18.4 焦耳定律 同步练习（含答案）-2023
2023-12-05 17:55:35 学考宝 作者：佚名
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18.4 焦耳定律
一、选择题
1．首先发现电流通过导体产生的热与电流、电阻和通电时间关系的科学家是（ ）
A．焦耳 B．欧姆 C．奥斯特 D．法拉第
2．以下用电器是利用电流的热效应工作的是（ ）
A． 扫地机器人 B． 抽油烟机
C． 空气炸锅 D． 手机
3．小宇用如图电暖扇取暖时发现：电暖扇热的发烫，而与之串联的导线却不怎么热。通过思考，提出四个问题，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．电流产生的热量多少与哪些因素有关？
B．电流产生的热量多少与电流大小有什么关系？
C．电流产生的热量多少与电阻大小有什么关系？
D．电流产生的热量多少与通电时间有什么关系？
4．有额定电压和额定功率均为“220V，100W”的电烙铁、电风扇、日光灯，若三者都在额定电压下正常工作，则这些用电器在相等的时间内产生热量最多的是（ ）
A．电烙铁 B．日光灯 C．电风扇 D．一样多
5．如图是探究焦耳定律实验的装置图，下列说法正确的是（ ）
A．图示实验可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系
B．通过液面高度差来反映热量的多少，运用了类比法
C．R1的电功率比R2的大
D．通电时间相同，右侧U形管中液面高度差较大，说明电流通过R2产生的热量比R1多
6．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值20Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20min，电流产生的热量是（ ）
A．6×104J B．3×103J C．6×103J D．12×104J
二、填空题
7．英国物理学家 做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。人们为了纪念他在物理学中的成就，用他的名字来命名 的单位。
8．如图所示是小郭在探究电流热效应与什么因素有关实验时的部分装置示意图，通电一段时间后， （选填“A”或“B”）侧U形管中液面高度差较大。随后她将右侧两个电阻同时放入右侧容器内，此时小郭是想探究电热大小与 的关系。
9．甲图是小灯泡L和电阻R的I～U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S1，小灯泡L的实际功率为1W，则此时小灯泡L的电阻为 Ω；再闭合开关S2，电阻R在1min内产生的热量为 J。
10．如图所示，电源电压恒为3V，R1的阻值为10Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.5A，则通过R1的电流为 A，R2的阻值为 Ω，通电5min，电路产生的总热量为 J。
11．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示，则电源电压是 V，定值电阻R的阻值是 Ω；当电压表示数为6V时，10s内滑动变阻器产生的热量是 J。
三、实验探究题
12．实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计A和B，烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1 和R2（R1 >R2）．小亮将它们与滑动变阻器、学生电源、开关、以及导线连接组成如图所示的电路，探究“电流通过电阻产生的热量跟什么因素有关．”
（1）小亮探究的是当 和通电时间一定时，电流产生的热量跟 的关系．
（2）请你利用所学知识判断：闭合开关S，通电一段时间后， 温度计（选填“A”或“B”）的温度升高较多．请你说明理由 ．
（3）请你列举一个与此实验现象相关的生活实例 ．
13．如图是小明设计的探究焦耳定律的实验装置图：
（1）如图所示实验装置，通过观察 来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫 法；
（2）若观察甲、乙两实验装置，可以得出的结论是： ；
（3）若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量多少与 的关系；
（4）若观察甲、丙两实验装置，会发现 （填“R1”或“R3”）电阻丝产生的热量更多，由这一现象可知 （填“电流”或“电阻”）对电热的影响更大。
四、计算题
14．在如图所示的电路中，已知R3=20Ω，当只闭合开关S2时，电流表示数为0.3A，R1的功率为0.9W。求：
（1）电源电压；
（2）只闭合S1时，R1的功率；
（3）当开关S1、S2、S3全部闭合时，电流表的示数为1.2A。求R2的阻值以及R2在100s内产生的热量。
15．如图所示，为某电热毯的简化电路图，其中R2=1760Ω，当开关S1、S2都闭合时，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110W；当只闭合开关S1时，电热毯处于保温状态，此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答：
（1）高温加热时，电路中的电流多大？
（2）R1的电阻值多大？
（3）保温5min，R2产生了多少热量？
16．如图甲是一种电热紫砂壶，这种壶能自动调节炖汤的“火力”，炖出的汤不仅味道香醇，还可节约能源。图乙是它的简化电路图，接通电源后防干烧开关S1闭合（无水加热超过设定温度时自动断开），当汤的温度达到沸点时，开关S2自动断开，维持小火炖煮。图乙中L为“6V，10mA”的指示灯，R0为限流电阻，R1＝165Ω和R2＝55Ω均为加热电阻且阻值不随温度改变。求：
（1）指示灯L正常工作时，限流电阻R0阻值。
（2）正常工作时，电热紫砂壶在维持“小火”炖煮时，通过加热电阻R2的电流。
（3）正常工作时，求电热紫砂壶“大火”加热10min加热电阻产生的热量。
参考答案
1．A
2．C
3．C
4．A
5．C
6．C
7．焦耳；热量
8．A；电阻
9．4；24
10．0.3；6；720
11．9；6；30
12．（1）电流；电阻
（2）A；根据 知，在电流和通电时间相等，电阻越大产生热量越多，因为R1 >R2，所以闭合开关S，通电一段时间后，A温度计（选填“A”或“B”）的温度升高较多．
（3）给电炉子通电，电炉丝烧得发红，而与电炉丝串联的导线几乎不发热
13．（1）U形管内的液面高度差；转换
（2）在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
（3）电流
（4）R1；电流
14．（1）解：当只闭合开关 时， 、 串联，电流表测量电路中的电流，由 可知， 两端的电压
由 可知， 两端的电压
根据串联电路的电压特点可知，电源电压
答：电源电压为9V；
（2）解：由 可知， 的阻值
当只闭合开关 时，只有 工作， 的功率为
答：只闭合 时， 的功率为 ；
（3）解：当三个开关全部闭合时， 被短路， 、 并联，电流表测量干路电流，此时通过 的电流
根据并联电路的电流特点可知，通过 的电流
由 可知， 的阻值
在100s内产生的热量
答： 的阻值为 ， 在100s内产生的热量为270J。
15．（1）解：家庭电路电压为220V，由图可知，当S1、S2都闭合时，此时R2被短路，电路为R1的简单电路，根据P=UI，高温加热时，电路中的电流
答：高温加热时，电路中的电流是0.5A
（2）解：由欧姆定律得出R1的电阻值
答：R1的电阻值是440Ω；
（3）解：只闭合S1时，保温5min，R2产生的热量Q=I2R2t=(0.1A)2×1760Ω×5×60s=5280J
答：保温5min，R2产生热量5280J。
16．（1）解：由电路图可知，指示灯L和R0串联，指示灯L正常工作时，通过灯泡所在支路的电流I＝10mA＝0.01A
根据串联电路的电压特点可知限流电阻R0两端的电压U0＝U﹣UL＝220V﹣6V＝214V
限流电阻R0阻值
答：指示灯L正常工作时，限流电阻R0阻值为2.14×104Ω
（2）解：接通电源后防干烧开关S1闭合（无水加热超过设定温度时自动断开），当汤的温度达到沸点时，开关S2自动断开，此时R1、R2串联，维持小火炖煮。通过加热电阻R2的电流
答：正常工作时，电热紫砂壶在维持“小火”炖煮时，通过加热电阻R2的电流为1A；
（3）解：开关S1、S2都闭合时，R1被短路，只有加热电阻R2工作，此时电热紫砂壶“大火”处于加热状态，则电热紫砂壶“大火”加热10min加热电阻产生的热量
答：正常工作时，求电热紫砂壶“大火”加热10min加热电阻产生的热量为5.28×105J
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