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第三节　焦耳定律　
知识点1　电流的热效应
　　　　　　　　　　　　　　　　
1．如图是“探究电流通过导体时产生热量”的实验。甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
甲　　乙
(1)实验中通过观察U形管中　液面高度差　的变化来比较导体所产生热量的多少。
(2)用甲装置进行实验时，一段时间后，　右　(选填“左”或“右”)侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
(3)乙装置中是探究电流产生的热量跟　电流　的关系，若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内，一段时间后，　左　(选填“左”或“右”)侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
知识点2　焦耳定律
2．如图所示是探究电流通过导体产生热量与　电阻　关系的装置。电阻丝R1和R2通过导线接到电源电压为12 V的电路中，闭合开关后通电50 s时，电阻R2产生的热量为　320　J。
第2题图　第3题图
3．如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6 A，通电2 min，此时电阻产生的热量是　432　J，当S1、S3闭合，S2断开时，电路的总功率为　5.4　W。
4．将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1∶R2＝2∶3，通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为( C )
A．4∶9 B．9∶4 C．2∶3 D．3∶2
5．一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q。使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为 0.5R。现将剩下的这段电热丝接入电路，则( C )
A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t
C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U
6．［易错题］有一只电动机，其线圈电阻r＝1 Ω，电动机允许通过的最大电流为2 A，如图所示，将这只电动机接在电压U＝6 V的电源两端，把重物匀速提升时，2 s内电动机对重物做的总功为10 J，则电动机提升重物时消耗的电能是(不考虑摩擦和动滑轮的重力)( B )
A．8 J
B．12 J
C．24 J
D．72 J
7．如图所示的电路中，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，闭合开关后，两电流表A1、A2示数之比I1∶I2＝　5∶9　，在相同的时间里，R1、R2、R3产生的热量之比 Q1∶Q2∶Q3＝　6∶3∶2　。
第7题图　第8题图
8．如图所示的电路中，电源电压12 V不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的B端时，电压表的示数为6 V，在10 s内定值电阻R1产生的热量为36 J；当滑片P置于滑动变阻器的中点时，在10 s内R2产生的热量是　32 J　。
9．［新情境·安全与健康］如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为10 Ω，甲地电源的电压为220 V不变，下列说法正确的是( D )
A．乙地用户用电器上的电压仍为220 V
B．若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员
C．在100 s的时间内，输电线上产生的热量为4.84×105 J
D．当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多
10．现有“6 V　3 W”和“12 V　6 W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是( C )
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1 A
11．为了缓解用眼疲劳，妈妈购买了一款电加热眼罩，如图所示是电热眼罩的工作原理图，可以通过手动调节高、中、低三挡加热。其相关数据如表所示。R1、R2都是电热丝，S3为单刀双掷开关(即S3只能接在触点a或b)。求：
额定充电(放电)电压 5 V
R2的阻值 10 Ω
中挡额定功率 5 W
(1)R1的阻值。
(2)当眼罩在低温挡正常工作时的电功率。
(3)眼罩在高温挡正常工作10 min产生的热量。
解：(1)由题图可知，当S1、S2闭合，S3接b时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝可知，此时为高温挡；当S1、S2闭合，S3接a时，只有R1工作，总电阻较小，为中温挡；当S1闭合，S2断开，S3接a时，两电阻串联，总电阻最大，为低温挡。R1的阻值R1＝＝5 Ω。
(2)当S1闭合，S2断开，S3接a时，两电阻串联，为低温挡，当眼罩在低温挡正常工作时电功率P低＝≈1.67 W。
(3)眼罩在高温挡正常工作10 min产生的热量W＝Pt＝(P1＋P2)t＝t＝×10×60 s＝4 500 J。
12．［科学探究］
在如图所示的水平传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙；导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦。当传送带按箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带之间不发生相对滑动。此实验装置不能研究的问题是(忽略灯丝电阻随温度的变化) ( C )
A．电能是否可以转化为内能
B．导体的电阻大小与长度是否有关
C．通电导体放出的热量与电阻大小是否有关
D．通电导体放出的热量与电流大小是否有关第三节　焦耳定律　
知识点1　电流的热效应
　　　　　　　　　　　　　　　　
1．如图是“探究电流通过导体时产生热量”的实验。甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
甲　　乙
(1)实验中通过观察U形管中　 　的变化来比较导体所产生热量的多少。
(2)用甲装置进行实验时，一段时间后，　 　(选填“左”或“右”)侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
(3)乙装置中是探究电流产生的热量跟　 　的关系，若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内，一段时间后，　 　(选填“左”或“右”)侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
知识点2　焦耳定律
2．如图所示是探究电流通过导体产生热量与　 　关系的装置。电阻丝R1和R2通过导线接到电源电压为12 V的电路中，闭合开关后通电50 s时，电阻R2产生的热量为　 　J。
第2题图　第3题图
3．如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6 A，通电2 min，此时电阻产生的热量是　 　J，当S1、S3闭合，S2断开时，电路的总功率为　 　W。
4．将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1∶R2＝2∶3，通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为( )
A．4∶9 B．9∶4 C．2∶3 D．3∶2
5．一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q。使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为 0.5R。现将剩下的这段电热丝接入电路，则( )
A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t
C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U
6．［易错题］有一只电动机，其线圈电阻r＝1 Ω，电动机允许通过的最大电流为2 A，如图所示，将这只电动机接在电压U＝6 V的电源两端，把重物匀速提升时，2 s内电动机对重物做的总功为10 J，则电动机提升重物时消耗的电能是(不考虑摩擦和动滑轮的重力)( )
A．8 J
B．12 J
C．24 J
D．72 J
7．如图所示的电路中，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，闭合开关后，两电流表A1、A2示数之比I1∶I2＝　 　，在相同的时间里，R1、R2、R3产生的热量之比 Q1∶Q2∶Q3＝　 　。
第7题图　第8题图
8．如图所示的电路中，电源电压12 V不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的B端时，电压表的示数为6 V，在10 s内定值电阻R1产生的热量为36 J；当滑片P置于滑动变阻器的中点时，在10 s内R2产生的热量是　 　。
9．［新情境·安全与健康］如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为10 Ω，甲地电源的电压为220 V不变，下列说法正确的是( )
A．乙地用户用电器上的电压仍为220 V
B．若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员
C．在100 s的时间内，输电线上产生的热量为4.84×105 J
D．当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多
10．现有“6 V　3 W”和“12 V　6 W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是( )
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1 A
11．为了缓解用眼疲劳，妈妈购买了一款电加热眼罩，如图所示是电热眼罩的工作原理图，可以通过手动调节高、中、低三挡加热。其相关数据如表所示。R1、R2都是电热丝，S3为单刀双掷开关(即S3只能接在触点a或b)。求：
额定充电(放电)电压 5 V
R2的阻值 10 Ω
中挡额定功率 5 W
(1)R1的阻值。
(2)当眼罩在低温挡正常工作时的电功率。
(3)眼罩在高温挡正常工作10 min产生的热量。
12．［科学探究］
在如图所示的水平传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙；导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦。当传送带按箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带之间不发生相对滑动。此实验装置不能研究的问题是(忽略灯丝电阻随温度的变化) ( )
A．电能是否可以转化为内能
B．导体的电阻大小与长度是否有关
C．通电导体放出的热量与电阻大小是否有关
D．通电导体放出的热量与电流大小是否有关

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