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15.4　焦耳定律
A基础过关
考点一　探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
1.物理兴趣小组利用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生热量与电阻大小的关系”。A、B两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,A瓶中金属丝的电阻比B瓶中金属丝的电阻大。
(1)实验中煤油吸热的多少是通过　温度计示数的变化　(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来反映的。
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,是因为煤油的　比热容　比水的小。
(3)使用此装置,通电一定时间后,　A　(选填“A”或“B”)瓶中的温度计示数升高得多,由此得出的实验结论是:　当电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,产生的热量越多　。
(4)使用此装置,　能　(选填“能”或“不能”)用于探究导体产生的热量与电流大小的关系。
2.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图所示甲、乙两组实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中　液面高度差　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)利用图　乙　(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。其中图　甲　(选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
(4)图乙装置通电一段时间,　左　(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。
考点二　焦耳定律
3.将一根100 Ω电阻丝接在某电路中,通过它的电流为2 A,在1 min内产生　2.4×104　J的热量;若将此电阻丝对折后再接入同一电路中,若要它产生同样多的热量,通电时间应为　0.25　min。
4.(2024·阜阳一模)如图甲所示是一款电暖鞋,图乙是电暖鞋发热的简化电路图,已知电源电压恒为6 V,电热丝R为6 Ω,闭合开关S,10 s内电热丝产生的热量为　60　J。
5.若R1∶R2=3∶5,R1与R2串联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的热量之比Q1∶Q2=　3∶5　;若将R1与R2并联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的热量之比Q1∶Q2=　5∶3　。
考点三　电流热效应的应用与控制
6.(2024·南宁一模)下列家用电器中利用电流的热效应工作的是(C)
A.电冰箱 B.电视机
C.电热水壶 D.吸油烟机
7.(多选)(2024·钦州期中)下列情况中属于防止电热危害的是(　A、B、C　)
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
B能力提升
8.(多选)(2024·桂林期末)小林利用如图的实验装置探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关,可以判断该装置(　B、D　)
A.通过R1的电流大于通过R2的电流
B.能探究导体产生的热量与电阻的关系
C.通电一段时间后,甲瓶的温度计示数升高较大
D.能探究导体产生的热量与通电时间的关系
9.将两根发热电阻丝R1、R2串联起来接在电路中,如图所示,若R1A.火柴甲 B.火柴乙
C.同时点燃 D.无法确定
10.(2024·南宁三模)如图甲所示是超市常用的塑料袋封口夹,其电路图如图乙所示。电源电压为6 V,电热丝R阻值为2 Ω。闭合开关,电热丝温度升高,利用电流的　热　效应实现高温封口,2 s内电热丝产生的热量为　36　J。
11.(2024·贵港三模)如图所示是一款养生壶和它的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两个挡位。额定电压为220 V,电阻丝R1=R2=44 Ω,当开关S1、S2闭合时,养生壶在　加热　挡工作;若养生壶在保温挡正常工作10 min,电阻丝产生的热量为　3.3×105　J。
12. (2023·广西中考)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作时有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关　S1　时,榨汁杯处于榨汁挡;只闭合开关S2时,榨汁杯处于　保温　挡。
13.如图所示的电路中,电源电压恒定,R为定值电阻,小灯泡L标有“6 V　3 W”(灯丝阻值不变)。闭合开关S后,小灯泡正常工作,电流表读数为0.8 A。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)通电1 min,电阻R产生的热量。
解:(1)闭合开关,小灯泡正常发光,由P=UI可得,通过小灯泡的电流为
IL===0.5 A;
(2)根据题图可知,小灯泡和定值电阻并联,两端电压相等,闭合开关S后,小灯泡正常工作,则定值电阻两端电压为6 V,电流表测量干路的电流,所以根据并联电路的电流规律可知IR=I总-IL=0.8 A-0.5 A=0.3 A;
根据欧姆定律可知,定值电阻的阻值为
R===20 Ω;
(3)定值电阻R 1min产生的热量
Q=Rt=(0.3 A)2×20 Ω×1×60 s=108 J。15.4　焦耳定律
A基础过关
考点一　探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
1.物理兴趣小组利用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生热量与电阻大小的关系”。A、B两瓶中装有质量与初温都相同的煤油,A瓶中金属丝的电阻比B瓶中金属丝的电阻大。
(1)实验中煤油吸热的多少是通过 (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来反映的。
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,是因为煤油的 比水的小。
(3)使用此装置,通电一定时间后, (选填“A”或“B”)瓶中的温度计示数升高得多,由此得出的实验结论是: 。
(4)使用此装置, (选填“能”或“不能”)用于探究导体产生的热量与电流大小的关系。
2.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图所示甲、乙两组实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)利用图 (选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。其中图 (选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
(4)图乙装置通电一段时间, (选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。
考点二　焦耳定律
3.将一根100 Ω电阻丝接在某电路中,通过它的电流为2 A,在1 min内产生 J的热量;若将此电阻丝对折后再接入同一电路中,若要它产生同样多的热量,通电时间应为 min。
4.(2024·阜阳一模)如图甲所示是一款电暖鞋,图乙是电暖鞋发热的简化电路图,已知电源电压恒为6 V,电热丝R为6 Ω,闭合开关S,10 s内电热丝产生的热量为 J。
5.若R1∶R2=3∶5,R1与R2串联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的热量之比Q1∶Q2= ;若将R1与R2并联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的热量之比Q1∶Q2= 。
考点三　电流热效应的应用与控制
6.(2024·南宁一模)下列家用电器中利用电流的热效应工作的是( )
A.电冰箱 B.电视机
C.电热水壶 D.吸油烟机
7.(多选)(2024·钦州期中)下列情况中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
B能力提升
8.(多选)(2024·桂林期末)小林利用如图的实验装置探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关,可以判断该装置(　　)
A.通过R1的电流大于通过R2的电流
B.能探究导体产生的热量与电阻的关系
C.通电一段时间后,甲瓶的温度计示数升高较大
D.能探究导体产生的热量与通电时间的关系
9.将两根发热电阻丝R1、R2串联起来接在电路中,如图所示,若R1A.火柴甲 B.火柴乙
C.同时点燃 D.无法确定
10.(2024·南宁三模)如图甲所示是超市常用的塑料袋封口夹,其电路图如图乙所示。电源电压为6 V,电热丝R阻值为2 Ω。闭合开关,电热丝温度升高,利用电流的 效应实现高温封口,2 s内电热丝产生的热量为 J。
11.(2024·贵港三模)如图所示是一款养生壶和它的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两个挡位。额定电压为220 V,电阻丝R1=R2=44 Ω,当开关S1、S2闭合时,养生壶在 挡工作;若养生壶在保温挡正常工作10 min,电阻丝产生的热量为 J。
12. (2023·广西中考)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作时有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关 时,榨汁杯处于榨汁挡;只闭合开关S2时,榨汁杯处于 挡。
13.如图所示的电路中,电源电压恒定,R为定值电阻,小灯泡L标有“6 V　3 W”(灯丝阻值不变)。闭合开关S后,小灯泡正常工作,电流表读数为0.8 A。求:
(1)通过小灯泡的电流;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)通电1 min,电阻R产生的热量。

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