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第4节　焦耳定律
@基础练 逐点通关
1 电流的热效应
1.下列用电器中利用电流热效应工作的是（　D　）
A.电冰箱 B.电视机 C.电风扇 D.电饭锅
2.小明用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关，甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气.
（1）实验中通过观察两个U形管中　液面高度差　的变化来比较电流通过导体产生的热量的多少.
（2）图甲装置可用来研究电流通过导体产生的热量的多少与　电阻大小　的关系.
（3）通电一段时间，发现图乙中左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显，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.
（4）该实验用到了　控制变量　法和　转换　法.
2 焦耳定律
3.一根40 Ω的电阻丝两端电压为20 V时，通电1 min产生的热量是（　B　）
A.800 J B.600 J C.120 J D.30 J
4.有两个电阻，R1＝6 Ω，R2＝8 Ω，若将它们串联在电路中，它们在相同时间内产生的热量Q1∶Q2＝　3∶4　；当把它们并联在某一电路中时，它们在相同时间内产生的热量之比Q1'∶Q2'＝　4∶3　.
5.【一题多解】某电炉上标有“220 V　1 000 W”的字样，把它接在220 V的电路中.求该电炉正常工作1 h产生多少热量？
解：方法1：由题知，电炉的额定电压为220 V，额定功率为1 000 W，电炉正常工作1 h产生的热量：
Q＝W＝Pt＝1 000 W×3 600 s＝3.6×106 J；
方法2：由P＝UI可得通过电炉的电流：I＝＝＝ A；
由P＝可得电炉丝的电阻：R＝＝＝48.4 Ω.
则该电炉正常工作1 h产生的热量：Q＝I2Rt＝（ A）2×48.4 Ω×3 600 s＝3.6×106 J.
3 电热的利用和防止
6.下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（　D　）
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.家里使用电热水壶烧水
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服
D.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
7.将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　C　）
A.电冰箱产生的热量最多
B.电风扇产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多
D.三者产生的热量一样多
@提升练 融会贯通
8.如图所示，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（　D　）
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电阻丝快
C.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量较少
9.用一电热壶烧水，不考虑能量损失，当把它接在220 V的电源上时，4 min可将一壶水烧开，若将该壶接在110 V的电源上时，烧开同样一壶水所用的时间为（　B　）
A.8 min B.16 min C.32 min D.64 min
10.如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化.现用该装置探究电热与电流的关系，则乙容器中的电阻丝R2＝　5　Ω，通电一定时间，观察到　甲　（选填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差较大，且R1与R2产生的热量之比为　4∶1　.
第10题图
11.如图所示，电源电压U＝6 V且保持不变，R1＝10 Ω.当开关S断开时，R1和R2在1 min中内产生的热量之比为1∶2.当开关S闭合时，整个电路1 min产生的电热为　108　J.
第11题图
12.一台电动机正常工作时线圈两端电压为380 V，线圈的电阻为2 Ω，线圈中的电流为10 A，则这台电动机正常工作1 s消耗的电能为　3 800　J，产生的热量为　200　J，转化为机械能的能量是　3 600　J.
13.【地域特色——真实情境】（铜仁月考）铜仁城区居民前些年喜欢使用一种木制的火箱取暖，这种火箱就是在一个木箱子的脚踏板下面用两根石英管安装一根电炉丝就可以取暖了。一天小宇觉得他家的火箱就算开到弱挡也还是有些太热了，于是他就想到“把里面的电炉丝剪短些不就可以减少它产生的热量了吗”……可是当他将电炉丝剪短一些再连上之后却发现比原来更热了，请你解释一下这是为什么？
答：由于导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关，将电炉丝剪短后，电炉丝的材料、横截面积和温度不变，由于长度变短，电炉丝的电阻变小；根据Q＝W＝t可知，当电压不变时，由于电炉丝的电阻变小，单位时间内电炉丝产生的热量更多了，所以将电炉丝剪短一些再连上之后却发现比原来更热了。
14.如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6 V　0.2 A”的字样.闭合开关S，灯泡正常发光，此时电流表的示数为1 A，设灯丝电阻不变，求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）通过定值电阻R的电流I；
（3）通电10 s后定值电阻R产生的热量.
解：（1）由I＝可知，灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝30 Ω；
（2）由电路图知，闭合开关，灯泡和电阻并联在电路中，电流表测干路的电流，此时灯泡正常发光，通过灯泡的电流IL＝0.2 A，
根据并联电路的电流特点可知，通过定值电阻R的电流：
I＝I总－IL＝1 A－0.2 A＝0.8 A；
（3）根据并联电路的电压特点可知，电阻R两端的电压：UR＝UL＝6 V，
通电10 s后定值电阻R产生的热量：
Q＝I2Rt＝URIt＝6 V×0.8 A×10 s＝48 J.第4节　焦耳定律
@基础练 逐点通关
1 电流的热效应
1.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.电风扇 D.电饭锅
2.小明用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关，甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气.
（1）实验中通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过导体产生的热量的多少.
（2）图甲装置可用来研究电流通过导体产生的热量的多少与 的关系.
（3）通电一段时间，发现图乙中左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显，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.
（4）该实验用到了 法和 法.
2 焦耳定律
3.一根40 Ω的电阻丝两端电压为20 V时，通电1 min产生的热量是（　 　）
A.800 J B.600 J C.120 J D.30 J
4.有两个电阻，R1＝6 Ω，R2＝8 Ω，若将它们串联在电路中，它们在相同时间内产生的热量Q1∶Q2＝ ；当把它们并联在某一电路中时，它们在相同时间内产生的热量之比Q1'∶Q2'＝ .
5.【一题多解】某电炉上标有“220 V　1 000 W”的字样，把它接在220 V的电路中.求该电炉正常工作1 h产生多少热量？
3 电热的利用和防止
6.下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（　 　）
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.家里使用电热水壶烧水
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服
D.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
7.将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　 　）
A.电冰箱产生的热量最多
B.电风扇产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多
D.三者产生的热量一样多
@提升练 融会贯通
8.如图所示，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.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电阻丝快
C.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量较少
9.用一电热壶烧水，不考虑能量损失，当把它接在220 V的电源上时，4 min可将一壶水烧开，若将该壶接在110 V的电源上时，烧开同样一壶水所用的时间为（　 　）
A.8 min B.16 min C.32 min D.64 min
10.如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化.现用该装置探究电热与电流的关系，则乙容器中的电阻丝R2＝ Ω，通电一定时间，观察到 （选填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差较大，且R1与R2产生的热量之比为 .
第10题图
11.如图所示，电源电压U＝6 V且保持不变，R1＝10 Ω.当开关S断开时，R1和R2在1 min中内产生的热量之比为1∶2.当开关S闭合时，整个电路1 min产生的电热为 J.
第11题图
12.一台电动机正常工作时线圈两端电压为380 V，线圈的电阻为2 Ω，线圈中的电流为10 A，则这台电动机正常工作1 s消耗的电能为 J，产生的热量为 J，转化为机械能的能量是 J.
13.【地域特色——真实情境】（铜仁月考）铜仁城区居民前些年喜欢使用一种木制的火箱取暖，这种火箱就是在一个木箱子的脚踏板下面用两根石英管安装一根电炉丝就可以取暖了。一天小宇觉得他家的火箱就算开到弱挡也还是有些太热了，于是他就想到“把里面的电炉丝剪短些不就可以减少它产生的热量了吗”……可是当他将电炉丝剪短一些再连上之后却发现比原来更热了，请你解释一下这是为什么？
14.如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6 V　0.2 A”的字样.闭合开关S，灯泡正常发光，此时电流表的示数为1 A，设灯丝电阻不变，求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）通过定值电阻R的电流I；
（3）通电10 s后定值电阻R产生的热量.

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