焦耳定律习题含答案
焦耳定律最典型计算题-含答案
计算题1. 如图所示电路中, 一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联接在电源上。
电源电动势E=20Ｖ、内阻r=1Ω, 用理想电压表测出电动机两端的电压U=10Ｖ。
已知电动机线圈电阻RM=1Ω, 求:（1）电路中的电流为多少（2）电动机输出的功率为多少（3）电动机的效率2. 如图所示, 电路中电源电动势为E, 内阻不计. 水平放置的平行金属板A.B间的距离为d, 板长为L。
在A板的左端且非常靠近极板A的位置, 有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间. (重力加速度用g表示)则:(1)若使液滴能沿v0方向射出电场, 电动势E1应为多大(2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场, 电动势E2应为多大3. 如图所示, 电路两端电压U恒为28V, 电灯上标有“6V, 12W”字样, 直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光,求: (1)流过电灯的电流是多大(2)电动机两端的电压是多大(3)电动机输出的机械功率是多少。
4. 如图所示, 电阻R1＝8Ω, 电动机绕组电阻R0＝2Ω, 当电键K断开时, 电阻R1消耗的电功率是；当电键闭合时, 电阻R1消耗的电功率是2W, 电动机刚好正常工作。
若电源的电动势为6V。
求:（1）电源内阻r；（2）当电键K闭合时, 电动机正常工作的电压和功率；（2）电动机正常工作时输出的机械功率。
5. 如右图所示的电路中, 两平行金属板A.B水平放置, 两板间的距离d=40 cm.电路电压恒为U=24V, 电阻R=16Ω。
闭合开关S, 待电路稳定后, 将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。
若小球带电荷量为q=1×10-2 C, 质量为m=2×10-2 kg, 不考虑空气阻力。
求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时, 小球恰能到达A板（2）此时滑动变阻器消耗功率是多大(取g=10 m/s2)6. 如图所示, 电源电动势E＝10 V, 内阻r＝1 Ω, R1＝3 Ω, R2＝6 Ω, C＝30 μF.（1）闭合开关S, 求稳定后通过R1的电流；（2）然后将开关S断开, 求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过R1的总电量；（3）如果把R2换成一个可变电阻, 其阻值可以在0～10 Ω范围变化, 求开关闭合并且电路稳定时, R2消耗的最大电功率．7. 如图所示电路中, 电阻R1=R2=R3=12Ω, 当电键S断开时, 电压表的示数为6V；电键S接在b点时, 电压表的示数是。
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．（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．。
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。
(完整版)焦耳定律练习题(含答案)
Al l t h i ng i n ga re god fo rs ．实验时，电源电压保持5V 不变，当滑片P 位于的电烙铁，在额定电压下使用，、家用电吹风由电动机和电热丝等组成，为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝发热和不发热时，电动机都能正常工作。
如下图所示电A 2，线圈中电流为，则（、有两根阻值分别为的电阻丝，分别采用下图所示的四种方法接在同一电源上后，n dAl l t h i ng si nt he i rb ei n ga re go od fo rs o m e t 9、一个电炉接在220V 的电路上时用10min 可以烧开一壶水，若该接在110V 的电路上（忽略散热等因素影响），烧开这壶水需要的时间为（ ）A ．10minB ．20minC ．30minD ．40min10、小洁家购买了一台电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，请你用所学的物理知识帮小洁分析一下，发生这一现象的原因是（ ） A.电压太高B.导线太粗C.导线太细D.导线太短11、在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快。
原因是连接处（ ）A ．电流比别处小，产生的热量多B ．电流比别处大，产生的热量多C ．电阻比别处小，产生的热量多D ．电阻比别处大，产生的热量多12、（高州市）有有两个电热器接到同一电源上，甲由两条不同的电阻丝R 1、R 2（R 1≠R 2）并联构成，乙由两条相同的电阻丝R 3并联构成，已知R 1+R 2=2R 3，若两电热器分别给相同容器内等温等质量的水加热，则升温快的是（）A ：放甲电热器的容器B ：放乙电热器的容器C ：一样快D ：无法确定13、一根电阻丝，接在电压恒为U 的电路中，在时间t 内放出的热量为Q ；若截去一半，仍然接在该电路中，在相同的时间内放出的热量为（ ）：A ．Q/2B ．QC ．2QD ．4Q14、有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是( )A ．三根串联B ．三根并联C ．两根串联起来，再跟第三根并联D ．两根并联起来，再跟第三根串联 15、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。
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(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 =====。
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 WC．1 000 W D．475 W答案 B22× 1 W＝25 W ，B 正确，A、C、D 错误．解析电动机的热功率P＝ Ir＝5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I，则在时间t 2内产生的热量为( )Q A．4Q B．2Q C.2 D. Q 4答案 C解析根据Q＝I2Rt 得，电阻变为原来的 2 倍，电流变为原来的 1，时间不变，则热量变为原来21的2.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＝R5010A ＝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 (3)电动机的发热功率P电动机输出(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度 C ．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB 2．关于四个公式① P ＝UI ；② P ＝I 2 U W 2R ；③ P ＝ ；④ P ＝ ，下列叙述正确的是 ( ) R t 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 ＝2的电功R 适用于任何电路的热功率的计算， P ＝ UI 、P ＝ 只适用于纯电阻电路的热功率的计B 正确． 3．两个精制阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻标有“ 100 Ω，10 W ”和“ 20 Ω， 40 W ”，则它们的额定比为 ( ) 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 ＝ P R ，所以 I 1∶ I 2＝ 5∶ 10. 4．额定电压、额定功率均相同的电的时间．比较它们产生 ( ) 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.5．额定是 110 V ，额定功率 PA＝100 W ，P B ＝40 W 灯泡两盏，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 ＝ 2 U，可知 R A ＜R B . R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． B 电路R B ＞R A ，A 灯又并联变阻器，并联R B ，所以 U B ＞U 并，B 灯烧 毁． C 电路， B 灯与变阻器并联电阻于 R A ，所以可能 U A ＝ U B ＝110 V ，两灯可以正常发 光． D 电路，若变阻器的有效于 A 、B 的并联电阻，则 U A ＝ U B ＝110 V ，两灯可以正常 发光． C 、D 两个电路C 电路中变阻器(I A －I B )× 110 V ，而 D 电＋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 >IB B ．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 ＝ U 2/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 ； 1两灯并联后，由并联电路的功率分可知 P ∝ ，所以 P A ′<P B ′. R二 非纯电阻电路定律 7．有一4.4 Ω的电解槽和有“11流电路两端，灯泡正常发光，则 ( )A ．电解槽消耗的电120 W .B．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＝60 110 A＝611 A，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＝IU6×220 W ＝120 W ，总＝11D 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I 2RB．电动机的机械功率为IUC．电动机的总功率为IU2D．电动机机械功率为IU －I R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 WB．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/24hC．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 WD．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BD2 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，UI 2＞I2R2，所以I2＜U＝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 R2＋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R1、R2、R3 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R3，B 选项总电阻为R1＋R2＋R3，C 选项的总电阻小于R1、R2、R3 三个电阻的任何一个电阻， D 选项的总电阻大于R3，E 选项的总电阻大于R1，可知 C 选项的总电阻2U最小，根据P＝知，功率最大，供热最快．故 C 正确．R12．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( )8 A．8×1010 kW·h B．8×10 kW·h11 C．8×1013 kW·h D．8×10 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 W1 W(2)1 210 W1 210 W解析(1)排气扇在 220 V 的电压下正常工作时的电流为P 36 I ＝ ＝220 A ＝0.16 A U 发热功率为 P2热＝I R ＝(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部转化为热时 U R 电动机中电流为 I ′＝ ＝ 220 40 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′＝ U I ′＝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，根据表中提供究题： 规格 后轮流电机 26″电动自行车 额定输出功率 120 W 量 30 kg 额定电压 40 V 最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A (1)在额定电压下工作时，该电机的内阻是多效率为多大？ (2)假设行驶过程中所受阻力是车重的 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 120 出 ×100%＝ ×100%≈ 85.7% P 140 入设电机的内阻为 r ，则由欧姆定律知 P 入－ P 2 出 ＝I 0r 解得 r ＝1.63 Ω (2)设量为 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 vm a x出＝F 解得 v max ＝ 4 m/s. ..。
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”。
焦耳定律习题(含答案)
焦耳定律练习题一、填空题1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。
充电时的能量转换是电能转化为______（化学/内）能。
若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要______h，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。
2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。
而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。
3、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＝。
4、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 J5、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118 800 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)6、灯具研究所为了研究白炽灯丝的温度对白炽灯平均寿命的影响，做了如下实验：保持灯丝内惰性气体的压强为0.1atm，钨丝粗细为250μm，通过改变钨丝中电流的大小来改变灯丝的温度，测得灯泡的平均使用寿命与灯丝温度及电流间的关系如下表所示：分析表中实验数据可以预测：在与上述实验相同的条件下，钨丝温度在2200K时，其平均使用寿命应最接近于________h，你作出这样的预测的理由是_____．7、如图是电动汽车动力系统示意图。
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。
九年级物理《焦耳定律》练习题及答案
九年级物理《焦耳定律》练习题及答案九年级物理《焦耳定律》练习题及答案本课时的重点内容就是焦耳定律及其应用，中考中常见的相关考点有：焦耳定律的内容及应用、用控制变量法研究焦耳定律的实验、电热器的构造特点和原理等.其中有关焦耳定律的应用的试题较多，多表现为计算题，应用焦耳定律求与之相关的各物理量，对于焦耳定律的表达式Q=I2Rt适用任何用电器求电流热效应中产生的热量问题，而由之推导出的 Q=UIt=U2/Rt=Pt则只能适用于纯电阻电路求电流热效应的计算，使用时一定要分清情况，注意公式的应用范围，切忌乱套公式.有关用电器产生的电热的计算问题，往往要综合运用到串、并联电路的特性、欧姆定律和热量等知识，还要能够灵活运用求电流热效应的各种计算公式.对于纯电阻电路，产生的电热就等于消耗的电能，所以关键是要求出用电器的电功率(有关电功率的计算请参见第2课时电功率)，很多电热问题归根究底也就是想办法求电功率.复习本课时内容时特别要注意与电功、电功率知识的相互联系。
课前热身1.电流通过导体时产生的热量跟__________成正比，跟导体的____成正比，跟__________成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字表达式是_______.2.电热器是利用电流的__效应制成的，它的主要部件是______.电流流过电热器所做的功全部用来产生____.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为5Ω和15Ω，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电压之比为_____，在相同的时间内产生的热量之比为______；如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为____，在相等的时间内产生的'热量之比为____.电流的平方电阻通电的时间Q=I2Rt热发热体热量1∶31∶33∶13∶1课前热身4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压，那么下列说法中正确的是( )A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少5.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在1s内产生的热量是2J，要让该电阻(其电阻大小恒定不变)产生8J的热量，可采用的办法是( )A.使电源电压变为10V，通电时间仍为1SB.使电源电压仍为5V，通电时间变为2SC.使电源电压变为20V，通电时间变为 SD.使电源电压变为10V，通电时间变为2SCA课前热身6.有一种家用电熨斗的规格为“220V，300W”，这种电熨斗内部的电热丝的电阻是多少?如在额定电压下工作，1min内产生的热量是多少?【答案】161.3Ω，1.8×104J典型例题解析【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热，这是为?电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多.【例2】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 ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J.3800200典型例题解析【例3】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置，它是由三段阻值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路与方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时为高温，掷到B点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的热量是低温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电路图.图9-3-1答案典型例题解析典型例题解析【例4】现有甲、乙两只废旧电炉，分别标有“220V，1000W”和“220V，500W”字样，其中电热丝均完好无损.某想利用这些电热丝来自制一个电热器接入照明电路中使用，下列设想可行的是( )A.要使电热器的电功率为250W，只要将乙电热丝的一半接入电路B.要使电热器的电功率为2000W，只要将乙电热丝分成等长的两段并联后接入电路C.要使电热器的电功率为400W，只要将乙电热丝与一半长的甲电热丝串联后接入电路D.要使电热器的电功率为750W，只要将两只电热丝各取一半串联后接入电路C方法小结对于用电器吸热量的计算，首先要分析该电器是非纯电阻性器件还是纯电阻性器件，初中阶段研究的用电器大多为纯电阻性器件.对于非纯电阻性器件，电流产生的热量只能用Q=I 2Rt来计算，而纯电阻性器件则可用下列等式中任一个计算热量：Q=I2Rt= W=UIt=U2/Rt=Pt.在很多情况下，计算纯电阻性器件产生的电热问题，可归结为用电器的电功率的计算问题(因为通电时间往往为已知)，所以必须理解电功率的各个计算公式，以及串并联电路特性和欧姆定律.至于将用电器的电热问题与热学中的热量问题相结合的题目，关键抓住两者之间的联系，即有百分之多少电热被水或物质吸收了，然后分头求解即可.课时训练1.某同学自制了一个“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为220V时，1min内产生的热量的______J.2.一个标有“220V，500W”字样的电加热器(俗称“热得快”)，正常工作20分钟产生的热量为______焦.假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收，在标准大气压下 ____(填“能”或“不能”)将质量为2千克20℃的水加热至沸腾.3.阻值为R的电热丝接到电压不变的电源上，3分钟可以使一杯水烧开，现换用阻值为2 R的电阻，再接到此电源上，__分钟可以使同样的一杯水烧开.290.4不能6×1056课时训练4.如图9-3-3所示，电源电压220伏，R是电烙铁，标有“220V，40W”字样；L是电灯泡，标有“PZ220—40”字样.当开关S闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是________焦，当开关S断开时，电烙铁的实际功率是__瓦；开关S断开后，整个电路工作__小时消耗1千瓦电能.5.将规格分别为“220V，1000W”和“220V，500W”的甲、乙两根电阻丝串联起来，接入一电源两极，电源最大不能超过___伏，此时，整个电路的最大功率是___瓦.750502.4×10 310图9-3-3330 课时训练6.研究焦耳定律的实验装置如图9-3-4所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值比乙瓶中的电阻大.实验分三步进行，其中第一步为：接通电路一段时间，比较甲、乙两瓶中的煤油哪个上升得高，这一步是在什么情况下研究热量跟哪个物理量的关系?( )A.是在通电时间相同的情况下，研究热量跟电流的关系B.是在电流相同的情况下，研究热量跟通电时间的关系C.是在电流相同但电阻不同的情况下，研究热量跟通电时间的关系D.是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关系D 图9-3-4课时训练图9-3-4课时训练7.如图9-3-5所示，a、b相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上升较快的是( )A. a容器中的水B. b容器中的水C. a、b容器中的水温上升的快慢一样D.无法判断B图9-3-5课时训练8.一电热器有两根电阻丝，当只使用一根时，需t1分钟才能煮沸一壶水，当只使用另一根通电时，需要t2分钟才能煮沸一壶水，已知t1 ＜ t2，若将这两根电阻丝并联起来使用，则煮沸同样一壶水的时间为t，那么（）A. t 大于（t1 + t2 ）B. t小于（t1 + t2 ）C. t介于t1和t2之间D. t 应为t1和t2之和9.在温度是20℃的2400g的水里有一根阻值为10Ω的电阻丝.若通过这根电阻丝的电流是10 A，需要多少时间才能把水加热到95℃(假设电阻丝放出的热量全部被水吸收)?【答案】756秒D下载全文。
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.。
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。
焦耳定律(基础练)(解析版)
一、单选题1．（2021·重庆渝中区·九年级期末）通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不太热，这是因为（ ）A ．电炉丝有电流的热效应，而铜导线中没有电流的热效应B ．电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多C ．通过电炉丝的电流大，而通过铜导线的电流小D ．电炉丝容易导电，铜导线不容易导电【答案】B【详解】电炉在使用时，电炉丝与铜导线是串联的，通过它们的电流相同，通电时间相同，但电炉丝的电阻远大于铜导线的电阻，由焦耳定律2Q I Rt 可知，电流通过电炉丝时产生的热量要比电流通过铜导线时产生的热量多，所以通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不太热的原因是电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多。
故选B 。
2．（2021·安徽淮北市·九年级期末）随着生活水平的提高，家用电器越来越多，使用时若出现如图所示的情形，会导致连接插座的导线发热，稍不小心就会导致火灾，究其原因是（ ）A ．电路中的用电器用电时间太长B ．电路中的用电器的总功率过大C ．电路中的用电器过多D ．电路中的用电器的总电阻过大【答案】B【详解】第4节 焦耳定律 第十八章 电功率A．电路中的用电器用电时间太长，如果用电器的总功率不大，或用电器没有全部工作，不会造成干路中的电流过大，不会造成图中的情形，故A不符合题意；B．图中在同一插座上同时使用几个大功率的用电器，会使用电器的总功率过大，会导致干路中的电流过大，会使得连接插座的导线发热甚至燃烧起来，故B符合题意；C．电路中用电器过多，只有用电器的功率较大且同时工作时，才会造成干路中的电流过大，故C不符合题意；D．若电路中用电器的总电阻过大，由欧姆定律可知干路中的电流较小，不会造成图中的情形，故D不符合题意。
故选B。
3．（2021·广东佛山市·九年级期末）我国航母舰载机起飞采用了自行研制的电磁导射器，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力，图中与弹射车工作原理一致的是（）A．B．C．D．【答案】B【详解】由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
中考物理《焦耳定律》专项练习题(附带答案)
中考物理《焦耳定律》专项练习题(附带答案)一、单选题1．图像法是利用图像这种特殊且形象的工具，表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。
下列关于图像的解释，正确的是（）A．甲图是某物体的熔化图像，其固态的比热容大于液态的比热容B．乙图是电阻和通电时间一定时，电热Q与电流I的关系图C．丙图说明，当电阻一定时，电压与电流成正比D．丁图是灯丝电阻的U﹣I图像，说明灯丝电阻随温度的升高而增大2．在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化。
则（）A．甲、乙、丙三个容器内的导体，电流相等B．通电一段时间后，U形管中液面高度变化最大的是乙C．要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化D．要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化3．如图所示，甲乙两个瓶中的电阻丝R1、R2分别为5Ω、10Ω，两瓶内装有初温相同的等量的煤油，将R1、R2串联并通电一段时间，读出甲乙两支温度计的读数．这是探究（）A．电热与电流的关系B．电热与电阻的关系C．电热与通电时间的关系D．电热与电压的关系4．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（）A．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多B．乙实验时为了研究电流产生的热量与电阻的关系C．乙实验通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度比右侧的小D．甲、乙两次实验都应用了控制变量法5．对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（）A．电视机的后盖有许多孔，是为了通风散热B．家庭电路中空气开关跳闸一定是发生了短路C．所有用电器的外壳都必须接地D．开光必须接在电灯和零线之间6．如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生热量是（）A．电风扇最多B．电视机最多C．电烙铁最多D．一样多7．如图所示电路中，R2=20Ω．当S1断开S2闭合时，电流表的示数为0.3A，当S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，则下列说法正确的是（）A．电源电压为9VB．R1的阻值为15ΩC．当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量为36JD．当S1、S2都闭舍时，电路中的总电阻为30Ω8．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9．图所示电路，电源电压为6V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝5Ω，当闭合开关S1后，下列说法不正确的是（）A．闭合开关S2、S3，通过R2的电流是0.24AB．断开S2、S3，电路消耗的功率是2.4WC．断开S2、闭合S3，R1两端的电压是6VD．在相等的时间内，闭合S2、S3时和断开S2、S3时，电流通过R1产生的热量之比是9：410．如图为探究“焦耳定律”的实验装置。
《焦耳定律》练习题
《焦耳定律》练习题一、填空题1、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。
2、一根阻值为10Ω的电阻丝，通电100，通过的电流为2A，则电流通过电阻丝产生的热量为____________J。
3、一台“220V1000W”的电热水器，正常工作10min消耗的电能是________J；如果它的电源线比标准的细，则它的电阻比标准电源线的电阻大，产生的热量____。
4、小兰的奶奶觉得家里的电褥子太热了，小兰就把电褥子的电阻线截掉一小段再接入电路中，这样的电褥子在使用时就__________热了。
（填“不”或“更”）5、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用__________来工作的。
而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了______________________。
6、电热器是利用电流的_________制成的加热设备，它的发热体是由________、_________的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
二、选择题（）7、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B．根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多（）8、下列用电器中，利用电流热效应工作的是A．电冰箱B．电视机C．电熨斗D．电动机（）9、小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上都标有“220V40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是A．电视机B．电风扇C．白炽灯D．节能灯（）10、关于电热的利用，下列说法中正确的是A．电热对我们来说总是有利的B．电热对我们来说总是不利的C．电饭锅是利用电流热效应的原理制成的D．电视机工作过程中没有产生电热（）11、下列情况中不属于防止电热危害的是A．电视机的后盖有许多孔B．电脑机箱内有小风扇C．电动机外壳有许多散热片D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次（）12、小红家购买了一只电热水器，使用时发现通电不长时间，其电源线很热，甚至能闻出很浓的橡胶的焦味，于是小红决定用她学过的物理知识向消费者协会投诉，她可从下面哪个方面的鉴定提出投诉A．导线太短B．导线太粗C．导线太细D．电压太高（）13、有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。
“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)。
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--焦耳定律习题〔含答案〕一、单项选择题(本大题共6小题，共12.0分)1. 如下图的家用电器中，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，采用了如下图的实验装置．密闭容器中的电阻丝产生热量越多，容器空气受热膨胀越明显，使U形管两边液面高度差越大．图乙中两根一样的电阻丝并联后再与图甲中的电阻丝串联接入电路，那么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. 以下用电器工作时主要将电能转化为能的是〔〕A. 收音机B. 电熨斗C. 电风扇D. 洗衣机5. 以下家用电器中，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. 如下图的家用电器中，利用电流热效应工作的是〔〕- . word.zl-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，那么电流产生的热量为______ J．9. 大量实验说明，通电导线周围存在______ ，这一现象叫作电流的磁效应．三、实验探究题(本大题共5小题，共30.0分)10. 二个完全一样的烧瓶装有质量相等的煤油．电阻丝R1=5Ω，R2=10Ω．用如下图的方案探究“电流大小和通电时间一样，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______ 一样．〔2〕某实验小组设计了如下的记录实验数据的表格，并填上了实验前的信息：电流I 通电时间t电阻R/Ω煤油初温t1/℃煤油末温t2/℃煤油升高的温度△t/℃______一样一样5 10表格中最后一栏应该设置的工程是______ ．〔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. 如下图，甲、乙两个完全一样的玻璃瓶有阻值分别为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，在两瓶中参加质量、初温都一样的煤油．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______ 和时间一样时，电流通过电阻丝产生的热量与______ 大小的关系．〔2〕在甲、乙两瓶换用质量、初温都初中物理试卷第2页，共11页--一样的不同液体，且电阻丝的阻值R甲______ R乙时，可以比拟不同物质的吸热能量．假设温度计a比温度计b温度升高得快，那么甲、乙两瓶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，实验室准备了两个一样的烧瓶〔装质量相等的煤油〕、两个带有橡皮塞的粗细均匀的一样温度计，四根不同阻值〔R1＞R2 R3=R4〕的电阻丝，以及一样的滑动变阻器、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. 某同学用如下图的实验装置来探究“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、初温均一样的煤油，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〕假设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、初温均一样的水和煤油，还必须要使A和B中的电阻丝阻值______ 〔选填“一样〞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，那么装水的是烧瓶______ 〔选填“A〞或“B〞〕，假设水的比热容是4.2×103J/〔kg•℃〕，那么煤油的比热容为______ 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，烧瓶装入质量相等、初温一样的煤油，烧瓶中金属丝A、B的电阻R A ＜R B，插入一样的温度计．〔1〕在进展甲图所示实验时，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，- . word.zl-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〕在进展甲图所示实验的同时小明还按乙图所示进展实验〔两图中滑动变阻器的滑片位置不变〕，比拟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．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，转化为水的能〕[：c水=4.2×103J/〔kg•℃〕]求：〔1〕电热水器在正常工作时的电流是多大？〔保存一位小数〕〔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/kW 3〔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. 如下图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/m3．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参加质量为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〕假设此过程改用天然气来加热，那么至少需要多少m3天然气〔设该热水器的效率不变〕．18. 如下图是襄阳一位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照射时每小时可发电1.75×108J，假设夏天太平均每天照射的时间为10h．那么〔1〕假设每天得到的电能有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〕假设每天得到的电能全部由燃烧天然气获得，那么需要完全燃烧多少m3的天然气？〔天然气的热值q=3.5×107J/m3〕〔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，如下图是某品牌电磁炉的铭牌，请你结合铭牌中相关的数据答复以下有关问题：〔1〕1标准大气压下，锅装有初中物理试卷第4页，共11页--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/m3，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？〔答案保存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，通电时闻一样时，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；一样；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，那么电热壶消耗的电能：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：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，- . word.zl-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，假设此过程改用天然气来加热，那么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〕假设每天得到的电能有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吸初中物理试卷第6页，共11页--=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能，是利用电流的热效应，故B符合题意．应选B．要解答此题需掌握：电流的热效应就是把电能转化为能．此题主要考察学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，是一道根底题．2.解：如图，通过电阻的电阻一样，通电时间一样，由于两个电阻并联后与左边的电阻串联，那么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、电阻一样，通电时间一样，所以探究的是电流产生热量跟电流的关系．应选B．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．此题考察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，当电流和通电时间一样时，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一样，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．应选A．电炉丝和连接的导线串联在电路中〔通过的电流相等〕，通电时间是一样的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律分析判断．此题考察串联电路的规律，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．应选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．此题考察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开工作，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开工作，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．应选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效劳；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．主要考察电流的热效应、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．表达了物理来源于生活，又效劳于社会的理念．6.- . word.zl-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．应选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能．此题主要考察学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化．是一道根底题．7.解：电动机工作2min消耗的电能：W=UIt=12V×0.5A×2×60s=720J，在2min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〕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．此题考察了电动机消耗电能、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．此题考察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，属于根底性题目，比拟简单．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．此题是一道根底题，掌握根底知识即可正确解题，平时要注意根底知识的学习．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一样时，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一样，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一样．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，通电时闻一样时，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，升高一样的温度，吸热比拟少，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，通电时闻一样时，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一样，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，控制通电时间和电流大小一样，将两电阻丝串联在电路中，控制电流一样；〔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，本实验过温度计示数的变化显示电流初中物理试卷第8页，共11页--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，所以电流一样，通电时间一样，故该装置可以探究电热和电阻的关系；〔2〕在甲、乙两瓶换用质量、初温都一样的不同液体，且电阻丝的阻值R甲=R乙时，即一样的时间两电阻丝上产生的热量一样，故温度计a比温度计b温度升高得快，那么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〕一样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，通过的电流一样、通电时间一样，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、通电时间一样，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观察不到其多少，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表达出来．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〔串联时电流一样、通电时间一样〕，并结合焦耳定律找出一样的量和不同的量，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观察不到其多少，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．此题考察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〕实验过观察两支温度计示数变化来比拟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，应选B；〔3〕由Q=I2Rt可知，一样的电阻丝在一样时间产生的热量一样，即水和煤油吸收的热量一样，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一样，所以Q1=Q2，即c1m1△t1=c2m2△t2，那么=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〕一样；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，电阻丝在一样时间产生的热量一样，即水和煤油吸收的热量一样，由Q=cm△t即可求出煤油的比热容．此题通过实验探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，考察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- . word.zl-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，比拟一样通电时间，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局部没有断路；电压表如果没有示数，说明电压表与电源两极连接的局部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，根据焦耳定律的容可知：在电流和通电时间一样时，电阻越大，产生的热量越多．〔3〕在电阻和通电时间一样的条件下，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．此题考察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答复实际加热时间比计算加热时间长的原因．此题考察了电功率公式、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关键．16.〔1〕由铭牌可知，电热壶的额定电压和额定功率，根据P=可求出电热壶电阻丝的电阻；〔2〕水的体积，利用m=ρV求水的质量，再利用Q吸=cm△t求水吸收的热量；不考虑热损失时，利用Q吸=W=Pt求出加热时间；〔3〕电热壶电阻丝的电阻不变，根据P=可求出当电压为198V时，电热壶的实际功率．此题为电学和热学的综合计算题，根据电热水壶的铭牌找出其额定电压与额定功率是正确解题的前提，熟练应用电功率的变形公式、吸热公式是正确解题的关键．17.〔1〕由吸热公式Q=cm△t可以求出水所吸收的热量．〔2〕利用W=Pt求出电热水器正常工作5min所消耗的电能，然后利用η=即可求效率．〔3〕热量和天然气热值，可利用公式V=计算体积．掌握住吸收的热量的计算公式、电功率的变形公式、效率公式，直接计算即可，难度不大．18.〔1〕根据题意求出水吸收的热量，再根据Q=cm△t求出水的质量；〔2〕根据W=Q放=Vq求出天然气的体积；〔3〕为了到达“环保、绿色、节能〞，我们应该使用一些新技术、新能源和新材料．如太阳能的利用，有利于节能．此题考察能量转化、热量计算、以及环保节能方面的了解和掌握．太阳能的利用，无污染，并且有利于节能．19.〔1〕由密度公式求出水的质量，然后应用热量公式求出水吸收的热量．〔2〕根据电磁炉铭牌知其额定电压和额定功率，由P=UI计算正常工作时通过电磁炉的电流．〔3〕先计算电磁炉工作消耗电能，再应用效率公式可以求出电磁炉的效率．此题考察了密度公式、热量公式、功率公式与效率公式的应用，从电磁炉铭牌上获取有用信息是解题的关键．初中物理试卷第10页，共11页。