初中物理焦耳定律中考精选试题含答案
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焦耳定律
1.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接的导线却不怎么热,主要是(C)
A .通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B .导线的绝热皮隔热
C .导线的电阻远小于电阻丝的电阻
D .导线散热比电阻丝快
2.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,它的电阻是(C)
A .66 Ω
B .6 600 Ω
C .110 Ω
D .220 Ω
3.某导体的电阻是10 Ω,通过3 A 的电流时,1 min 产生的热量是5__400J.请列举一个生产或生活中利用电流热效应的例子:电饭锅.
4.甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示,将甲、乙两灯泡串联后接在电压为8V 的电源两端时,甲灯泡中通过的电流为0.5 A ,此时乙灯泡1 min 消耗的电能是180J.
5.采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”.接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U 形管的液面发生变化,通过观察U 形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少.
(1)如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系,通电一段时间左瓶(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多.
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少.此时该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系,一段时间后电阻丝产生的热量左瓶(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多.
6.某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位).已知R 1=44 Ω,R 2=2 156 Ω.
(1)开关S 置于2(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮档,它的功率是多大?
(2)保温焖饭时电路中电流是多少?10 min 产生的热量是多少?
(3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算具体说明改进措施.
解:(1)P 高温=U 2R 1=(220 V )244 Ω
=1 100 W (2)I =U R 1+R 2=220 V 44 Ω+2 156 Ω
=0.1 A Q =W =UIt =220 V×0.1 A×600 s =1.32×104 J
(3)P 保温=UI =220 V×0.1 A =22 W
R 总′=U 2
P 保温×(1+10%)=(220 V )222 W×110%=2 000 Ω R 2′=R 总′–R 1=2 000 Ω-44 Ω=1 956 Ω
将R 2换成阻值为1 956 Ω的电阻
整合集训
1.下列用电器均标有“220 V 100 W”,在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是(A)
A .电热水袋
B .电视机
C .电风扇
D .白炽灯
2.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系,设计了如下电路图,其中正确的是(B)
3.如图所示,两透明容器中密封着等质量的空气,通电t 秒后(两容器都不向外放热),下列说法正确的是(C)
A .两容器中电阻产生的热量相同
B .右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍
C .右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
D .右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍
4.如图所示电路,电源电压恒为6 V ,定值电阻R 1为10 Ω,滑动变阻器R 2的规格为“20 Ω 0.5 A”,电压表量程为0~3 V ,电流表量程为0~0.6 A .则(C)
A .电压表测量的是电阻R 1两端的电压
B .当变阻器R 2的滑片P 向左移动时,电压表的示数变小
C .为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R 2接入电路的阻值范围是2~10 Ω
D .当变阻器R 2接入电路中的阻值是8 Ω时,通电1 min 电阻R 1产生的热量是53.3 J
5.李师傅帮助学校设计了一台电保温箱,保温箱电阻丝的阻值是40 Ω,当电阻丝通过5 A 电流时,30 s 内产
生的热量是3×104J. 6.一个额定功率为1 000 W 的电热水壶装有1.5 kg 初温为20 ℃的水.正常工作将水烧开(100 ℃)所用时间为9 min ,则水吸收的热量为5.04×105J ,该电热水壶的效率为93.33%(计算结果保留两位小数).[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
7.把一个电阻为44 Ω的电炉接入电压为220 V 的电路中,通电10 min 产生的热量为6.6×105J.连接家庭电路时,要注意检查线路连接处接触情况.若接触不良,电流通过时产生的热量会更多,容易引起火灾.因为此时连接处的电阻更大(填“更大”或“更小”).
8.图中电源电压保持不变,灯泡标有“6 V 3 W”字样,当开关S 闭合时,灯泡L 正常发光,电流表的示数为0.8 A .则电阻R =20__Ω,通电10 s ,R 产生的热量为18J.
9.如图是“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验装置,请在虚线框内画出与之对应的电路图.
解:
10.为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”,小柯用如图甲所示装置进行实验,图中两个250 mL 的同规格烧瓶内装有等体积的煤油,瓶塞上各插一根同规格的玻璃管,瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5 Ω和10 Ω.
【实验步骤】
①连接好电路,将滑动变阻器的滑片移至B (填字母)端,分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置;
②闭合开关,通电t 0时间后,分别标记此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置;
③比较发现10 Ω电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高.
【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多.
【交流反思】
方案一:在前一次实验后,待玻璃管中的液面回到起始高度后,按小柯的实验步骤②再次进行实验,比较两玻璃管内液面上升情况,得出结论.
方案二:用图乙所示装置替换图甲中对应装置(图乙中两个烧瓶规格相同容积都为500 mL),按小柯的实验步骤①②进行实验,得出结论.
以上两种方案,你认为较合适的是方案二.
11.有一个电热水壶,其铭牌数据如表所示.在1个标准大气压下,它在额定电压下加热7 min 刚好把质量为1 kg 、初温为20 ℃的水烧开.[c 水=4.2×103 J/(kg·℃),电热丝的阻值保持不变]求:
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
频率 50 Hz
(1)水吸收的热量是多少? (2)电热水壶在7 min 内所消耗的电能是多少?
(3)由于现在是用电高峰,电网中的实际电压为198 V ,要把同样一壶水烧开,若电热水壶的热效率不变,则需要加热多少秒?(计算结果保留到整数) 解:(1)在1个标准大气压下水的沸点是100 ℃,则水吸收的热量:
Q 吸=cm (t -t 0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J
(2)由P =W t
可得,电热水壶在7 min 内所消耗的电能 W =Pt 时=1 000 W×7×60 s =4.2×105 J
(3)要把同样一壶水烧开,水吸收的热量不变,若电热水壶的热效率不变,则消耗的电能相同,由P =U 2
R
可得,电热水壶的电阻:
R =U 2P =(220 V )2
1 000 W
=48.4 Ω 由W =U 2
R
t 可得,实际电压为198 V 时需要的加热时间: t ′时=WR U 2=4.2×105 J×48.4 Ω(198 V )2
≈519 s 12.某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位,其原理如图所示,若已知电阻R 0=44 Ω,R =2 156 Ω,则当开关置于2(填“1”或“2”)位置时为高温挡,当电饭锅以高温挡正常工作10 min 消耗的电能为6.6×105J.
13.如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1 000 W 和400 W 两挡功率,挡位可自动调节.其工作过程是:按下开关,自动选择1 000 W 挡将汤煮至100 ℃,然后自动跳至400 W 挡进行保温慢炖.设汤的初温