河北省中考物理考点：第17讲焦耳定律 复习试题

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　　第17讲　焦耳定律
　　命题点1　电流的热效应
　　1．(2011·河北)假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是(B)
　　A．白炽灯仍然能发光                         B．电动机仍然能转动
　　C．电饭锅仍然能煮饭                          D．电熨斗仍然能熨衣服
　　命题点2　焦耳定律的理解
　　2．(2011·河北)小明利用如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相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小．实验中，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及通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多．
　　绿版练
　　1．(2015·青海)下列用电器利用了电流的热效应来工作的是(D)
　　A．电风扇　     B．电铃　     C．洗衣机　    D．电热毯
　　2．(2016·福建)如表列出了一些导体材料的信息．现有长度和横截面积都相同的锰铜合金丝甲和镍铬合金丝乙各一根，若将它们串联后接到电路中，不计温度对电阻的影响，则在相同时间内它们产生的热量之比Q甲∶Q乙为(B)
　　材料几种长1 m，横截面积1 mm2的导体材料在
　　20 ℃时的电阻R/Ω
　　铁0.096
　　锰铜合金0.44
　　镍铬合金1.1
　　A.1∶1　　  B．2∶5　　  C．5∶2　  D．4∶1
　　3．(2016·扬州)电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(C)
　　A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
　　B．导线的绝热皮隔热
　　C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻
　　D．导线散热比电阻丝快
　　4．(2016·桂林)如图所示，是“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，以下说法正确的是(C)
　　A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同
　　B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变
　　C．先闭合开关S1，再闭合开关S2，通过右边容器中电阻丝的电流变小
　　D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面比左边U形管内的液面高
　　5．(2016·孝感)如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是(C)
　　A．两容器中电阻产生的热量相同
　　B．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍
　　C．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
　　D．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍
　　6．(2016·乌鲁木齐)某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻．将壶中装入1 kg 25 ℃的自来水．按下开关后3 min水被烧开．则该电热水壶正常工作时的电阻约为[水的比热容为4.2×103 J/( kg·℃)](B)
　　A．3 Ω　                   B．30 Ω　                                C．300 Ω　                    D．3 000 Ω
　　7.(2016·泰安)如图所示，电源电压保持6 V不变，电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，闭合开关S，通电30 s，则电阻R1产生的热量为12 J.
　　8．(2016·成都)把一个电阻为44 Ω的电炉接入电压为220 V的电路中，通电10 min产生的热量为6.6×105__J．连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况．若接触不良，电流通过时产生的热量会更多，容易引起火灾，因为相比接触良好时连接处的电阻更大(填“更大”或“更小”)．
　　9．(2016·安徽)图中电源电压保持不变，灯泡标有“6 V　3 W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8 A．则电阻 R＝20 Ω ，通电10 s，R产生的热量为18 J.
　　10．(2016·苏州)如图所示，电源电压保持不变，R1＝5 Ω，闭合开关S.开关S0拨至b时，电压表示数是拨至a时的三分之一，则R2＝10 Ω；若电源电压为3 V，当开关S0拨至b 时，R1在1 min 内产生 的热量是12 J.
　　11．(2015·淄博)小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．
　　(1)通电一段时间后，小明发现乙烧瓶中温度计的示数大，表明其他条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多．
　　(2)本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式，控制电流及通电时间相同；还使用了转换的科学方法：把导体产生热量的多少转换为煤油升高的温度．为了保证这种转换的科学性，实验中采取的措施是在两个相同的烧瓶中盛放质量和温度都相同的煤油．
　　(3)小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成质量相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中电阻(或长度和横截面积)相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理．
　　12．(2015·雅安)如图所示，灯L标有“6 V　3 W”字样，电源电压恒为6 V，定值电阻R＝6 Ω，假设灯L的阻值不随温度变化而变化．求：
　　(1)灯L正常发光时的电阻是多少？
　　(2)只闭合S1、S3时，电阻R在60 s内产生的热量是多少？
　　(3)要使整个电路消耗的电功率最小(且电路电流不为0)，各开关的合闭情况应如何？此时的最小电功率为多少？
　　解：(1)由P＝得灯正常发光时的电阻：R＝＝＝12 Ω
　　(2)当闭合S1、S3时，灯L与电阻R并联接在电源两端，I＝＝1 A，Q＝I2Rt＝(1 A)2×6 Ω×60 s＝360 J
　　(3)当断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联，整个电路消耗的电功率最小；
　　R总＝RL＋R＝12 Ω＋6 Ω＝18 Ω
　　Imin＝＝＝ A，
　　Pmin＝UImin＝6 V× A＝2 W
　　13．如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端．
　　(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少．这种实验方法叫转换法．下面实验也用这种实验方法的是C.
　　A．认识电压时，我们用水压来类比
　　B．用光线来描述光通过的路径
　　C．把敲响的音叉来接触水面，看是否溅起水花，来判断音叉是否振动
　　D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
　　(2)装置中的U形管不是(填“是”或“不是”)连通器．
　　(3)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电阻的关系，通电一段时间，b(填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多．
　　(4)乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系，通电一段时间，c(填“c”或“d”)容器中电流产生的热量多．
　　14．(2016·北海)在厨房里安装如图甲所示俗称“小厨宝”的电热水龙头，使用起来非常方便，旋转手柄S可处于冷水档a、温水档b或热水档c，它的简要工作电路如图乙所示，虚线方框内有“小厨宝”的两个发热电阻(未画出)，温水档的发热电阻R1＝44 Ω，电源电压为220 V.
　　(1)当S旋到b档位时，求通电10秒电流产生的热量；
　　(2)当S旋c档位时，水龙头的电功率为2 000 W，求此时发热电阻的总阻值；
　　(3)请你在虚线方框内画出发热电阻的电路，并连接到相应的档位和“c”点．
　　解：(1)当S旋到b档位时，电热水龙头处于温水档，则通电10秒电流产生的热量：
　　Qb＝Wb＝t＝＝1.1×104 J
　　(2)当S旋c档位时，电热水龙头处于热水档，
　　由P＝U2 /R 可得，此时发热电阻的总阻值：
　　RC＝U2 /P ＝(220 V)2 /2 000 W ＝24.2 Ω
　　(3)由电路图可知，当S旋到b档位时，电路为Rb的简单电路，当S旋c档位时，Rb与Rc并联，如下图所示：
　　15．(2015·山西)几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字，现在市面上流行如图所示的新型电饭锅，采用了“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图甲所示．R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关．把电饭锅接入220 V的电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示．
　　(1)求电热丝R2的阻值(计算结果保留一位小数)；
　　(2)这个电饭锅在0～15 min把质量为1.1 kg的米饭由20 ℃加热到100 ℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
　　解：(1)当开关S闭合时，电路中只有R2工作，从图乙可知通过R2的电流I＝3 A
　　根据I＝可得R2＝＝≈73.3 Ω
　　(2)米饭吸收的热量
　　Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.696×105 J
　　0～15 min消耗的电能
　　W总＝W1＋W2＝UI1t1＋UI2t2
　　＝220 V×3 A×10×60 s＋220 V×2 A×5×60 s
　　＝5.28×105 J
　　电饭锅加热的效率：
　　η＝＝＝70%

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启智

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