焦耳定律答案
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。
焦耳定律
焦耳定律. 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， 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. 跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. 2.公式： 公式：
Q = I2Rt
3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦. 单位： 注意：热量跟电流的平方成正比， 注意 热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器 热量跟电流的平方成正比 的电流增加到3倍时， 的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 9 倍
实验演示过程
实验分析
1 2
在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大， 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大， 电流产生的热量越多. 电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大， 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流 产生的热量越多. 产生的热量越多.
进一步的研究表明产生的热量与电流的平方 成正比.
想想议议
从前面学习知道，额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小， 从前面学习知道，额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，单 位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大， 位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内 产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？ 产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？
练习
焦耳定律是反映电流的 的规律。 即 能转化为 的规律。 效应的规律， 效应的规律，
一电炉的电阻是100 通电时间10 10秒钟产生的热量为 一电炉的电阻是100 ，通电时间10秒钟产生的热量为 J,通过这个电炉的电流是 4×105J,通过这个电炉的电流是 A 电流通过电风扇做功时， 电流通过电风扇做功时， 能转化 为能 如果电流做功3.6 3.6× J,电风扇获得的 和 能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的 3.6× 3.6×106J 机械能一定
焦耳定律(含答案)1
焦耳定律一、单选题(共10道，每道10分)1.用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示。
将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度。
正确的是( )A.甲导体的温度升高得多B.乙导体的温度升高得多C.甲、乙两导体升高的温度相同D.条件不足，无法判断答案：B解题思路：同种材料制成的两段长度相等的导体，横截面积越大电阻越小，所以，由于甲、乙两导体串联，则通过的电流：；通电时间：。
根据Q=I2Rt可得，，即：电流通过甲产生的热量比通过乙产生的热量少，所以乙导体的温度升高得多，故选B。
试题难度：三颗星知识点：焦耳定律的计算公式及其应用2.关于如图所示实验的说法中错误的是( )A.该实验研究的是电流的热效应B.实验中采用了控制变量法C.观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少D.实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少答案：C解题思路：A：由图可知，这是探究影响电热因素的实验，故A正确；B：影响电热的因素有电流、电阻、通电时间三个因素，故实验中必须采用控制变量法，故B正确；C：该实验中甲、乙两个烧瓶中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，故C错误；D：A、B两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油，吸收热量多的温度升高的快，据此判断，所以可以通过温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少；故D正确。
说法错误的选C。
试题难度：三颗星知识点：焦耳定律的计算公式及其应用3.小明利用如图所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关。
他在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，通电一段时间后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高。
该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关( )A.电荷量B.电流C.电阻D.通电时间答案：C解题思路：由图可知，这是探究影响电热因素的实验，影响电热的因素有电流、电阻、通电时间三个因素，故实验中必须采用控制变量法；由题可知电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，而R甲＞R乙；故可知探究的是电热与电阻的关系。
7.5焦耳定律(带答案)
高二物理焦耳定律作业一、选择题1．关于电功的说法中错误的是()A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C．电流做功消耗的能量，由电源供给D．电功就是电能2．关于电功和焦耳热，下列说法不正确的是()A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2RtB．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2RtC．在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q＝I2RtD．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝UIt3．关于三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝U2/R的适用范围，以下说法正确的是()①第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率②在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率③在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义④由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率A．①③B．②③C．①②D．③④4．通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为I/2时，则在时间t内产生的热量为()A．4Q B．2Q C．Q/2 D．Q/45．一台电动机的输出功率是10 kW，这表明该电动机工作时()A．每秒消耗10 kW电能B．每秒对外做10 kW功C．每秒消耗10 kJ电能D．每秒对外做10 kJ功6．A、B两电阻串联后接入电源，改变电源的电压，测得电阻A、B的伏安特性曲线如图，则电阻R A、R B和功率P A、P B的关系是()①R A>R B②R A<R B③P A>P B④P A<P BA．①③B．①④C．②③ D．②④8．要使电热器在单位时间内产生的热量减小一半，可以()A．R不变，使通过电热丝的I减小一半B．U不变，使电热丝的R增大一倍C．R不变，使电热丝两端的U减小一半D．U不变，使电热丝的R增大为原来的2倍9．有一只电熨斗，内部电路如图甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是()A．a方式为“高”挡B．b方式为“低”挡C．c方式为“关”挡D．d方式为“中”挡10.如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 W D．电路消耗的总功率为60 W二、计算题11．已知一个标有“110 V10 W”字样的灯泡，问：(1)灯泡的电阻是多大？(2)灯泡正常工作时的电流是多大？(3)如果接在100 V的电路中，它的实际功率是多大？12．有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A，若把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A．求：(1)电动机正常工作时的输出功率；(2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？(提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)3.3《焦耳定律》测试答案一、单项选择题1．解析：选D.根据电功的定义及特点，可以判断A 、B 、C 均正确，电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D 错，故选D.2．解析：选B.电功的计算式W ＝UIt 适用于任何形式的电路，焦耳热计算式Q ＝I 2Rt 也是普遍适用的，但是只有在纯电阻电路中，电功W 才等于焦耳热Q .3．解析：选B.首先要明确，欧姆定律U ＝IR 只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P ＝UI 表示电功率，而P ＝I 2R 表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI ＝I 2R ，消耗的电能全部转化为热能；而在非纯电阻电路中，UI >I 2R ，即消耗的电能只有部分转化为热能．故选B. 4．解析：选C.由电热公式Q ＝I 2Rt 可得： Q ′＝(I 2)22Rt ＝12I 2Rt ＝12Q .5．解析：选D.输出功率是指电动机单位时间内对外能做的功，D 项正确．6．解析：选D.由图象知R A <R B ，故②正确，①错误．当A 、B 两电阻串联时，流过两电阻的电流I A ＝I B .由于P A ＝I 2A R A ，P B ＝I 2B R B ，所以P A <P B ，故③错误，④正确，故选D.7．答案：A8．解析：选B.电热器是纯电阻电路，电功率可表示为P ＝UI ＝U2R＝I 2R ，故R 一定时，电压U 减半，或电流I 减半，则P 变为原来的14，故AC 错误，当U 不变R 增大一倍则P 变为原来12，故B 正确，D 错误．9．解析：选B.a 中回路未闭合，故a 方式为“关挡”，b 中总电阻R b ＝R 1＋R 2，c 中总电阻为R c ＝R 1，d 中总电阻为R d ＝R 1R 2R 1＋R 2，由公式P ＝U 2R ，故d 方式为“高”挡，c 方式为“中”挡，b 方式为“低”挡，所以B 对，A 、C 、D 错．10.解析：选C.灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝PU ＝611A ，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝IU ＝60 W ，C 正确，A 错误；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内＝1.3 W ，B 错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220 V ×60 W110 V＝120 W ，D 错误．二、计算题11．解析：无论用电器是否在额定电压下工作，用电器的电阻通常认为是恒定不变的． (1)灯泡的电阻为R ＝U 2额P 额＝110210Ω＝1210 Ω.(2)灯泡正常工作时的电流为I 额＝P 额U 额＝10110 A ＝0.09 A.(3)因为灯泡的电阻是一定的，根据P ＝U 2R ，可知P 实P 额＝U 2实U 2额，解得P 实＝U 2实U 2额P 额＝10021102×10 W ＝8.3 W.答案：(1)1210 Ω (2)0.09 A (3)8.3 W12．解析：(1)电动机不转时，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机可看做纯电阻，则R ＝U /I ＝0.5 Ω.当加电压为2 V 、电流为1 A 时，电动机正常工作时，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和． 转化的热功率为P 热＝I 2R ＝0.5 W 总功率P 总＝UI ＝2 W ，则输出功率P 出＝P 总－P 热＝1.5 W.(2)若在电动机正常工作时被卡住，电动机无机械能输出，看做纯电阻电路，此时的电热功率为：P 热′＝U 2R ＝220.5 W ＝8 W.答案：(1)1.5 W (2)8 W。
焦耳定律答案
焦耳定律【考点方向】：1、实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体。
2、被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显。
3、选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。
4、探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。
探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。
5、两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同。
6、焦耳定律：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。
7、该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好。
8、如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计，也可以完成实验。
8、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。
Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1②无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q= Q1+Q2+…Qn③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt【创新母题】：如图所示小刚同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端.(1)实验中通过观察U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.这种实验方法叫.下面实验也用这种实验方法的是。
A.认识电压时,我们用水压来类比B.用光线来描述光通过的路径C.把敲响的音叉来接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动D.用斜面和小车来研究阻力对物体的影响(2)装置中的U形管(选填“是”或“不是”)连通器.(3)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,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多。
3.2.5 焦耳定律
3.2.5 焦耳定律1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．公式W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝U2t/R只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UIt>I2RtD．焦耳定律Q＝I2Rt适用于任何电路2．(2011·高考大纲全国卷)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是()A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J3．两个小灯泡的标识分别是L1“6 V,6 W”，L2“6 V,9 W”，把它们串联后接在同一直流电源上(电源内阻可忽略不计)，L1消耗的功率恰好为6 W，则L2消耗的功率为()A．6 W B．9 WC．4 W D．条件不足，不能确定4．有四盏灯，接入如图所示的电路中．L1和L2都标有“220 V,100 W”，L3和L4都标有“220 V,40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是()A．L1B．L2C．L3D．L45．一台直流电动机的额定电压为U＝110 V，电枢的电阻R＝0.5 Ω，当它正常工作时通过的电流I＝20 A，若电动机正常运转时间t＝1分钟．求：(1)电流所做的功；(2)电枢上产生的热量；(3)电动机输出的机械能．一、选择题1．电功率的计算公式P＝U2/R中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于()A．计算电冰箱的功率B．计算电风扇的功率C．计算电烙铁的功率D．计算洗衣机的功率2．一台电动机，额定电压是100 V，电阻是1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为()A．500 W B．25 W C．1000 W D．475 W3．如图所示为某两个电阻的U－I图象，则R1∶R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是()A．2∶12∶11∶2B．2∶11∶22∶1C．1∶21∶22∶1D．1∶22∶11∶24．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为()A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶45．如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是()A．1∶1∶1 B．4∶1∶1C．1∶4∶4 D．1∶2∶26．有一台电风扇，内阻为20 Ω，额定电压为220 V，额定功率为66 W，将它接上220 V 电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动．则此时电风扇消耗的功率为()A．66 W B．2420 W C．11 W D．不确定7．如图所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为P A＝100 W，P B＝25 W．把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是()8．把六个相同的小灯泡接成如图2－5－8甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲9．额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中，则下列说法正确的是()A．L2的额定功率为99 WB．L2的实际功率为17 WC．L2的实际功率比L3的实际功率小17 WD．L2的实际功率比L3的实际功率小82 W二、非选择题10．如图所示，两个灯泡A、B并联接在P、Q两点间，A、B的铭牌上分别标有“1 A 3 Ω”、“1.5 A 4 Ω”，求干路中允许通过的最大电流I为多大？11．电热毯是人们常用的电热式家用电器，它一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同，如图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U＝220 V)，设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电功率为40 W，则R1和R2分别为多大？12．以蓄电池为驱动能源的环保汽车总质量m＝3×103 kg.当它在水平路面上以v＝36 km/h 的速率匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50 A，电压U＝300 V．在此行驶状态下：(1)求驱动电机的输入功率P电；(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2)．参考答案1．答案：BCD 2．解析：选AC.由电流的定义式I ＝Q t 知I ＝660×10－6＝1×105(A)，A 正确；整个过程的平均功率P ＝W t ＝qU t ＝6×1.0×1090.2＝3×1010 (W)(t 代0.2或0.3)，B 错误；由E ＝U d ＝1.0×1091×103＝1×106(V/m)，C 正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109(J)，D 错．3．解析：选C.两个灯泡的电阻为：R 1＝U 21P 1＝626Ω＝6 Ω R 2＝U 22P 2＝629Ω＝4 Ω 由串联电路的电压与电阻成正比，所以L 2的电压为4 V ，它实际消耗的功率为：P ＝U 2R 2＝424 W ＝4 W ，故C 正确，A 、B 、D 错误．4．解析：选C.由P ＝U 2R可知，R 1＝R 2<R 3＝R 4，对L 1和L 4，电流相同，由P ＝I 2R 可知P 1<P 4；对L 2和L 3，电压相同，由P ＝U 2R可知，P 2>P 3；对L 1和L 2，电阻相同，I L1>I L2，由P ＝I 2R 可知，P 1>P 2，故P 3最小，L 3最暗，C 正确．5．解析：(1)电流所做的功为：W ＝UIt ＝110×20×60 J ＝1.32×105 J(2)电枢上产生的热量为：Q ＝I 2Rt ＝202×0.5×60 J ＝1.2×104 J(3)电动机输出的机械能：E ＝W －Q ＝1.32×105 J －1.2×104J ＝1.2×105 J.答案：(1)1.32×105 J (2)1.2×104 J (3)1.2×105 J1．解析：选C.公式P ＝U 2/R 是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C 正确，A 、B 、D 错误．2．解析：选B.电动机的热功率P ＝I 2r ＝52·1 W ＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误．3．解析：选A.由U －I 图象可知，R 1∶R 2＝2∶1.把R 1、R 2串联接入电路，由P ＝I 2R 知P 1∶P 2＝R 1∶R 2＝2∶1.并联时P 1′∶P 2′＝R 2∶R 1＝1∶2.故A 选项正确．4．解析：选C.串联后电阻为R 1＝2r ，产生的热量为Q 1＝U 2R 1·t 串＝U 22r ·t 串；并联后电阻为R 2＝r 2，产生的热量为Q 2＝U 2R 2·t 并＝U 2r 2·t 并，若Q 1＝Q 2，则有t 串∶t 并＝4∶1. 5．解析：选C.对R 2、R 3，由P ＝U 2/R 知R 2∶R 3＝1∶1，对R 1、R 2，由P ＝I 2R ，I 1＝2I 2，所以R 1∶R 2＝I 22∶I 21＝1∶4，C 选项正确．6．解析：选B.当扇叶被东西卡住不能转动时，电路为纯电阻电路，所以电风扇消耗的功率也就是热功率．P ＝U 2R＝2420 W ．B 对，A 、C 、D 错． 7．解析：选C.要使它们正常发光且耗电最少，由串、并联电路的特点，由于R A <R B ，所以D 选项不正确．电路中消耗的总功率应为P 总＝P A ＋P B ＋P R ，而P R ＝I R ·U R ，由I 和U 关系知，C 电路P R 最小，C 选项正确．8．解析：选B.设每个灯泡正常工作时的电流为I ，则甲图中电路的总电流为3I ，P 甲＝12×3I ＝36I ，乙图中电路的总电流为I ，P 乙＝12×I ＝12I ，故有P 甲＝3P 乙，B 正确．9．解析：选ABD.由L 2的伏安特性曲线可得，在额定电压220 V 时的电流为0.45 A ，则L 2的额定功率为P 额＝U 额I 额＝99 W ，所以选项A 正确；图示电路为L 1和L 2串联再与L 3并联，所以L 1和L 2串联后两端的总电压为220 V ，那么流过L 1和L 2的电流及两灯的电压满足I 1＝I 2，U 1＋U 2＝220 V ，由L 1和L 2的U －I 图线可知，I 1＝I 2＝0.25 A ，U 1＝152 V ，U 2＝68 V ，故灯L 2的实际功率P 2＝I 2U 2＝17 W ，故选项B 正确；由于L 3两端的电压为220 V ，故P 3＝P 额＝99 W ，则P 3－P 2＝82 W ，故选项C 错D 对，所以正确选项为A 、B 、D.10．解析：欲使干路电流最大，须保证每个灯泡都不烧毁，即保证不超过允许加的最大电压就行，所以判定额定电压大小即可．由铭牌数据，应用欧姆定律U ＝IR 可知A 、B 允许加的最大电压分别为U A ＝3 V 、U B ＝6 V ．A 、B 并联，两灯泡两端电压相等，则P 、Q 两点间电压不超过3 V ，两灯泡就不会烧毁，所以P 、Q 间允许加的最大电压为U m ＝3 V . 则干路中允许通过的最大电流为I m ＝U m R A ＋U m R B＝1.75 A. 答案：1.75 A11．解析：(1)当开关S 闭合时，R 2被短路，电路中只有R 1，此时功率P 1＝U 2R 1；当开关S 断开时，R 1、R 2串联，此时功率为P 2＝U 2R 1＋R 2，显然有P 1>P 2，故S 闭合时，用电器处于加热状态；S 断开时，用电器处于保温状态．(2)加热时有：P 1＝U 2R 1，保温时有P 2＝U 2R 1＋R 2，代入数据解得：R 1＝121 Ω，R 2＝1089 Ω. 答案：(1)S 闭合为加热状态，S 断开为保温状态(2)121 Ω 1089 Ω12．解析：(1)驱动电机的输入功率P 电＝IU ＝1.5×104 W.(2)在匀速行驶时，P 机＝0.9P 电＝F v ＝F f v ，得F f ＝0.9P 电v ＝1.35×103 N ，汽车所受阻力与车重之比F f mg＝0.045. 答案：(1)1.5×104 W (2)0.045。
焦耳定律(附答案)
焦耳定律复习一．选择题（共15小题）1．（2013•巴中）小张出差时恰逢抄表日，他家电能表示数为，出差返回时发现家中有一盏60W台灯亮着，检查其他电器都已切断电源，再查看电能表的示数为，则小张出差时间长达（）2．（2012•深圳）从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（）4．（2014•达州）分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡，经实验测得其I﹣U特性曲线如右图所示．现将甲、乙两灯并联在电路中，当两只灯泡的总电流为1A时，两只灯泡消耗的总功率是（）5．（2014•抚顺）如图甲，两个灯泡串联在电路中，电源电压为6V，L1的额定电压为3V，L2的额定电压为2V．通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片滑至中点时，其中一个灯泡正常发光，另一个不损坏，下列说法中正确的是（）6．（2014•扬州）如图，电源电压恒为4.5V，灯泡L标有“3V 0.9W”字样，在不损害电路元件的情况下，下列判断正确的是（）7．（2014•杭州）加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上C D8．（2014•南开区一模）甲、乙用电器上分别标着“220V，15W”、“110V，100W”，它们都在额定电压下工作，则下10．（2014•沈阳）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（）11．（2014•青岛）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流12．（2014•惠安县二模）如图所示，A 、B 、C 、D 是四个装了等温、等量水的相同容器，每个容器内放入同样材料、粗细相同的电阻丝绕成的线圈，各线圈的圈数如图所示，合上开关，经过一段时间水温最高的是（ ）13．（2014•自贡）将灯L 1接在电压为6V 的电路中，功率为6W ，若保持电路电压不变，再在电路中连入电灯L 2，．CD ．14．（2014•威海）如图所示，将灯L 1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中，在甲图中灯L 1的功率为4W ，在乙图中灯L 1的功率为9W ．设灯丝电阻不变．下列说法中不正确的是（ ）15．（2014•茂名）如图，已知电阻R1=20Ω、R2=30Ω，当开关闭合后，下列说法正确的是（）参考答案与试题解析一．选择题（共15小题）1．（2013•巴中）小张出差时恰逢抄表日，他家电能表示数为，出差返回时发现家中有一盏60W台灯亮着，检查其他电器都已切断电源，再查看电能表的示数为，则小张出差时间长达（）t=得到通电时间，也就是出差时间．，==240h=240×天2．（2012•深圳）从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（）求出正常工作时的电流，根据欧姆定律求出正常工作时的电阻．=可得，该灯泡正常工作时的电阻R==4．（2014•达州）分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡，经实验测得其I﹣U特性曲线如右图所示．现将甲、乙两灯并联在电路中，当两只灯泡的总电流为1A时，两只灯泡消耗的总功率是（）R=可知，甲灯泡的阻值比较的小，5．（2014•抚顺）如图甲，两个灯泡串联在电路中，电源电压为6V，L1的额定电压为3V，L2的额定电压为2V．通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片滑至中点时，其中一个灯泡正常发光，另一个不损坏，下列说法中正确的是（）6．（2014•扬州）如图，电源电压恒为4.5V，灯泡L标有“3V 0.9W”字样，在不损害电路元件的情况下，下列判断正确的是（）=计算总电阻，再利用公式计算灯==0.3A7．（2014•杭州）加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上C D；r=8．（2014•南开区一模）甲、乙用电器上分别标着“220V，15W”、“110V，100W”，它们都在额定电压下工作，则下10．（2014•沈阳）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（）11．（2014•青岛）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流==12．（2014•惠安县二模）如图所示，A、B、C、D是四个装了等温、等量水的相同容器，每个容器内放入同样材料、粗细相同的电阻丝绕成的线圈，各线圈的圈数如图所示，合上开关，经过一段时间水温最高的是（）13．（2014•自贡）将灯L 1接在电压为6V 的电路中，功率为6W ，若保持电路电压不变，再在电路中连入电灯L 2，． C D ．R==×A=4W14．（2014•威海）如图所示，将灯L 1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中，在甲图中灯L 1的功率为4W ，在乙图中灯L 1的功率为9W ．设灯丝电阻不变．下列说法中不正确的是（ ）可求甲乙两图中灯P=，乙图中，灯===，=，两灯串联，所以==串联电路电流相等，==，故==，故====15．（2014•茂名）如图，已知电阻R1=20Ω、R2=30Ω，当开关闭合后，下列说法正确的是（）=12 =====。
第六节焦耳定律
即时应用(即时突破，小试牛刀) 3.如图2－6－2所示，电源电动势E＝10 V，内 阻r＝0.2 Ω，标有“8 V 16 W”的灯泡L恰好正 常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的 输出功率为( ) A．16 W B．440 W C．80 W D．400 W 图2－6－2
解析：选 C.由 E＝U 外＋U 内 ，U 内 ＝E－U 外＝(10 U内 2 －8) V＝2 V， 内 ＝Ir， U 所以 I＝ ＝ A＝10 A， 0.2 r 电源的输出功率 P 102×0.2) W＝80 W.
图2－6－3 【思路点拨】 (1)电动机不转时相当于纯电 阻，由欧姆定律求线圈电阻． (2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出 功率．
【精讲精析】 当电流表和电压表的示数为 0.5 A 和 1.0 V 时电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻 U1 1.0 V 消耗电能，其阻值 r＝ ＝ ＝2 Ω.当电动机正常 I1 0.5 A 工作时， 电流表、 电压表示数分别为 2.0 A 和 15.0 V， 则电动机的总功率 P 总＝U2I2＝15.0×2.0 W＝30.0 W， 2 2 线圈电阻的热功率 P 热＝I2r＝2.0 ×2 W＝8.0 W，所 以 P 输出 ＝P 总－P 热＝30.0 W－8.0 W＝22.0 W.
电热Q
1、定义:电流通过导体产生的热量. 2、公式:
(1)推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt
欧姆定律：U=IR (2)实I
t
电热普适公式
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 ．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW· h).
【答案】
22.0 W
2Ω
【规律总结】
焦耳定律实验典型例题含答案及解析
中考物理复习焦耳定律一．解答题〔共12小题〕1．〔2021•广西〕如图是小明探究电流产生的热量及哪些因素有关的装置：在两个一样的烧瓶中装有质量〔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 ，这样的装置可以研究电流产生的热量及的关系；实验中通过观察来比拟电阻丝发热量的多乙少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择来进展实验．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一样电压的电路上，那么一样时间内产生热量较多的是图中图的电路〔填“a〞或“b〞〕．3．〔2021•德州〕小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量及电阻大小的关系〞．甲、乙两瓶中装有质量及初温都一样的煤油，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到达明显的实验效果，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．〔2021•肇庆〕如图〔甲〕所示，两只一样的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温一样，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应及电阻的关系〞．〔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穿插〕〔2〕两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均一样，由图可知：两电阻丝的阻值〔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，那么b 的示数是℃．由此可知：在一样的时间内，电流一定时，电阻越，它产生的热量越．〔4〕假设将图〔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．〔2021•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．〔2021•甘孜州〕小红和小芳想利用如下图的装置探究“导体产生的热量及电阻大小的关系〞．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，电阻比拟小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比拟大，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一样．〔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，这说明：在电流和通电时间一样的情况下，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“比拟食用油和煤油的吸热能力〞的实验．假设烧瓶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拟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中食用油和煤油的一样，烧瓶A、B中金属丝的电阻〔填“一样〞或“不一样〞〕．7．〔2021•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及电流的关系，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，通过比拟烧瓶内液体的温度变化，来判断一样时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫．假设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〕．实验次数电流通电时间电阻/Ω温度升高量/℃1 30 102 30 10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〕假设要探究电热器产生热量及电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中〔选填“A〞或“B〞〕烧瓶及甲图中的烧瓶〔选填“串联〞或“并联〞〕．8．〔2021•赤峰〕为了探究影响电流产生热的因素，小红同学用两个一样烧瓶，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，如下图，开场时两瓶中的煤油温度一样．〔1〕通电一段时间后，小红比拟瓶口温度计的示数，是为了探究电热及的关系．〔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，那么烧瓶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．〔2021•长沙〕在做“电流通过导体时产生的热量及什么因素有关〞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〕假设通电时间一样，发现B玻璃管内液面上升较高，这说明：在电流和通电时间一样的情况下，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，通电一样时间，发现A玻璃管液面上升较高，这说明：在电阻和通电时间一样的情况下，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．〔2021•安顺〕小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而及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〕如图是小明进展实验探究的局部电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温一样的煤油，金属丝电阻分别为、，＜．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．〔2021•娄底〕圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少及什么因素有关〞时采用了如下图的实验装置．请仔细观察甲、乙两图．〔1〕实验总通过观察两个U形管中的变化来比拟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及的关系．〔3〕由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻一样、通电时间一样的情况下，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．〔2021•桂林〕小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量及电阻的关系〞，设计了如下图的实际电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，及是阻值不同的电热丝．〔1〕及采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、相等．〔2〕小明同学为了比拟及阻值的大小，用电压表分别测出及两端电压的大小，发现＜，那么〔选填“＞〞“＜〞或“=〞〕．〔3〕在一样的时间内，可通过观察来比拟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，这说明：在电流、通电时间一样的情况下，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〞，那么他们应将烧瓶A中煤油换成及其〔选填“质量〞或“体积〞〕相等的水，并将电热丝换成的电热丝．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=．〔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及试题解析一．解答题〔共12小题〕1．〔2021•广西〕如图是小明探究电流产生的热量及哪些因素有关的装置：在两个一样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及电阻的关系；实验中通过观察温度计示数变化来比拟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，应选择煤油来进展实验．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，那么电流相等，是研究电流产生的热量及电阻的关系的实验，应使用一样的等质量的液体，通过观察升高的温度来比拟吸收的热量，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及电阻的关系的实验，使用了串联电路，使电流相等，为了比拟产生的热量的多少，应使用一样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展实验．故此题答案为：相等；同种；电阻；温度计示数变化；煤油．点评：此题利用控制变量法来进展研究电流产生的热量及电阻的关系的实验，应控制吸热液体的材料一样，质量相等，通过观察液体的温度的变化来比拟吸热的多少．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一样电压的电路上，那么一样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：电及热、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2和欧姆定律的表达式进展比拟分析．解答：解：a图中两电阻并联，电路的总电阻；b图中两电阻串联，电路的总电阻12；∴＜又∵2、∴因此，＞故答案为：a．点评：此题考察了串联电路和并联电路的电阻关系，灵活运用是解题的关键．3．〔2021•德州〕小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量及电阻大小的关系〞．甲、乙两瓶中装有质量及初温都一样的煤油，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到达明显的实验效果，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一样时，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表达出来，由0可知，煤油的质量和初温要一样．〔2〕为了在较短的时间内到达明显的实验效果，即观察到得温度计示数变化大，那么在同质量吸收一样热量的条件下，比热容小的液体温度变化大．〔3〕使用一样质量的煤油，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〕知道热量及电流、电阻及通电时间有关，可变因素较多，此题是在电流、时间一样的前提下，使用不同的电阻，探究热量及电阻的关系，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〔t﹣t0〕得，0，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一样，才能通过温度的变化反映出热量的多少．〔2〕假设将烧瓶中装有水，那么由△t可知：在一样质量的水和煤油中，吸收的一样的热量时，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，使用一样质量及初温都一样的煤油，在电流和通电时间一样的前提下，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：在电流和通电时间一样时，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及电阻有关了，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〕在电流和通电时间一样时，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．〔2021•肇庆〕如图〔甲〕所示，两只一样的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温一样，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应及电阻的关系〞．〔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穿插〕〔2〕两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均一样，由图可知：两电阻丝的阻值＜〔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，那么b的示数是35 ℃．由此可知：在一样的时间内，电流一定时，电阻越大，它产生的热量越多．〔4〕假设将图〔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；电及热、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、横截面积一样的情况下，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、温度计示数进展分析，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，电路图如下列图所示．〔2〕由图甲可知，电阻的电阻丝长，又∵电阻丝的材料、横截面积均一样，∴＜．〔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，那么产生的热量大于电阻产生的热量，两电阻串联，＜，通过两电阻的电流I、通电时间t都相等，由此可见：在一样的时间内，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，＜，由可知，＞，所以通电一段时间后，a 温度计的示数较大．故答案为：〔1〕电路图如下列图所示；〔2〕＜；35；大；多；〔3〕a．点评：此题考察了连接电路图、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．〔2021•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一样的，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2，铜丝和镍铬合金丝是串联的，所以电流I和通电时间t一样，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：此题考察了学生对焦耳定律的了解和掌握，在研究电流产生的热量及什么因素有关时，要用好控制变量法．6．〔2021•甘孜州〕小红和小芳想利用如下图的装置探究“导体产生的热量及电阻大小的关系〞．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，电阻比拟小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比拟大，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一样．〔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，这说明：在电流和通电时间一样的情况下，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“比拟食用油和煤油的吸热能力〞的实验．假设烧瓶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拟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一样，烧瓶A、B中金属丝的电阻一样〔填“一样〞或“不一样〞〕．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2可知，要研究电流通过导体产生的热量及电阻的关系，必须保持电流和通电时间一样，比拟产生热量多少及电阻大小的关系．〔3〕由吸热公式Q吸△t可知，要比拟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，通过比拟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一样．〔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，这说明：在电流和通电时间一样的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．〔3〕要比拟食用油和煤油的比热容，那么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；故用一样质量的食用油代替水，两瓶中都有一样电阻丝，电阻相等．故答案为：〔1〕电流；〔2〕大；〔3〕质量；一样．点评：此题通过焦耳定律的实验重点考察学生对控制变量法、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．〔2021•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及电流的关系，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，通过比拟烧瓶内液体的温度变化，来判断一样时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法．假设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，相等的质量吸收一样的热量，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〕．实验次数电流通电时间电阻/Ω温度升高量/℃1 30 102 30 10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〕假设要探究电热器产生热量及电阻的关系，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〞〕烧瓶及甲图中的烧瓶串联〔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，通过比拟烧瓶内温度的变化，来判断一样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〕分析表格中数据一样的量和不同的量，判断温度升高的影响因素；〔3〕要探究电热器产生热量及电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同．解答：解：〔1〕实验中通过比拟烧瓶内液体的温度变化，来判断一样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，质量一样吸收热量一样时，温度变化比拟明显，应选用煤油进展实验；〔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，产生的热量及电流的2次方成正比；〔3〕假设要探究电热器产生热量及电阻的关系，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，相等的质量吸收一样的热量，温度上升明显；〔2〕越大；越多；〔3〕B；串联．点评：此题考察的是影响电流热效应的因素实验，考察了温度变化及比热容的关系，考察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．〔2021•赤峰〕为了探究影响电流产生热的因素，小红同学用两个一样烧瓶，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，如下图，开场时两瓶中的煤油温度一样．〔1〕通电一段时间后，小红比拟瓶口温度计的示数，是为了探究电热及电阻的关系．〔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，那么烧瓶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一样，通电时间也一样，产生的热量不同，是因为电热丝的阻值不同．。
初中物理焦耳定律练习题及答案
初中物理焦耳定律练习题及答案【典型例题】类型一、基础知识1、（2015•宿迁中考）电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（）A．通电导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝缘皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少【思路点拨】电炉丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。
【答案】D【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故A错误；因为Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，所以产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故D正确，B、C错。
故选D。
【总结升华】本题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握，分析时注意用好控制变量法。
举一反三：【变式】某导体通过1A的电流时，在某一段时间内放出的热量是4J，如果通过它的电流增加到2A，在相同的时间内放出的热量是()Ａ．8JＢ．16JＣ．32J D.64J【答案】B【解析】由于Q=I2Rt可知在t、R一定时，Q与I2成正比，电流变为原来的2倍时，Q变为原来的4倍。
2、小强同学为了探究“通电导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验(甲、乙两个相同的烧瓶里装满煤油，玻璃管内液面相同)。
(1)电阻丝甲与乙采用串联的连接方式，其目的是_________。
(2)已知电阻丝的阻值R甲>R乙，通电一段时间后，_________烧瓶中的玻璃管液面上升较高。
(3)我们保持电源的电压不变，利用该实验装置还可以探究通电导体产生的热量与_________的关系(写出一种即可)。
(4)上述实验中，用到的科学方法主要是“控制变量法”，请你另举一个平时学习过程中用到这种方法的实验名称：_________。
【答案】(1)使甲和乙的通电时间和通过的电流相同；(2)甲；(3)电流大小(或通电时间)；(4)探究电流与电压和电阻的关系。
最新焦耳定律经典练习题(含答案详解)
电功率和热功率1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A ，则电动机因发热损失的功率为( ) A ．500 W B ．25 W C ．1 000 W D ．475 W答案 B解析 电动机的热功率P ＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误．电功和电热2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I2，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C.Q 2 D.Q4答案 C解析 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的12，时间不变，则热量变为原来的12.C 正确．非纯电阻电路的特点及有关计算图2633．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R ＝U －U V ＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝5010 A ＝5 A即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V 输入电动机的功率P 入＝I M ·U M ＝550 W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2M r ＝20 W电动机输出的机械功率P 出＝P 入－P 热＝530 W(时间：60分钟)题组一 电功和电功率1．关于电功，下列说法中正确的有( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式能的量度C ．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB2．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝Wt，下列叙述正确的是( )A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D ．以上均不正确 答案 AB解析 P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确．3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω，10 W ”和“20 Ω，40 W ”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D ．1∶2 000 答案 C解析 由公式P ＝I 2R 得：I ＝PR，所以I 1∶I 2＝5∶10. 4．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多答案 B解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B 选项正确．5．电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )答案 C解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，且有U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B ，所以U B ＞U 并，B 灯烧毁．对于C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×110 V ，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110 V ，所以C 电路消耗电功率最小．6．两盏额定功率相同的灯泡A 和B ，其额定电压U A >U B ，则下列说法正确的是( )A．两灯正常发光时，灯泡的电流I A>I BB．两灯电阻R A<R BC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A<P BD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′<P B′答案 D解析由P＝U2/R可知R A>R B，由P＝UI可知额定电流I A<I B.两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以P A>P B；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝1R，所以P A′<P B′.题组二非纯电阻电路及焦耳定律7．有一内阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120 WB．电解槽消耗的电功率为60 WC．电解槽的发热功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W答案 B解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且流过电解槽的电流I＝I灯＝60110A＝611A，则电解槽消耗的电功率P＝IU＝P灯＝60 W，A选项错误，B选项正确；电解槽的发热功率P热＝I2r＝1.3 W，C选项错误；电路消耗的总功率P总＝IU总＝611×220 W ＝120 W，D选项错误．图2648．如图264所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则()A．电动机内部发热功率为I2RB．电动机的机械功率为IUC．电动机的总功率为IUD．电动机机械功率为IU－I2R答案ACD9．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(1)正常工作时，其中功率最大的是()A．54 cm彩色电视接收机：工作电压170 V～240 V；工作频率50 Hz；额定功率85 W B．BC－65B电冰箱：额定电压220 V；工作频率50 Hz；额定功率70 W；耗电量：0.5 kW·h/24 hC．FS－69电风扇：规格400 mm；额定电压220 V；工作频率50 Hz；额定功率65 W D．KFR－33GW空调机：额定电压220 V；工作频率50 Hz；制冷/制热电流6.2 A(2)根据上题铭牌上提供的信息，判断在12 h内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是()A．电冰箱比电风扇多B．电风扇比电冰箱多C．电风扇与电冰箱一样多D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少答案(1)D(2)B解析(1)根据题意得：正常工作时电视机的功率为85 W，电冰箱的功率为70 W，电风扇的功率为65 W，空调机的功率为P＝UI＝1 364 W，因此，功率最大的是空调机．(2)依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12 h内消耗电能为0.25 kW·h，而电风扇在12 h内消耗电能为W＝Pt＝0.78 kW·h，故B选项正确．图26510．如图265所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当电键打开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率应是()A．I＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W答案BD解析电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞I22R2，所以I2＜UR2＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5 A，A错误、B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15 W，C错误、D正确．题组三 综合题组11．用稳压电源和三根电阻丝R 1、R 2、R 3来加热一桶水，三根电阻丝采用如图所示的几种连接方式，则供热最快的是( )答案 C解析 A 选项总电阻为R 3，B 选项总电阻为R 1＋R 2＋R 3，C 选项的总电阻小于R 1、R 2、R 3三个电阻的任何一个电阻，D 选项的总电阻大于R 3，E 选项的总电阻大于R 1，可知C 选项的总电阻最小，根据P ＝U 2R知，功率最大，供热最快．故C 正确．12．功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( ) A ．8×108 kW·h B ．8×1010 kW·h C ．8×1011 kW·h D ．8×1013 kW·h答案 B解析 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h ＝182.5 kW·h ，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW·h ＝7.3×1010 kW·h ，最接近B 选项，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误． 13．规格为“220 V 36 W ”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接上220 V 的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率． 答案 (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W解析 (1)排气扇在 220 V 的电压下正常工作时的电流为 I ＝P U ＝36220 A ＝0.16 A 发热功率为P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40 W ＝1 W 转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I ′＝U R ＝22040 A ＝5.5 A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5 W ＝1 210 W.14．表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：(1)(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g 取10 m/s 2) 答案 (1)1.63 Ω 85.7% (2)4 m/s解析 (1)由题目提供的表可知，电机的输出功率为P 出＝120 W ，额定电压为U 0＝40 V ，额定电流为I 0＝3.5 A 电机正常工作时输入功率为 P 入＝U 0I 0＝40×3.5 W ＝140 W 所以电机的效率为η＝P 出P 入×100%＝120140×100%≈85.7%设电机的内阻为r ，则由欧姆定律知P 入－P 出＝I 20r 解得r ＝1.63 Ω(2)设车的质量为m ，由题意知，行驶时所受阻力为F 阻＝k (M ＋m )g 当达到最大速度v max 时，应用P 出＝F 阻v max解得v max＝4 m/s.。
【原创】3.3焦耳定律
• 三、身边的电热 • 各种电器在使用中都会放出大量的电热，
有的是利用这些电热，如电熨斗、电暖气、电 烘箱、电热水器等．
• 有的电器并不是利用的它的电热，这种电 热要是散热不及时会造成危害，如电动机、电 视机、电冰箱、电脑等．
小结：作业:P62 2﹑3
１．电功 W UIt
A．P
B．U2/r
C．P2r/U2 D．P-P2r/U2
课堂练习
• 3.一台电风扇，内电阻是20 Ω，接上220 V的 电压后正常工作，消耗的功率是66 W，求：
• (1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；
• (2)电风扇工作时，转化为机械能和内能的功 率，电机的效率；
• (3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动， 此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电 功率和发热功率各是多大？
电流做功的过程，是电能转化为其他形式 能量的过程．
电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能 转化为化学能；电热器把电能转化为内能．
在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势 能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用 下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向 移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完 全转化为内能．
• 【解析】 因为串联电路中两灯的电流相等， 所以为了安全使用，电路中的实际电流应等于 两灯中最小的额定电流．
由P＝UR2得两灯泡的电阻值分别为 RA＝UPAA2＝2120002 Ω＝484 Ω，RB＝UPBB2＝222502 Ω＝1 936 Ω 由P＝IU得两灯泡额定电流分别为 IA＝UPAA＝120200 A＝151 A，IB＝UPBB＝22250 A＝454 A 实际电流：I实＝IB＝454 A 所以Umax＝I实(RA＋RB)＝454(484＋1 936) V＝275 V Pmax＝I实2(RA＋RB)＝4542(484＋1 936) W＝31.25 W.
学案6：2.5 焦耳定律
2.5 焦耳定律学习目标知识脉络1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点)2．理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)3．理解电功率和热功率．(重点)4．会从能量守恒角度理解焦耳定律．(难点)知识点1电功和电功率[填空]:1．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积．(2)公式：W＝.(3)单位：国际单位是，符号是.(4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少．2．电功率(1)定义：单位时间内所做的功．(2)公式：.(3)单位：，符号是.(4)意义：描述转化为其他能的快慢或者是电流做功的快慢[判断]：1．电功与电能的单位相同，电功就是电能．()2．电功率越大，电功越大．()3．1千瓦时＝3.6×106 J．()[思考]用电器额定功率越大，接在电路中电流做的功越多，这样说法对吗？核心突破[合作探讨]将额定电压均为1.5 V，额定功率分别为0.3 W和0.5 W的小灯泡A、B串联起来接在电压为U的电源上，两灯泡均发光．探讨1：A、B两灯泡的电压能否同时达到额定电压？探讨2：A、B两灯泡中，哪个灯泡更亮一些？[核心突击]1．串联电阻的功率分配(1)分配规律：各电阻上的电功率与电阻成正比，即P1 P2＝R1R2，P nP总＝R nR总.证明：串联电阻各部分电流相同，由P＝I2R知P1＝I2R1，P2＝I2R2，P n＝I2R n，P总＝I2R总，则P1P2＝R1R2，P nP总＝R nR总.(2)总功率：电阻消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和．证明：P总＝IU总＝I(U1＋U2＋…＋U n)＝IU1＋IU2＋…＋IU n＝P1＋P2＋…＋P n2．并联电阻的功率分配(1)分配规律：各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即P1P2＝R2R1，P nP总＝R总R n.证明：并联电阻各部分电压相同，由P＝U2R知P1＝U2R1，P2＝U2R2，P n＝U2R n，P总＝U2R总，则P1P2＝R2R1，P nP总＝R总R n.(2)总功率：电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和，即P总＝P1＋P2＋…＋P n.证明：P总＝IU＝(I1＋I2＋…＋I n)U＝I1U＋I2U＋…＋I n U＝P1＋P2＋…P n. 3．额定功率和实际功率的比较额定功率实际功率区别用电器上标着的功率，即用电器正常工作时的功率．额定功率的大小是由用电器本身的因素决定的，与外加因素无关用电器实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧坏，要求其实际功率不能大于额定功率计算当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额，对于纯电阻用电器P额＝I2额R＝U2额R用电器两端的实际电压为U实，实际电流为I实，则P实＝I实U实，对于纯电阻用电器，P实＝I2实R＝U2实R联系用电器两端所加电压为额定电压时，用电器的实际功率等于额定功率注意无论用电器是否在额定电压下工作，通常认为用电器的电阻是恒定不变的，这是利用用电器的额定值计算实际功率的一个关键和桥梁题组冲关1．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是()A．P甲<P乙B．P甲>P乙C．P1>P2D．P1＝P22．额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()A BC D名师指津求解功率的三个技巧(1)在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用P＝I2R比较；若电压相同时，用P＝U2R比较；若电阻相同时，可根据I或U的关系比较．(2)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系．(3)当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率．实际功率与额定功率不一定相等．知识点2焦耳定律基础初探[填空]1．内容：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟及成正比．2．表达式：Q＝.3．热功率[判断]1．电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热．()2．根据I＝UR可导出P＝U2R，该公式用于任何用电器．()3．电流通过电解槽时，电功大于电热．()[思考]标有“220 V40 W”的白炽灯泡和“220 V40 W”的电动机，把它们并联后接到220 V的照明电路中，二者都能正常工作，它们在相同的时间内产生的电热相同吗？核心突破[合作探讨]如图所示，电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V12 W”，电动机线圈的电阻R M＝0.50 Ω.探讨1：灯泡L上流过的电流是否可以用I L＝UR L＋R M求解？为什么？探讨2：若灯泡恰好正常发光，则电动机消耗的功率和发热功率各多大？ [核心突击]1．纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器电流、电压、电阻三者的关系遵循欧姆定律I＝UR不遵循欧姆定律，U>IR或I<UR能量转化形式电流做功，电能全部转化为内能电流做功，电能转化为内能和其他形式的能量元件举例电阻、电炉丝、白炽灯电动机、电解槽2.电功与电热的比较纯电阻电路非纯电阻电路能量转化电功W＝UIt＝I2Rt＝U2R tW＝UIt电热Q＝UIt＝I2Rt＝U2R tQ＝I2Rt关系W＝Q W＞Q纯电阻电路非纯电阻电路电功率P电＝UI＝I2R＝U2RP电＝UI热功率P热＝UI＝I2R＝U2RP热＝I2R关系P电＝P热P电＞P热3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是() A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝U2R t只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UI>I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路4．(多选)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻r＝1 Ω，电路中另一电阻R＝9 Ω，直流电压U＝180 V，理想电压表示数U V＝135 V，电动机正以v＝1 m/s匀速竖直向上提升某重物，g取10 m/s2，下列判断正确的是()A．通过电动机的电流是18 AB．输入电动机的电功率是675 WC．电机的输出功率是25 WD．重物的质量是65 kg名师指津电功、电热的计算方法(1)判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器．(2)分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点．(3)由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt.欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用．(4)对于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器．【参考答案】[填空]:1．(1)两端的电压、电路中的电流、通电时间． (2) IUt . (3)焦耳， J. 2．(1)电流． (2) P ＝IU . (3)瓦特， W. (4)电能 [判断]： 1．(×) 2．(×) 3．(√)[思考]【提示】 不对，电流做功一方面与电功率有关，另一方面还与通电时间有关，只有电功率与时间乘积大时，电流做功才多．核心突破[合作探讨]探讨1：【提示】 不能．探讨2：【提示】 由R ＝U 2P 可知，R A ＞R B ，两灯泡串联时，由P ＝I 2R 可知，P A ＞P B ，故A 灯更亮一些．题组冲关1．【解析】 由灯都正常发光可知，R 1中电流是R 2中电流二倍，R 1两端电压是R 2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项D 正确，A 、B 、C 错误．【答案】 D2．【解析】 对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知：R A <R B ，对于A 电路，由于R A <R B ，所以U B>U A，且有U B>110 V，B灯被烧毁，U A<110 V不能正常发光，A错误．对于B电路，由于R B>R A，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B，所以U B>U并，B 灯被烧毁．对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(I A－I B)×110，而D电路中变阻器功率为(I A＋I B)×110，所以C电路消耗电功率最小．【答案】 C知识点2焦耳定律基础初探[填空]1．电流的二次方，导体的电阻通电时间．2．Q＝I2Rt.3．[判断]1．(×)2．(×)3．(√)[思考]【提示】不同，“220 V40 W”白炽灯通电时将电能全部转化为内能，而“220 V40 W”的电动机，通电后消耗的电能一部转化为内能另一部分转化为机械能．核心突破[合作探讨]探讨1：【提示】不可以，因为有电动机工作的电路不是纯电阻的电路．探讨2：【提示】P＝I M U M＝P LU L(U－U L)＝12 W. [核心突击]题组冲关3．【解析】 电功率公式为P ＝Wt ，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(PU )2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 错；W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻电路，B 正确；在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 正确；Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．【答案】 A4．【解析】 通过R 的电流为：I ＝U －U V R ＝180－1359A ＝5 A ，故A 错误；电动机的输入功率为：P 1＝U V I ＝135×5 W ＝675 W ，故B 正确；电动机内电阻的发热功率为：P 2＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，输出的机械功率为：P 3＝P 1－P 2＝(675－25)W ＝650 W ，故C 错误；P 3＝Fv ＝mgv ，解得：m ＝65010×1 kg＝65 kg ，故D 正确．【答案】 BD。
焦耳定律(讲义及答案)
焦耳定律（讲义）一、知识点睛1.电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为的现象。
2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成正比，跟成正比。
这个规律叫做焦耳定律。
公式表示：Q=I2Rt3.纯电阻电路：电流通过导体时，如果电能全部转化为能。
则电流产生的热量Q 就等于消耗的电能，即Q=W=UIt；根据欧姆定律U= 、I= ，可得Q= 。
二、精讲精练1.电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为（）A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电烙铁快C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻2.两个电阻阻值分别为R1=10Ω，R2=20Ω，把他们串联起来接入电路中，在相同时间内，R1 和R2 的产生的热量之比为（）A．1:2 B．2:1 C．1:4 D．4:13.如图所示的四个电路中，电源两端的电压相同且保持不变，已知电阻R1 和R2 的阻值大小关系为R1＜R2，相同时间内产生热量最多的是（）A．B．C．D．4.某导体的电阻是10Ω，通过4A 的电流时，1h 产生多少焦耳的热量？5.一根60Ω的电阻丝接在36V 的电源两端，在5 分钟内产生所少热量？6.一只额定功率是800W 的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？7.一个电炉的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下工作半小时产生的热量？8. 小红家新买了一台电饼铛，电饼铛的电阻通过5A 的电流时，每分钟可产生6.6×104J 的热量。
求这个电饼铛的电功率和电阻丝工作时的电阻。
9. 一台电动机正常工作时的电压为380V，电流为10A，电动机线圈电阻为2Ω，正常工作1min 电流做的功为多少？产生多少热量？）10.下列用来防止电热危害的是（A．供取暖用的电热器B．电热取暖器的散热片C．电熨斗金属外壳D．电视机上的散热孔三、回顾与思考2 U【参考答案】一、知识点睛1. 内能2. 电流的二次方导体的电阻 通电时间 3. 内能 IR I = U 2 W = I Rt = t7. 40 7.2×1048. 1100 449. 2.28×105 1.2×10410. D二、精讲精练R R 1. D 2. A 3. D 4. 5.76×1055. 64806. 4.8×104。
“焦耳定律”课后习题及答案
精选“焦耳定律”课后习题及答案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，假设电阻为2R，电流强度为I/2时，那么在时间t内产生的热量为( )A.4QB.2QC. Q/2D. Q/42.以下求解电热的公式中,对所有电路均适用的是( )A.Q=UItB.Q=I2RtC.Q= tD.W=Pt3.一台电动机的输出功率是10kW，这说明该电动机工作时( ).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，以下说法中正确的选项是( ).A.电动机消耗的电能为UItB.电动机消耗的电能为I2RtC.电动机线圈产生的热量为I2RtD.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.假设电动机工作5min，那么电流做功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.课后稳固1.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，那么在同样的时间内( )A.由Q=I2Rt可知，电炉的发热量减少B.由Q=UIt可知，电炉的发热量不变C.由Q= 可知，电炉的发热量增加D.无法确定2.如图2-22所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω.当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是( ).A.I=1.5AB. I<1.5AC.P=15WD.P<15W3.如图2-23所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:A 灯“10V，10W"，B灯"60V，60W”，c灯"40V，40W"，D灯"30V，30W".在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光.比拟各灯消耗功率的大小，正确的选项是( ).A.PB>PD>PA>PCB.PB>PA>PD>PCC.PB>PD>PC>PAD.PA>PC>PD>PB4.两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W 和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图2-24所示电路中最合理的是图( ).5.有一电热器上标有“220V，40Ω”字样，用这个电热器在额定电压下将质量是2 kg、初温度为20 ℃的水煮沸，假设电热器的效率为50%，需要多长时间6.一个灯泡L，标有"6V，12W"字样，一台直流电动机D，其线圈电阻为2Ω，把L与D并联，当电动机正常丁作时，灯泡也正常发光.把L与D串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率(假定灯泡电阻保持不变).7.如图2-25所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6 Ω, R=10 Ω,U=160 V，电压表的读数为110 V，求：(1)通过电动机的电流是多少(2)输入到电动机的电功率是多少(3)在电动机中发热的功率是多少(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少8.如图2-26所示为某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，电源的电动势ε=110V.不计电源电阻及各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A，试求电动机线圈的电阻.提速训练1.某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转蕊的转动情况.测得冰箱致冷时，转盘每12s转一转;冰箱保温时，转盘每120s转一转.电能表上标明“2000r/(kWh)”.该同学还测得冰箱每小时致冷10min，保温50min.每月按30d(天)计.那么该冰箱月耗电为(kWh)(度)。
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。
高中物理 第二章 恒定电流 第5节 焦耳定律(含解析)
第5节焦耳定律1.电功是指电流通过一段电路所做的功，实质是静电力在这段电路中所做的功，其表达式为W ＝UIt 。
2．电功率是指单位时间内电流所做的功，表达式为P ＝Wt。
3．焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路。
4．非纯电阻电路中，由于产热不可避免，所以非纯电阻电路的效率不可能达到100%。
一、电功和电功率 1．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积。
(2)公式：W ＝IUt 。
(3)国际单位：焦，符号为J 。
(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
即电功是电能转化为其他形式的能的量度。
2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。
(2)公式：P ＝W t＝IU 。
(3)单位：瓦，符号：W 。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
2．表达式：Q ＝I 2Rt 。
3．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
(2)公式：P 热＝Q t＝I 2R ，单位：瓦特(W)。
(3)意义：表示电流发热快慢的物理量。
1．自主思考——判一判(1)电功与电能的单位相同，电功就是电能。
(×) (2)电功率越大，电功越大。
(×) (3)1千瓦时＝3.6×106J 。
(√)(4)非纯电阻电路中，电热的表达式是Q ＝I 2Rt 。
(√) (5)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。
(×)(6)根据I ＝U R 可导出P ＝U 2R，该公式用于任何用电器。
(×)2．合作探究——议一议(1)用电器额定功率越大，接在电路中电流做的功越多，这样说法对吗？提示：不对。
电流做功一方面与实际功率有关，另一方面还与通电时间有关，只有实际功率与时间乘积大时，电流做功才多。
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高二物理统练答案 第1页 共1页 使用时间：2014-09-18
焦耳定律答案
一、选择题（本大题共12道小题，每小题6分，在每道小题中有一个或多个选项正确，全部选对得6分，有选对但不全得3分，选错得0分）
1.C
2.D
3.C
4.C
5. C
6.B
7.C
8.A
9.ABC 10. BCD
11.AC 12.BD
二、计算题（3小题，共28分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
13. 5.28×105J 4800J 5.23×105
J
解：（1）消耗的电能用电功来量度
所以：UIt W =………① 得：W=5.28×105J
（2）产生的热量：Q=Rt I 2 ………② 得：Q=4800J
（3）输出的机械能：E=W-Q=5.23×105J
14. 0.96W
解：当加在电机上的电压为0.3V 时，电机不转，电动机消耗的电能全部转化成热能，此时电动机是纯电阻，由欧姆定律可知：R=U/I ，得：R=1Ω。
当所加电压为2V 时，电机正常工作，此时
电源提高的电功率W UI P 6.1==电
电动机电阻的热功率W R I P 64.02==热
所以，电动机输出的有用功率W P P P 96
.0-==热电出 选做题
15. (1)1.64 A ；(2)8.64×105 J。