中可以看到,这两个灯泡是串联的,流过的电流大小相等,甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值,根据U IR =可知,U U >甲乙;根据2Q I Rt =可知,时间相同,流过的电流大小相同,甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值,那么Q Q >甲乙。

故选A 。

2.图中电源电压保持不变,灯泡标有"6V ,3W 字样,当开关s 闭合时.灯泡L 正常发光,电流表的示数为0.8A ,则电阻R =____Ω..通电10s. R 产生的热量为______J.【答案】20Ω 18J【解析】【分析】【详解】当闭合开关S 时,灯L 正常发光,说明电源电压为U =6V ,电流表测的是总电流,则I =0.8A ,由P =UI 可知,灯泡中的电流:I L =P 额/U 额=3W/6V=0.5A ,根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知:电阻中的电流:I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ,由I =U/R 得,电阻:R=U/I R=6V/0.3A=20Ω;通电1min电阻R产生的热量:Q=W=UI R t=6V×0.3A×10s=18J。

3.从产品说明书得知,一台“6 V 3 W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值0.1Ω,则小风扇正常工作2min电动机线圈产生的热量为____J。

【答案】3【解析】【分析】【详解】电路中线圈的电流为3W0.5A6VPIU===电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q=I2Rt=(0.5A) 2×0.1Ω×2×60s=3J4.两定值电阻R A和R B中的电流与其两端电压的关系如图所示,若将两电阻串联在电压为3V的电源两端,电路的总功率为________ W,通电一段时间后,R A和R B产生的热量之比是________.【答案】0.6 1:2【解析】【分析】【详解】由图象知,U=3V时,I A=0.6A,I B=0.3A,根据URI=,电阻3V50.6AAAURI===Ω,3V 100.3A B B U RI ===Ω, 两电阻串联时,电路总电阻 R =R A +R B =5Ω+10Ω=15Ω,电路总功率22(3V)0.6W 15U P R ===Ω; A 、B 两电阻串联流过它们的电流I 相等,通电一段时间产生的热量之比2251102A A AB B B Q I R t R Q I R t R Ω====Ω.5.电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W ”的字样,使它们分别在额定电压下工作相同的时间。

2020-2021中考物理焦耳定律的应用问题-经典压轴题附详细答案

2020-2021中考物理焦耳定律的应用问题-经典压轴题附详细答案
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图乙可知,当滑片P在a点时,R'=10Ω,电流I1=0.3A,此时滑动变阻器的电压
滑动变阻器与定值电阻并联,所以滑动变阻器的电压等于电源电压
故A错误;
B.滑动变阻器R'的滑片P在a点时,电流表示数为0.5A,此时定值电阻的电流
定值电阻的电阻R
故B正确;
C.10s内定值电阻R产生的电热为
A.电炉丝的电阻较大
B.电炉丝与导线是并联的
C.电炉丝的横截面大
D.通过电炉丝的电流较大
【答案】A
【解析】
【详解】
电炉丝横截面积小,电阻大,电炉子在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉丝=I导线,通电时间t相同,由焦耳定律Q=I2Rt,R电炉丝>R导线,可知Q电炉丝>Q导线,从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。
【答案】A
【解析】
【详解】
从图中可以看到,这两个灯泡是串联的,流过的电流大小相等,甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值,根据 可知, ;根据 可知,时间相同,流过的电流大小相同,甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值,那么 。
故选A。
14.小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两极上取火。如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧,这是因为长度相同的锡箔纸较窄处比较宽处的
A.该电路两端的总电压为9V
B.灯L2的额定功率为3W
C.相同时间内,灯L1、L2消耗的电能之比W1﹕W2=1﹕1
D.相同时间内,灯L1、L2产生的热量之比Q1﹕Q2=2﹕1
【答案】AD
【解析】
【详解】
A.接入电路后正常发光,则电路中电流

《焦耳定律》测试卷及答案解析

《焦耳定律》测试卷及答案解析

《焦耳定律》测试卷一.选择题(共30小题)1.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω。

车灯接通而电动机未启动时,电流表示数为10A(车灯可看作不变的电阻);电动机启动的瞬间,电流表示数达到60A,电动机的线圈电阻为0.05Ω。

下列论述正确的是()A.车灯按通而电动机未启动时,车灯的功率约为125WB.电动机启动时,车灯的功率约为95WC.电动机启动时,输出的机械功率约为500WD.电动机启动时,电源输出的功率约为570W【解答】解:A、电动机未启动时,车灯、电流表和电源串联,将电流表看作电源内阻,根据闭合电路欧姆定律可知:U=E﹣Ir=12.5V﹣10A×0.05Ω=12V车灯两端电压即路端电压,则车灯的功率:P=UI=12V×10A=120W,故A错误;B、电动机启动瞬间,车灯两端电压:U1=E﹣I1r=12.5V﹣60A×0.05Ω=9.5V根据欧姆定律可知,车灯的电阻:R=UI=12V10A=1.2Ω车灯的功率:P′=U12R=(9.5V)21.2Ω=75.2W,故B错误;C、电动机启动时,电动机的功率:P总=P机+P热,即:U1I1=P机+I12r,解得:P机=390W,故C错误;D、电动机启动时,电源输出的功率:P输出=P总﹣P热=EI1−I12r=12.5V×60A﹣(60A)2×0.05Ω=570W,故D正确。

故选:D。

2.改革开放以来,我国人民生活水平和生活质量有了较大的改善,电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用。

下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目,试判断正常工作时,其中功率最大的是()A.54cm彩色电视接收机,工作电压170~240V,工作频率50Hz,额定功率85WB.BC65B电冰箱,额定电压220V,工作频率50Hz,额定功率70W,耗电量0.50kW•h/24hC.FS69电风扇,规格400mm,额定电压220V,工作频率50Hz,额定功率65WD.KFR33GW空调机,额定电压220V,工作频率50Hz,制冷/制热电流6.2A/6.2A 【解答】解:由电视机、电冰箱、电风扇铭牌直接读出它们的额定功率分别为:85W,70W、65W,对于空调机,额定电压U=220V,额定电流I=6.2A;空调额定功率为P=UI=1364W,结合其他用电器的额定功率可知,功率最大的是空调。

高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析

高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析

高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析1.如图所示电路中,电源电动势E="6" V,内阻r=1。

D为直流电动机,其线圈电阻R=2,限流电阻R′=3。

当电动机正常工作时,电压表示数为0.3 V.则电动机的输出功率是()A.0.56W B.0.54W C.0.57W D.0.60W【答案】B【解析】通过电动机的电流I与流过限流电阻的电流相同,由得:,由可得电动机两端电压:,所以电动机输入的电功率:,电动机的发热功率:,电动机的输出功率:,B正确。

【考点】考查了电功率的计算2.在如图 (a)所示的虚线框内有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示.边长为l,总电阻为R的正方形线框abcd有一半处在磁场中且固定,磁场方向垂直于线框平面,在0~T时间内,求:(1)线框中电流的大小和方向;(2)线框ab边的生热。

【答案】(1) ,电流方向是:adcba; (2)【解析】(1)由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势:由欧姆定律可知:由上述两式可得:,电流方向是:adcba;(2)由焦耳定律可得:则【考点】法拉第电磁感应定律;楞次定律及焦耳定律。

3.如图所示,D为一电动机,电动机内部导线的电阻r’=0.4Ω,电源电动势E=40V,电源内电阻r=1Ω,当开关S闭合时,电流表的示数为I=4.0A,则电动机的发热功率为____ W,转化为的机械功率是______W.【答案】6.4 137.6【解析】电动机的发热功率为:P1=I2r=6.4W;电动机输入的总功率:P=I(E-Ir)=4.0×(40-4.0×1.0)W=144W;转化为的机械功率是P2=P-P1=144W-6.4W=137.6W.【考点】电动机功率的计算。

4.在如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻(r< R1,r< R2).则以下说法中正确的是()A.当R2=R1+r时,R2上获得最大功率B.当R1=R2+r时,R1上获得最大功率C.当R2=0时,电源的输出功率最大D.当R2=0时,电源的效率最大【答案】AC【解析】根据电源的内电阻和外电阻相等的时候,电源的输出功率最大可知,当把和电源看做一个整体时,即把电源的内阻看做,当时,电源的输出功率最大,即上获得最大功率,所以A正确;根据可知,当R2=0时,电路的总电流最大,所以此时获得最大功率,所以B错误,C正确;电源消耗的功率为,由于电源的电动势E不变,电源的效率,当路端电压最大时,电源的效率最大,而当最大时,路端电压最大,电源效率最大,D错误【考点】考查了电功、电功率的计算5.如图所示,一直流电动机与阻值R=9 Ω的电阻串联在电上,电电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10 V,已知电动机线圈电阻RM=1 Ω,则下列说法中正确的是()A.通过电动机的电流为10 AB.通过电动机的电流小于10 AC.电动机的输出功率大于16 WD.电动机的输出功率为16 W【答案】BD【解析】根据闭合电路欧姆定律,有:E=U+I(r+R)解得:I=2A,所以A错误;B正确;电动机的输出功率:P出=P-P热=UI-I2RM=10×2-22×1=16W,故C错误;D正确。

整理焦耳定律实验典型例题(含答案及解析)

整理焦耳定律实验典型例题(含答案及解析)

第 1 页 共 2 页焦耳定律实验典型例题含答案及解A4打印 / 可编辑焦耳定律练习题1.通过电阻R的电流强度为I时,在时间t内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流强度为I/2时,则在时间t内产生的热量为()A.4Q B.2Q C.Q/2 D.Q/42.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是()A.Q=UIt B.Q=I2Rt C.Q= t D.W=Pt3.一台电动机的输出功率是10kW,这表明该电动机工作时( ).A.每秒消耗10kw电能B.每秒对外做10kw功C.每秒消耗10kJ电能D.每秒对外做10kJ功4.电动机的电枢阻值为R,电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作时间为t,下列说法中正确的是( ).A.电动机消耗的电能为UIt B.电动机消耗的电能为I2RtC.电动机线圈产生的热量为I2Rt D.电动机线圈产生的热量为U2t/R5.一台电动机的电阻为4Ω,在220V的额定电压下运行时,发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min,则电流做功________J.6.一个用电器上标有“2kΩ,20W”,允许加在这个用电器两端的最大电压为________V,这个用电器允许通过的最大电流为________A.当这个用电器两端加上20V电压时,它实际消耗电流功率为________W.7.三个标有"100Ω,4W”、“12.5Ω,8W”、“90Ω,10W"字样的电阻,当它们串联时允许加的最大总电压是________V,并联时允许通过的最大总电流是________A.8.一台电动机额定电压为220 V,线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A,电动机正常工作10 min,求(1)消耗的电能.(2)产生的热量.(3)输出的机械能.整理丨尼克本文档信息来自于网络,如您发现内容不准确或不完善,欢迎您联系我修正;如您发现内容涉嫌侵权,请与我们联系,我们将按照相关法律规定及时处理。

焦耳定律经典例题

焦耳定律经典例题

中考物理试题分类汇编—焦耳定律1(乌鲁木齐)如图所示电路,电阻R1=10Ω,若断开S2、闭合S1,电流表的示数I1=0.30A;若闭合S1、S2,电流表的示数I2=0.50A。

求(1)电源两端的电压;(2)电阻R2的阻值;(3)电阻R2通电1m in产生的热量。

答案:(1)由欧姆定律,电源两端电压U=I1R1=3V(2)通过电阻R2的电流I=I2-I1=0.2A由欧姆定律R2==15Ω(3)由焦耳定律得Q=I2R2t=36J7(天津)下列各装置中,利用电流的热效应工作的是BA.电动机B.电炉了C.电磁铁D.发电机16(南宁)在家庭电路中,导线相互连接处因为接触不良,容易造成变大。

根据焦耳定律可知,在通过电流和相同时,该处比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。

答案:电阻,通电时间21(北京)一根阻值为100Ω的电阻丝通电100S,通过的电流是2A,则电流产生的热量为J。

答案:4×1045(北京)下列四种电器中,利用电流热效应工作的是:DA、洗衣机。

B、录音机。

C、电视机。

D、电饭锅。

14(荆州)(4分)如图所示,电源两端的电压为6V,且保持不变,已知R1+R2=12Ω,当开关S1闭合、S2断开时,10s内电流通过R1产生的热量是60J;当开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为0.6A,则电阻R3的阻值是___________Ω。

答案;4(4分)(青岛)电炉子工作时,电炉丝与导线是联的,通过它们的电流相等。

根据定律,在相同情况下,电流通过导体产生的热量跟电阻成。

电炉丝的电阻比导线大,因此产生的热量,所以电炉丝比导线热。

答案;串;焦耳;正比;多。

20(连云港)如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置,两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中,每一烧瓶里各插入一温度计。

请回答下列问题:(1)合上开关,经过一段时间,两电阻丝产生热量的多少是通过▲反映出来的;(2)采用这种连接方式的目的是▲。

中考物理专题焦耳定律含解析

中考物理专题焦耳定律含解析

专题18 焦耳定律1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。

2.公式:Q=I2Rt3.当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。

此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。

所以电厂在输电时增大送电电压,减少电能在输电线路上的损失。

【例题1】(2019吉林)电炉丝通过导线接到电路里,通过电炉丝和导线的电流大小________,由于电炉丝的电阻比导线的电阻大,导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量________。

【答案】相等;多【解析】电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线串联,那么通过电炉丝和导线的电流大小相等;由于电炉丝的电阻比导线的电阻大,根据Q=I2Rt可知可知,电炉丝产生的热量比导线产生的热量多。

【例题2】(2019北京)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10Ω.当开关S 闭合后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A.求:(1)通电10s电阻丝R1产生的热量;(2)电源两端的电压。

【答案】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量为16J;(2)电源两端的电压为6V。

【解析】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×10s=16J。

(2)由I=得,R1两端的电压:专题学啥专题考法U1=IR1=0.4A×10Ω=4V,根据串联电路电压规律可知,电源电压:U=U1+U2=4V+2V=6V。

一、选择题1.(2018成都)一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,线圈中通过的电流为10A.这台电动机工作1s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则()A.W=3800J,Q=200J B.W=3800J,Q=3800JC.W=7200J,Q=200J D.W=7200J,Q=3800J【答案】A.【解析】本题考查的知识点是焦耳定律;电功的计算.已知电压、电流与通电时间,由W=UIt可以求出电动机消耗的电能,由焦耳定律可以求出其产生的热量.电动机消耗的电能:W=UIt=380V×10A×1s=3800J;产生的热量Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×1s=200J2.(2018河南)图甲是小灯泡的电压——电流图像。

焦耳定律实验题(常见类型)含答案

焦耳定律实验题(常见类型)含答案

1、(2008•扬州)在“探究影响电流热效应的因素”活动中,海洋同学为了研究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响,设计的正确方案是:选择两个阻值_________不相等(选填“相等”或“不相等”)的电阻丝,控制通过两个电阻丝的电流相等________(选填“相等”或“不相等”),通电时间相等,比较产生热量多少.于是他找来两段材料、粗细相同,长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同,长度不同的电阻圈串联在电路中,同时将火柴棒分别插入两个电阻圈中,如图所示,他想通过火柴被点燃的先后来比较产生热量多少.当电路接通后,他发现两根火柴几乎同时被点燃,于是得到电阻大小对产生热量多少没有影响的结论.你根据掌握的知识,判断他的结论是不正确__________(选填“正确”或“不正确”)的,请分析他实验时火柴被同时点燃的主要原因是________________________________整个电阻丝产生的热量没有全部给火柴加热2、(2009•郑州)小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大.温度计显示煤油的温度.(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该_______相等.(2)小红问小明“水比较容易获得,干嘛不用水代替煤油”.对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为合理的是(D)A.因为煤油有颜色便于观察B.因为煤油有比较大的热值C.因为煤油有比较小的密度D.因为煤油有比较小的比热容(3)实验中,小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快.这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越______大,产生的热量越多.3、在探究电流的热效应时,甲、乙两名同学分别设计如图甲、乙所示的电路.在A、B 两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油,插入温度计用来显示煤油的温度.A瓶中浸泡的电阻丝的阻值大于B瓶中电阻丝的阻值.(1)甲同学的实验中:①闭合开关,保持变阻器的滑片在某一位置,通电一定时间后,观察到的现象是A_____(填“A”或“B”)烧瓶中温度计示数的变化较大;②从左向右移动变阻器的滑片,保持滑片在左右两个不同位置的通电时间相同,滑片在右侧_____位置(填“左侧”或“右侧”),同一烧瓶中的温度计示数的变化较大.(2)乙同学要探究电压一定时,电流热效应与电阻的关系:①用笔画线代替导线连好图乙中的实物图;②通电一定时间后,观察到的现象是B_____(填“A”或“B”)烧瓶中温度计示数变化较大.4、(2007•银川)在探究电流的热效应时,甲、乙两同学分别设计如图a、b所示的电路.在A、B两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油,插入温度计用来显示煤油的温度;A 瓶中浸泡的电阻丝的阻值大于B瓶中电阻丝的阻值.(1)在甲同学的实验中,①保持变阻器的滑片在某一位置,通电一定时间后,观察到的现象是_______A烧瓶中温度计示数的变化较大(选填A或B);②从左向右移动变阻器的滑片,保持滑片在左右两个不同位置的通电时间相同,试说出滑片在哪个位置时,烧瓶中温度计示数的变化较大?为什么?(2)在乙同学的实验中,A、B两个烧瓶中的电阻丝是__________并联连接的(选填“串联”或“并联”);通电一定时间后,观察到的现象是:________B烧瓶中温度计示数的变化较大(选填A或B).(3)分析甲、乙两同学的实验现象,根据你得出的结论,对下面的两个生活事例,任选一例做出简要解释.①电炉丝接到电路里,电炉丝热得发红,而与电炉丝连接的导线却几乎不发热,这是为什么?②一个灯泡的灯丝烧断后,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮,怎样解释这个现象?。

专题40焦耳定律冷门实验的考法(原卷版+解析)

专题40焦耳定律冷门实验的考法(原卷版+解析)

2022年中考物理三轮复习冷热门与重点亮点专题练 (全国通用)专题40 焦耳定律冷门实验的考法(7道题)1. (2021贵州黔东南州)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。

甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平。

(1)实验中,乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等;(2)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形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是______;(3)通过对比观察,______(选填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。

由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越______导体产生的热量越多。

2. (2021广西贵港)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,实验电路如图1所示,其中R1>R2。

实验一:探究电流产生的热量与电阻大小的关系;(1)请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整;_______(2)实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制_______;电阻丝放出热量的多少,通过_______来进行判断。

(3)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少,a、b两瓶中要装入_______相等、初温相同的同种液体。

为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选水,是因为煤油的比热容_______水的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”);实验二:探究电流产生的热量与电流大小的关系(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加热的煤油,在实验一中温度升高Δt1,在实验二中温度升高Δt1′,则Δt1′_____2Δt1(选填“大于”、“等于”或“小于”),该实验说明电流产生的热量与电流大小______正比例关系(选填“成”或“不成”)。

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中考物理复习焦耳定律一.解答题(共12小题)1.(2010•广西)如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置:在两个相同的烧瓶中装有质量_________(选填“相等”或“不等”)的_________(选填“同种”或“不同”)液体,瓶中各放置一根电阻丝,且R甲大于R乙,这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系;实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少;如果所用液体仅水或煤油,为使实验现象明显些,应选择_________来进行实验.2.(1999•绍兴)如图,有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上,则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路(填“a”或“b”).3.(2012•德州)小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小.(1)实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”).(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油的比热容_________水的比热容.(选填“大于”或“小于”).(3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是_________.(4)该实验中用到的研究物理问题的法是_________.4.(2012•肇庆)如图(甲)所示,两只相同的烧瓶里装有同样的煤油,它们的初温相同,实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”.(1)请用笔画线代替导线,将图(甲)的电路连接完整(要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉)(2)两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同,由图可知:两电阻丝的阻值R a_________R b1(选填“>”、“<”或“=”)(3)通电一段时间后,a、b两温度计的示数如图(乙)所示,则b的示数是_________℃.由此可知:在相同的时间内,电流一定时,电阻越_________,它产生的热量越_________.(4)若将图(甲)的电路改成图(丙)所示,通电一段时间后,_________温度计的示数较大.(选填“a”或“b”)5.(2013•无锡)如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图.A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A内金属丝是铜丝,电阻较小;烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝,电阻较大.实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量_________(选填“相等”或“不相等”).当开关闭合后,_________(选填“A”或“B”)瓶中温度计示数上升较快.6.(2013•甘孜州)小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大,两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度.(1)上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联,这样连接的目的是控制通过金属丝的_________和通电时间相同.(2)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越_________,产生的热量越多.(3)小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验.若烧瓶B的器材不变,她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外,还需更换烧瓶A中的金属丝.此外,为了能在通电一段时间后,通过两温度计示数的变化量来比较食用油和煤油的吸热能力,他们设计的实验必须满足的条件还有烧瓶A、B中食用油和煤油的_________相同,烧瓶A、B中金属丝的电阻_________(填“相同”或“不相同”).7.(2013•宿迁)在探究“影响电流热效应的因素”实验中(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫_________.若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用_________(选填“煤油”或“水”),理由是_________.(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表).实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流_________,其产生的热量_________.(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中_________(选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶_________(选填“串联”或“并联”).8.(2013•赤峰)为了探究影响电流产生热的因素,小红同学用两个相同烧瓶,装入等量的煤油,烧瓶A中的电阻是烧瓶B中电阻的2倍,温度计用来显示煤油的温度,如图所示,开始时两瓶中的煤油温度相同.(1)通电一段时间后,小红比较瓶口温度计的示数,是为了探究电热与_________的关系.(2)烧瓶中的液体用煤油而不用水,其主要原因是_________.(3)如果通电一段时间后,烧瓶A中煤油的温度上升了△t,则烧瓶B中的煤油温度上升_________.(假设电阻产生的热量被煤油全部吸收)9.(2014•长沙)在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,小于采用了如图甲所示的实验装置.两个透明的容器中密闭了等量的空气,U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化.(1)若通电时间相同,发现B玻璃管内液面上升较高,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的_________越大,产生的热量越多.(2)小刚采用了如图乙所示的实验装置,通电相同时间,发现A玻璃管液面上升较高,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的_________越大,产生的热量越多.(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是_________法和转换法.10.(2014•安顺)小明冬天取暖时发现:电暖器的电热丝热的发红,而与电热丝相连的导线却不怎么热.(1)请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题;(2)如图是小明进行实验探究的部分电路,A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油,金属丝电阻分别为R A、R B,R A<R B.通电一段时间后,发现B烧瓶中温度计的示数大些.请用所学的知识解释此现象.11.(2014•娄底)圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置.请仔细观察甲、乙两图.(1)实验总通过观察两个U形管中_________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少.(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_________的关系.(3)由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的_________越大,电阻产生的热量越多.(4)该实验采取的探究方法是_________.12.(2013•桂林)小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实际电路,两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油,R A与R B是阻值不同的电热丝.(1)R A与R B采用串联的方式,其目的是为了控制通电时间、_________相等.(2)小明同学为了比较R A与R B阻值的大小,用电压表分别测出R A与R B两端电压的大小,发现U A<U B,则R A_________R B(选填“>”“<”或“=”).(3)在相同的时间内,可通过观察_________来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,试验液体选用煤油而不选水,主要是水的比热容比煤油_________(选填“大”或“小”).(4)通过实验,发现烧瓶B中煤油吸热多,这表明:在电流、通电时间相同的情况下,电阻_________(选填“越大”或“越小”),产生的热量越多.(5)小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”,则他们应将烧瓶A中煤油换成与其_________(选填“质量”或“体积”)相等的水,并将电热丝R A换成_________的电热丝.测量时,水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式:c煤油=_________.(已知水的比热容为c水).小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差,原因主要有:_________.(只要写出一条即可)中考物理复习焦耳定律参考答案与试题解析一.解答题(共12小题)1.(2010•广西)如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置:在两个相同的烧瓶中装有质量相等(选填“相等”或“不等”)的同种(选填“同种”或“不同”)液体,瓶中各放置一根电阻丝,且R甲大于R乙,这样的装置可以研究电流产生的热量与电阻的关系;实验中通过观察温度计示数变化来比较电阻丝发热量的多少;如果所用液体仅水或煤油,为使实验现象明显些,应选择煤油来进行实验.考点:电热.专题:压轴题;控制变量法.分析:如图中两个电阻丝是串联,则电流相等,是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验,应使用相同的等质量的液体,通过观察升高的温度来比较吸收的热量,由于煤油的比热容比水的比热容小,为了效果明显,应使用煤油做实验.解答:解:这是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验,使用了串联电路,使电流相等,为了比较产生的热量的多少,应使用相同的等质量的液体来吸收热量,通过观察温度计示数的变化来反映吸收的热量的多少,为了使效果明显,应使用比热容小的煤油进行实验.故本题答案为:相等;同种;电阻;温度计示数变化;煤油.点评:本题利用控制变量法来进行研究电流产生的热量与电阻的关系的实验,应控制吸热液体的材料相同,质量相等,通过观察液体的温度的变化来比较吸热的多少.2.(1999•绍兴)如图,有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上,则相同时间内产生热量较多的是图中a图的电路(填“a”或“b”).考点:电热;焦耳定律的计算公式及其应用.专题:电与热、生活用电.分析:首先根据两图中电阻的连接方式,求出电路的总电阻,然后根据焦耳定律的表达式Q=I2Rt和欧姆定律的表达式I=进行比较分析.解答:解:a图中两电阻并联,电路的总电阻R a=;b图中两电阻串联,电路的总电阻R b=R1+R2;∴R a<R b又∵Q=I2Rt、I=∴Q=t因此,Q a>Q b故答案为:a.点评:本题考查了串联电路和并联电路的电阻关系,灵活运用Q=W=t是解题的关键.3.(2012•德州)小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小.(1)实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”).(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油的比热容小于水的比热容.(选填“大于”或“小于”).(3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是在电流和通电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多.(4)该实验中用到的研究物理问题的法是控制变量法.考点:焦耳定律;热量的计算.专题:实验题;控制变量法;转换法.分析:(1)首先导体产生的热量是要通过煤油的温度变化体现出来,由t=+t0可知,煤油的质量和初温要相同.(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,即观察到得温度计示数变化大,则在同质量吸收相同热量的条件下,比热容小的液体温度变化大.(3)使用相同质量的煤油,通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,说明乙瓶中的煤油吸收的热量多,即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多;由此得出结论.(4)知道热量与电流、电阻及通电时间有关,可变因素较多,本题是在电流、时间相同的前提下,使用不同的电阻,探究热量与电阻的关系,这采用的是控制变量法.解答:解:(1)两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的.由Q=cm(t﹣t0)得,t=+t0,可见影响温度计示数的不只是热量,还有煤油的初温和质量,所以要保证煤油的初温和质量都相同,才能通过温度的变化反映出热量的多少.(2)若将烧瓶中装有水,则由Q=cm△t可知:在相同质量的水和煤油中,吸收的相同的热量时,由于水的比热容大,温度升高的度数少,温度计的示数变化不明显;(3)综合实验过程,使用相同质量与初温都相同的煤油,在电流和通电时间相同的前提下,乙瓶中的温度计示数升高的快,说明乙瓶中的煤油吸收的热量多,即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多;所以可得出的结论是:在电流和通电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多(4)为保证通过两个电阻的电流总是相等,电阻串联;同时保证了它们的通电时间也相等,导体中产生的热量就只与电阻有关了,为此采用控制变量法.煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的,这是采取的转换法.故答案是:(1)温度计示数;(2)小于;(3)在电流和通电时间相同时,导体电阻越大产生的热量越多;(4)控制变量法(或转换法,填对一个即可).点评:采用控制变量法是探究实验常用的方法,本实验可通过控制电流、通电时间不变,只改变电阻,然后看热量的变化.4.(2012•肇庆)如图(甲)所示,两只相同的烧瓶里装有同样的煤油,它们的初温相同,实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”.(1)请用笔画线代替导线,将图(甲)的电路连接完整(要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉)(2)两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同,由图可知:两电阻丝的阻值R a<R b(选填“>”、“<”或“=”)(3)通电一段时间后,a、b两温度计的示数如图(乙)所示,则b的示数是35℃.由此可知:在相同的时间内,电流一定时,电阻越大,它产生的热量越多.(4)若将图(甲)的电路改成图(丙)所示,通电一段时间后,a温度计的示数较大.(选填“a”或“b”)考点:焦耳定律.专题:压轴题;实验探究题;电与热、生活用电.分析:(1)滑动变阻器、两电阻丝串联接入电路,注意滑动变阻器要接上面的接线柱.(2)导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,在材料、横截面积相同的情况下,导体越长,导体电阻越大,根据图甲所示导体长度间的关系.判断两电阻的阻值大小.(3)根据图乙b所示温度计,确定温度计的分度值,然后读出温度计的示数;根据实验条件、温度计示数进行分析,从而得出实验结论.(4)由图丙可知,两电阻丝并联,根据电阻大小、由并联电路特点及电功公式W=t判断哪个温度计示数大.解答:解:(1)滑动变阻器、两电阻丝串联接入电路,电路图如下图所示.(2)由图甲可知,电阻R b的电阻丝长,又∵电阻丝的材料、横截面积均相同,∴R a<R b.(3)由图乙b所示温度计可知,温度计分度值是1℃,温度计示数是35℃;由图乙可知,温度计b的示数大于温度计a的示数,则R b产生的热量大于电阻R a产生的热量,已知两电阻串联,R a<R b,通过两电阻的电流I、通电时间t都相等,由此可见:在相同的时间内,电流一定时,电阻越大,它产生的热量越多.(4)由图丙可知,两电阻并联,电阻两端的电压U相等,已知R a<R b,由Q=t可知,Q a>Q b,所以通电一段时间后,a温度计的示数较大.故答案为:(1)电路图如下图所示;(2)<;35;大;多;(3)a.点评:本题考查了连接电路图、影响导体电阻的因素、温度计读数、电功公式的应用、串并联电路的特点等问题,实验中应用了控制变量法,解题时注意控制变量法的应用.5.(2013•无锡)如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图.A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A内金属丝是铜丝,电阻较小;烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝,电阻较大.实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量相等(选填“相等”或“不相等”).当开关闭合后,B(选填“A”或“B”)瓶中温度计示数上升较快.考点:电热.专题:实验题;压轴题;控制变量法.分析:电热的影响因素有电流、电阻、通电时间.首先要判断清楚两段导体的什么因素是相同的,什么因素是不同的,再根据焦耳定律来判断哪段导体产生的电热多,即这个瓶中温度上升较快.解答:解:(1)根据控制变量法,实验中改变要研究的因素,控制不研究的因素一定;(2)根据焦耳定律Q=I2Rt,铜丝和镍铬合金丝是串联的,所以电流I和通电时间t相同,镍铬合金丝比铜比电阻大,所以产生电热多,故B瓶的温度上升较快.故答案为:相等;B.点评:本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握,在研究电流产生的热量与什么因素有关时,要用好控制变量法.6.(2013•甘孜州)小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大,两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度.(1)上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联,这样连接的目的是控制通过金属丝的电流和通电时间相同.(2)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.(3)小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验.若烧瓶B的器材不变,她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外,还需更换烧瓶A中的金属丝.此外,为了能在通电一段时间后,通过两温度计示数的变化量来比较食用油和煤油的吸热能力,他们设计的实验必须满足的条件还有烧瓶A、B 中食用油和煤油的质量相同,烧瓶A、B中金属丝的电阻相同(填“相同”或“不相同”).考点:焦耳定律.专题:探究型实验综合题.分析:(1)根据图示可知,两电阻串联,目的是控制通过它们的电流相等,由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多,温度升高越快;(2)根据Q=I2Rt可知,要研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,必须保持电流和通电时间相同,比较AB产生热量多少与电阻大小的关系.(3)由吸热公式Q吸=cm△t可知,要比较食用油和煤油的比热容大小,应让两瓶中食用油和煤油的质量m相等、吸收的热量相等,通过比较它们升高的温度大小关系,得出比热容的大小关系.解答:解:(1)两电阻串联,所以通过它们的电流相等;目的是控制通过金属丝的电流和通电时间相同.(2)镍铬合金丝的电阻大于铜导线的电阻,烧瓶B中温度计的示数升高很快,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.(3)要比较食用油和煤油的比热容,则应让食用油和煤油的质量相等,吸收的热量相等,由温度的变化求得比热的大小;故用相同质量的食用油代替水,两瓶中都有相同电阻丝,电阻相等.故答案为:(1)电流;(2)大;(3)质量;相同.点评:本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用,以及学生分析实验现象得出结论的能力;控制变量法为物理实验中的常用方法,应重点掌握.7.(2013•宿迁)在探究“影响电流热效应的因素”实验中(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫转换法.若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用煤油(选填“煤油”或“水”),理由是煤油比热容小,相等的质量吸收相同的热量,温度上升明显.(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表).实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量越多.(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中B(选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶串联(选填“串联”或“并联”).考点:焦耳定律.专题:探究型实验综合题.分析:(1)掌握转换法在实验中的应用,通过比较烧瓶内温度的变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少;为了实验效果更加明显,实验应采用比热容较小的液体;(2)分析表格中数据相同的量和不同的量,判断温度升高的影响因素;(3)要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,电阻不同.解答:解:(1)实验中通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫转换法;由于煤油的比热容较小,质量相同吸收热量相同时,温度变化比较明显,应选用煤油进行实验;(2)由表格中数据知,通电时间和电阻相等,电流增大为原来的2倍,温度升高为原来的4倍,即产生的热量为原来的4倍,可知通电时间和电阻相等,产生的热量与电流的2次方成正比;(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,电阻不同,所以应该选择B烧瓶和甲图中的烧瓶串联.故答案为:(1)转换法;煤油;煤油比热容小,相等的质量吸收相同的热量,温度上升明显;(2)越大;越多;(3)B;串联.点评:本题考查的是影响电流热效应的因素实验,考查了温度变化与比热容的关系,考查了控制变量法在实验中的应用,要探究产生热量的多少和其中一个量之间的关系,需保持其它量不变,注意实验数据的分析,同时涉及到了串联电路电流的特点.8.(2013•赤峰)为了探究影响电流产生热的因素,小红同学用两个相同烧瓶,装入等量的煤油,烧瓶A 中的电阻是烧瓶B中电阻的2倍,温度计用来显示煤油的温度,如图所示,开始时两瓶中的煤油温度相同.(1)通电一段时间后,小红比较瓶口温度计的示数,是为了探究电热与电阻的关系.(2)烧瓶中的液体用煤油而不用水,其主要原因是煤油的比热容小.(3)如果通电一段时间后,烧瓶A中煤油的温度上升了△t,则烧瓶B中的煤油温度上升△t.(假设电阻产生的热量被煤油全部吸收)考点:焦耳定律.专题:探究型实验综合题.分析:(1)实验目的是探究影响电热的因素,由图知,两段电热丝串联所以通过的电流相同,通电时间也相同,产生的热量不同,是因为电热丝的阻值不同.(2)从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因.(3)已知电阻的关系,根据焦耳定律Q=I2Rt计算电阻放出的热量;再根据吸热公式Q=cm△t比较升高的温度关系,计算烧瓶B中的煤油升高的温度.解答:解:(1)由图知,两个电阻是串联的,电流相等,通电时间相等,电阻不同,所以实验目的是探究在电流和通电时间一定时,电热跟电阻的关系;(2)因为煤油的比热容比水的比热容小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高的多,用煤油做实验效果更明显,便于观察;(3)A、B电阻串联,电流和通电时间相等,根据焦耳定律,电阻放出热量关系为:==;两瓶中煤油质量相等,电阻放出的热量完全被煤油吸收,根据吸热公式Q=cm△t得,===,△t B=△t A=△t;故答案为:(1)电阻;(2)煤油的比热容小;(3)△t.点评:本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用,以及学生熟练运用焦耳定律和热量计算公式的能力;控制变量法为物理实验中的常用方法,应重点掌握.9.(2014•长沙)在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,小于采用了如图甲所示的实验装置.两个透明的容器中密闭了等量的空气,U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化.(1)若通电时间相同,发现B玻璃管内液面上升较高,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多.(2)小刚采用了如图乙所示的实验装置,通电相同时间,发现A玻璃管液面上升较高,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多.(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法.考点:焦耳定律.专题:探究型实验综合题.分析:电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关.。

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