課時訓練(十七) 焦耳定律
(限時:50分鐘)
一、填空題
1.[2018·黔南] 2023年,英國物理學家最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和時間的關係;從能量轉化的角度看,電熱器的電熱絲工作時是將電能轉化為能。
2.如圖k17-1所示是林紅同學**焦耳定律的實驗裝置,已知r1」「<」或「=」)
圖k17-1
3.[2018·遼陽]如圖k17-2所示實驗裝置,可用來**通電時間相同時,電流通過導體產生的熱量與的關係。將裝置接在電壓為3 v的電源上,通電2 min,電流通過電阻r2產生的熱量為 j。
圖k17-2
4.[2017·重慶]如圖k17-3所示,電源電壓恒為6 v,r1=30 ω,只閉合開關s1時,電流表示數為 a;同時閉合開關s1、s2,電流表示數為0.5 a,則通電1 min電阻r2產生的熱量為 j。
圖k17-3
5.如圖k17-4所示的電路中,閉合開關s,電壓表v1和v2的示數之比為1∶3,在相同的時間內電流通過r1、r2產生的熱量之比為 。
圖k17-4
6.如圖k17-5所示是兩定值電阻ra和rb中的電流與其兩端電壓的關係,若將兩電阻併聯在電壓為2 v的電路中,幹路上電流為 a,通電相同時間,ra、rb產生的熱量之比qa∶qb= 。
圖k17-5
7.[2018·成都]如圖k17-6所示的電熱水壺上標有「220 v 1800 w」,小明發現燒水過程中電熱水壺的發熱體部分很快變熱,但連線的電線卻不怎麼熱,是因為導線的電阻比發熱體的電阻 。在額定電壓下,燒開一壺水用時3 min 20 s,這段時間內電熱水壺發熱體產生的熱量為 j。
圖k17-6
8.[2018·威海]標有「220 v 2000 w」的即熱式電熱水龍頭,其加熱電阻絲的阻值是 ω;在額定電壓下工作21 s,若不計熱量損失,能夠使 kg的水從15 ℃上公升到35 ℃。[水的比熱容為4.
2×103 j/(kg·℃)]
9.[2018·棗莊]如圖k17-7所示是某種電熱器的電路圖,電源電壓220 v,r1、r2的阻值分別為11 ω、22 ω,通過旋轉扇形開關s,接觸不同觸點,實現高、中、低三個擋位的轉換,電熱器在低溫擋工作時的電功率是 w,在高溫擋工作1 min產生的熱量是 j。
圖k17-7
二、選擇題
10.[2018·欽州]電爐工作時,根據焦耳定律可知,相同時間內電爐絲產生的熱量比導線多,所以電爐絲熱得發紅而連線電爐絲的導線不太熱,其原因是 ( )
a.電爐絲的電阻較大
b.電爐絲與導線是併聯的
c.電爐絲的橫截面積大
d.通過電爐絲的電流較大
11.[2018·深圳]圖k17-8為「**焦耳定律」的實驗裝置。兩個相同的燒瓶中密封初溫相同、質量相等的煤油,通電一段時間後,右側玻璃管中液面比左側高。
下列說法正確的是 ( )
圖k17-8
a.通過玻璃管中液面的高度判斷電流產生熱量的多少,這種方法是控制變數法
b.右側電阻絲的阻值比左側小
c.通過右側電阻絲的電流比左側小
d.該裝置用於**電流通過導體產生的熱量多少與電阻大小的關係
12.如圖k17-9所示,林紅同學將三個相同的空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封,用三段阻值不同的電阻絲(r1圖k17-9
d.三個相同
13.[2017·自貢]計算電流通過電風扇產生的熱量,下列公式選用正確的是 ( )
d.前面三個都可以
14.通過一根電阻絲的電流為2 a,通電1 min產生了2.64×104 j的熱量,則它的電阻是 ( )
a.66 ω b.6600 ω
c.110 ω d.220 ω
15.如圖k17-10所示,阻值為r的電阻絲,用四種方法分別接在電壓為u或2u的電源上。閉合開關後,在相同時間內虛線框裡的電阻絲產生的總熱量最多的是 ( )
a b
c d
圖k17-10
16.某電熱器有兩根電阻絲,在同一電源上,要燒開同一壺水,只用第一根電阻絲時,需要6 min。只用第二根電阻絲時需要12 min。
若把兩根電阻絲併聯起來仍接在原電源上,燒開這一壺水,則需要 ( )
a.18 min b.9 min
c.4 min d.2.4 min
17.如圖k17-11所示,電阻r1、r2的大小關係是r2=2r1,當開關s斷開和閉合時,在相同的時間內,電流通過r1產生的熱量之比為 ( )
圖k17-11
a.1∶3 b.1∶9
c.3∶1 d.9∶1
三、計算題
18.[2018·江西]如圖k17-12所示是某型號的爆公尺花機的電路圖,該爆公尺花機具有製作和保溫功能。只閉合開關s1時,r1加熱,電動機攪拌,開始製作爆公尺花;只閉合開關s2時,r2保溫,防止爆公尺花變涼;爆公尺花機的銘牌如下表所示。
[c玉公尺=1.2×103 j/(kg·℃)]
(1)將100 g、20 ℃的玉公尺加熱到300 ℃成為爆公尺花時,求玉公尺粒需要吸收的熱量。
(2)電阻r1發熱,把100 g、20 ℃的玉公尺粒加熱成為爆公尺花,需要用時5 min,求r1的加熱效率。
(3)求保溫電阻r2的阻值。
圖k17-12
四、實驗**題
19.[2018·河北]用如圖k17-13甲所示的裝置**「電流通過導體產生的熱量與電流的關係」。相同燒瓶內裝滿了煤油。
圖k17-13
(1)燒瓶中裝入的煤油是 (選填「導體」或「絕緣體」)。
(2)請根據實物圖甲,在圖乙所示的虛線框內畫出對應的電路圖。
(3)為達到實驗目的,選用的兩電阻絲r1與r2的阻值應 ,通過r1的電流通過r2的電流。
(4)通電一段時間後,乙燒瓶中玻璃管內液面上公升的高度較大。說明 。
(5)小紅用如圖丙所示的裝置,進一步**「電流通過導體產生的熱量與電流的關係」。經多次實驗測量,收集實驗資料,繪製了燒瓶中玻璃管內液面上公升的高度h與電流i的關係影象。根據焦耳定律可知,圖丁中能正確反映h-i關係的是 。
[拓展] (6)用q=i2rt可以計算電流通過任何用電器產生的熱量,能用q=uit計算電流通過任何用電器產生的熱量嗎?回答: 。
請用例項說明原因: 。
參***
1耳內2.< <
3.電阻 24
4.0.2 108
5.1∶2
6.0.6 2∶1
7.小 3.6×104
8.24.2 0.5
[解析] 加熱電阻絲的阻值r===24.2 ω。在額定電壓下工作21 s消耗的電能w=pt=2000 w×21 s=4.
2×104 j;若不計熱量損失,則q吸=w=4.2×104 j,由q吸=cmδt可得,加熱水的質量m水==
=0.5 kg。
9.2200 3.96×105
[解析] t1=6 min,t2=12 min,
燒開同一壺水,則q水吸=q1放=q2放=q並放,即
q水吸=t1=t2=t3;
代入資料,得r1∶r2=t1∶t2=6 min∶12 min=1∶2,t1∶t3=r1∶r並,r並==r1,則t3=·t1=×6 min=4 min。
18.解:(1)由題意可知,玉公尺粒吸收的熱量為
q=c玉公尺m(t-t0)=1.2×103 j/(kg·℃)×0.1 kg×(300 ℃-20 ℃)=3.36×104 j。
(2)由題意可知,加熱5 min消耗的電能為w=p加t'=200 w×5×60 s=6×104 j,
加熱的效率為η===56%。
(3)由電路圖可知,保溫時電路中只有電阻r2,所以電阻r2的阻值為r2===2200 ω。
19.(1)絕緣體
(2)如圖所示
(3)相等小於
(4)在電阻和通電時間相同的條件下,通過導體的電流越大,導體產生的熱量越多
(5)a
(6)不能因為用q=uit計算出來的是電路產生的總功,而總功除了用電器產生的熱量,另外一部分可能轉化為其他能量,例如電風扇電路產生的總功一部分轉化為電熱,一部分轉化為機械能
課時訓練(十八) 家庭電路與安全用電
(限時:20分鐘)
一、填空題
1.[2017·畢節]我們家裡的白熾燈正常工作時的電壓為 v,它是根據電流的效應工作的;控制電燈的開關必須接**上。
2.[2016·江西]如圖k18-1所示,小明正在使用測電筆辨別正常家庭電路中三孔插座的火線與零線,此時測電筆氖管
(選填「發光」或「不發光」);為了防止漏電,避免對人體造成傷害,c孔應接線。
圖k18-1
圖k18-2
3.[2018·哈爾濱]小明將電水壺插頭連線在如圖k18-2所示的三孔插座上,電水壺正常工作,同時電水壺金屬外殼與相連,此時將檯燈連線在圖中兩孔插座上,閉合開關後燈不亮,原因是之後,小明成功地排除了故障。
4.如圖k18-3所示,a、b是林紅家照明電路的進戶線,當林紅用測電筆接觸插座的右孔時,氖管發光,可知進戶線中的 (選填「a」或「b」)線是火線;當閉合開關s時,燈l在亮的一瞬間又熄滅,而室內其他用電器仍在正常工作,則燈所在電路 (選填「斷路」或「短路」)了。
圖k18-3
5.如圖k18-4所示是家庭電路中可能會出現的電流過大的一種情形,我們把它稱為 ;另一種電流過大的原因是
圖k18-4
6.對人體安全的電壓是 ,如圖k18-5所示發生觸電的原因是
圖k18-5
7.如圖k18-6所示,甲鳥和乙鳥落在裸露輸電線上,接通220 v電源後,甲鳥觸電,乙鳥觸電。(均選填「會」或「不會」)
圖k18-6
圖k18-7
8.如圖k18-7所示,當用濕手拿插頭往插座插時,水流到插頭的金屬片上,使和電源相連,會造成事故。
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