江西省2019中考物理一轮专项第17单元焦耳定律课时训练

课时训练(十七) 焦耳定律
(限时:50分钟)
一、填空题
1.[2021·黔南] 1840年,英国物理学家最|先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系;从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时是将电能转化为能 .
-1所示是林红同学探究焦耳定律的实验装置,R1<R2,闭合开关后,两段电阻丝两端的电压U1U2,电流通过两段电阻产生的热量Q1Q2 .(均选填 ">〞 "<〞或 " =〞)
图K17 -1
3.[2021·辽阳]如图K17 -2所示实验装置,可用来探究通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与的关系 .将装置接在电压为3 V的电源上,通电2 min,电流通过电阻R2产生的热量为J .
图K17 -2
4.[2021·重庆]如图K17 -3所示,电源电压恒为6 V,R1=30 Ω,只闭合开关S1时,电流表示数为A;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5 A,那么通电1 min电阻R2产生的热量为J .
图K17 -3
-4所示的电路中,闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为1∶3,在相同的时间内电流通过R1、R2产生的热量之比为 .
图K17 -4
-5所示是两定值电阻R A和R B中的电流与其两端电压的关系,假设将两电阻并联在电压为2 V的电路中,干路上电流为A,通电相同时间,R A、R B产生的热量之比Q A∶Q B = .
图K17 -5
7.[2021·成都]如图K17 -6所示的电热水壶上标有 "220 V 1800 W〞,小明发现烧水过程中电热水壶的发热体局部很快变热,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3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为J .
图K17 -6
8.[2021·威海]标有 "220 V 2000 W〞的即热式电热水龙头,其加热电阻丝的阻值是Ω;在额定电压下工作21 s,假设不计热量损失,能够使kg的水从15 ℃上升到35 ℃ .[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
9.[2021·枣庄]如图K17 -7所示是某种电热器的电路图,电源电压220 V,R1、R2的阻值分别为11 Ω、22 Ω,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1 min产生的热量是J .
图K17 -7
二、选择题
10.[2021·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 ( )
11.[2021·深圳]图K17 -8为 "探究焦耳定律〞的实验装置 .两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高 .以下说法正确的选项是( )
图K17 -8
A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法
用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
-9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 -9
A.a
B.b
C.c
13.[2021·自贡]计算电流通过电风扇产生的热量,以下公式选用正确的选项是( )
t
A.UIt
B.U2
U
C.I2Rt
14.通过一根电阻丝的电流为2 A,通电1 min产生了2.64×104 J的热量,那么它的电阻是( )
A.66 Ω
B.6600 Ω
C.110 Ω
D.220 Ω
-10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( )
A B
C D
图K17 -10
16.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6 min .只用第二根电阻丝时需要12 min .假设把两根电阻丝并联起来仍接在原电源上,烧开这一壶水,那么需要( )
A.18 min
B.9 min
C.4 min
D.2.4 min
-11所示,电阻R1、R2的大小关系是R2 =2R1,当开关S断开和闭合时,在相同的时间内,电流通过R1产生的热量之比为( )
图K17 -11
A.1∶3
B.1∶9
C.3∶1
D.9∶1
三、计算题
18.[2021·江西]如图K17 -12所示是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温功能 .只闭合开关S1时,R1加热,电动机搅拌,开始制作爆米花;只闭合开关S2时,R2保温,防止爆米花变凉;爆米花机的铭牌如下表所示 .[c玉3J/(kg·℃)]
米=1.2×10
(1)将100 g、20 ℃的玉米加热到300 ℃成为爆米花时,求玉米粒需要吸收的热量 .
(2)电阻R1发热,把100 g、20 ℃的玉米粒加热成为爆米花,需要用时5 min,求R1的加热效率 .
(3)求保温电阻R2的阻值 .
图K17 -12
额定电压220 V
加热功率200 W
保温功率22 W
电动机功率40 W
四、实验探究题
19.[2021·河北]用如图K17 -13甲所示的装置探究 "电流通过导体产生的热量与电流的关系〞 .相同烧瓶内装满了煤油 .
图K17 -13
(1)烧瓶中装入的煤油是(选填 "导体〞或 "绝|缘体〞) .
(2)请根据实物图甲,在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图 .
(3)为到达实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应,通过R1的电流通过R2的电流 .
(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大 .说明 .
(5)小红用如图丙所示的装置,进一步探究 "电流通过导体产生的热量与电流的关系〞 .经屡次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像 .根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映h -I关系的是 .
[拓展] (6)用Q =I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q =UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗?答复: .
请用实例说明原因: .
参考答案1耳内
2.< <
3.电阻24
4.0.2108
5.1∶2
6.0.62∶1
7.小3.6×104
8.24.20.5
[解析] 加热电阻丝的阻值R =U2
U =(220V)
2
2000W
=24.2 Ω .在额定电压下工作21 s消耗的电能W =Pt =2000 W×21 s=4.2×104
J;假设不计热量损失,那么Q吸 =W =4.2×104 J,由Q吸 =cmΔt可得,加热水的质量m水 =U
吸
U
水ΔU
=
4.2×104J
4.2×103J/(kg·℃)×(35℃-15℃)
=0.5 kg .
9.22003.96×105
10.A11.D12.C13.C14.C15.D
16.C[解析] t1 =6 min,t2 =12 min,
烧开同一壶水,那么Q水吸 =Q1放 =Q2放 =Q并放,即
Q水吸 =U2
U1t1 =U2
U2
t2 =U2
U
并
t3;
代入数据,得R1∶R2=t1∶t2=6 min∶12 min=1∶2,t1∶t3=R1∶R并,R并 =U1U2
U1+U2 =2
3
R1,那么t3=
U
并
U1
·t1=2
3
×6 min=4 min .
17.B
18.解:(1)由题意可知,玉米粒吸收的热量为
Q =c玉米m(t -t0) =1.2×103J/(kg·℃)×0.1 kg×(300 ℃ -20 ℃) =3.36×104 J .
(2)由题意可知,加热5 min消耗的电能为W =P加t' =200 W×5×60 s =6×104 J,
加热的效率为η =U
U =3.36×104J
6×104J
=56% .
(3)由电路图可知,保温时电路中只有电阻R2,所以电阻R2的阻值为R2 =U2
U
保 =(220V)
2
22W
=2200 Ω .
19.(1)绝|缘体
(2)如下图
(3)相等小于
(4)在电阻和通电时间相同的条件下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多
(5)A
(6)不能因为用Q =UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一局部可能转化为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一局部转化为电热,一局部转化为机械能。