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1、第十六讲 电功率课时3 焦耳定律命题点1焦耳定律的理解及相关计算类型一焦耳定律的理解1. (2022长沙24题3分)将规格都是“220 V180 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，假设通电时间相同，那么以下说法正确的选项是 ()第2题图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2. (2022长沙31题3分)某品牌电炖锅有高温、低温两挡，它的内部简化电路如下图当开关S1和S2都闭合时，电炖锅处于_温挡(选填“高或“低)；用电炖锅炖汤是利用了电流的_(选填“热效应或“磁效应)类型二焦耳定律相关计算3. (
2、2022长沙29题4分)某电热水壶的电阻为40 (假定恒定不变)，工作时电流为5 A一标准大气压下，用该电热水壶将0.5 kg的水从20 加热至100 ，最小需要吸收热量_J，电热水壶至少要工作_s.4. (2022长沙30题2分)如下图，电源电压恒为4 V，定值电阻R140 ，R220 ，那么开关闭合后，电流表的示数是_A，通电5 min，电路中产生的热量是_J.第4题图5. (2022长沙31题6分)小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R1的阻值是_.实验时，电源电压保持5
3、V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是_W，此时，电阻R1在10 min内产生的热量为_J.第5题图6. (2022长沙38题6分)如图是实验中学物理课外活动小组自制的电热暖手器的电路原理图电源电压恒为8 V，S为单刀三掷开关，发热体的电阻分别是R12 ，R21 ，R35 ，问：(1)该电热暖手器工作时的最小电流是多少？(2)该电热暖手器消耗的最大功率是多少？(3)当开关调至“2”挡位置时，R2在1 min时间内最多可产生多少焦耳的热量？第6题图考向拓展1. (2022邵阳)电炉丝与导线串联接到电路中，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热由焦耳定律可知，造成上述现象的
4、主要原因是()A. 通过电炉丝的电流比导线的电流小得多B. 通过电炉丝的电流比导线的电流大得多C. 电炉丝的电阻比导线的电阻小得多D. 电炉丝的电阻比导线的电阻大得多2. 如下图为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2242 .工作时，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1 100 W求：考向拓展2图(1)通过电路的电流是多大？(2)通电3 min产生的热量是多少？(3)假设将该款电熨斗进行改造，使其正常工作时高温挡功率为1 000 W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过分析和计算，求出该电热丝改变后的阻值应为多少？命题点2
5、探究电流产生的热量与哪些因素有关7. (2022长沙30题4分)小宇和小刚想利用如下图的装置来探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度第7题图(1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该_(2)实验中，小宇和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快这说明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量_8. (2022长沙35题6分)在做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验时，小宁采用了如图甲所示的实验装置：两个透明容器中封闭着等量的空气，U
6、形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化第8题图(1)通电相同时间，发现B玻璃管内液面上升较高，这说明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的_越大，产生的热量越多(2)小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这说明：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(3)该实验中用到的研究物理问题的方法有_法和转换法答案1. C【解析】三个用电器在相同时间内消耗的电能是相同的，但是只有电热毯将电能全部转化为内能，所以它产生的热量最多应选C.2. 高热效应3. 1.68105168【解析】由题意可知水需要吸收的热量为Q吸cmt4.2103 J/(kg)0
7、.5 kg(100 20 )1.68105 J，水吸收的热量是由电热水壶通过电流热效应提供的，所以电热水壶做的功就是水吸收的热量即Q吸W，根据公式QI2Rt可知电热水壶的加热工作时间t168 s.4. 0.3360【解析】题图为并联电路图，电流表测干路电流，根据I求出各支路电流分别为I10.1 A和I20.2 A，所以电流表的示数为II1I20.1 A0.2 A0.3 A；电路产生的热量QWUIt4 V0.3 A60 s5360 J.5. 100.460【解析】从图像可以看出，通过R1的电压和电流成正比关系，在图像中取一特殊点，如U5 V，I0.5 A，根据欧姆定律变形公式得R110 ；当滑片
8、移到a端时，滑动变阻器阻值最大，那么电路的总电阻最大，电流最小，从图像可知：通过R1的电流I1为0.1 A，R1两端电压U1为1 V，定值电阻R1在10 min内产生的热量QIR1t(0.1 A)210 600 s60 J，再由串联电路的电流和电压关系知，通过变阻器R2的电流I2I10.1 A，两端的电压U2UU15 V1 V4 V，因此此时变阻器消耗的电功率P2U2I24 V0.1 A0.4 W.6. 解：(1)当电源电压一定时，电路中的电阻最大时，电流最小，因此，此时开关应该拨到“3”挡位，使3个电阻串联，即电路中的最小电流为Imin1 A(2)根据P可知，当电压一定时，电路中的电阻最小时
9、，电热暖手器消耗的功率最大，根据电路可知，开关应该拨到“1”挡位，那么P32 W(3)当开关调至“2”挡位时，电阻R1和R2串联在电路中，I A那么Q2WI2R2t ( A)21 60 s427 J【考向拓展】1. D【解析】电炉丝与导线串联，通过的电流相同，由QI2Rt可知，由于电炉丝电阻比导线大得多，所以相同时间内放出更多热量，因此电炉丝热得发红而导线却不怎么热应选D.2. 解：(1)低温挡工作时，电路中的电流I5 A(2)接入电路的电阻只有R1R144 通电3 min产生的热量QI2R1t(5 A)244 360 s1.98105 J或QWPt1 100 W360 s1.98105 J(3)电熨斗在高温挡时，R2的功率P2200 WR1的功率P11 100 W，大于1 000 W，所以要使高温挡功率为1 000 W，改R1为R，R1的功率P11 000 W200 W800 WR1的电阻为R160.5 7. (1)相同(2)越多8. (1)电阻(2)电流(3)控制变量