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1、课时训练(十六)焦耳定律(限时25分钟)|基础巩固|一、单项选择题1.2016鄂尔多斯如图K16-1所示的实验中,三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温相等的液体,其中A、B烧瓶中装的是水,C烧瓶中装的是煤油,A、B、C烧瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RARB=RC。闭合开关,通电一段时间后,下列关于该实验探究的说法,错误的是(均不计热量损失,c水c煤油)()图K16-1A.电流通过导体时,电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应B.在A、B两烧瓶中,相同的时间内,A烧瓶中的电阻产生的热量多C.B、C两烧瓶可探究不同物质的吸热能力D.B、C两烧瓶加热相同的时间,B瓶中温度计的示数
2、大2.2018宜昌两个定值电阻R1、R2并联接在电路中,如图K16-2甲所示,通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1、R2产生的热量之比为()图K16-2A.21B.12C.41D.143.2018深圳如图K16-3甲所示,闭合开关后,在滑片P由b端向a端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器接入电路的阻值变化的关系图像如图乙所示,下列说法错误的是()图K16-3A.电源电压是6 VB.R2的最大阻值是20 C.R1的电阻是10 D.当滑片P移动到中点时,10 s内电流通过R1产生的热量是18 J二、填空题4.2018攀枝花规格均为“220 V500 W”的电吹风和电熨
3、斗,都在额定电压下工作2 min,产生的热量多,产生的热量为J。5.2018成都某电热水壶上标有“220 V1800 W”,小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻。在额定电压下,烧开一壶水用时3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为J。6.2018荆门有一台电动机,额定电压3 V,额定电流1 A,电动机线圈电阻0.5 。这台电动机正常工作1 min,消耗的电能为J,产生的热量为J,输出的机械能为J。三、实验探究题7.2018河北用如图K16-4甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满
4、了煤油。图K16-4(1)烧瓶中装入的煤油是(选填“导体”或“绝缘体”)。(2)请根据实物图甲,在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应,通过R1的电流通过R2的电流。(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明 。(5)小红用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映h-I关系的是。拓展 (6)用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算电流通过任何用电
5、器产生的热量吗?回答:。请用实例说明原因: 。四、计算题8.2018黔三州图K16-5甲为某款新型电饭煲,额定电压为220 V,它采用了“聪明火”技术,智能化控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S是自动控制开关。将电饭煲接入220 V电路中,在电饭煲工作的30 min内,它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求:(1)510 min内,电饭煲的功率。(2)2030 min内,电饭煲产生的总热量。图K16-5|挑战自我|9.如图K16-6甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜。使用时,镜面受热,水蒸气无法凝结其上,
6、便于成像,下表是该防雾镜的相关数据。(1)求防雾镜正常工作时的电流。(2)经测试,在-10 环境下,正常工作400 s使镜子的平均温度升高了40 ,求电热膜给镜子加热的效率。玻璃的比热容为0.75103 J/(kg)(3)如图乙所示,小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R,能使电热膜的功率在原功率的25%100%之间变化,以满足不同季节使用的需要。请求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。图K16-6面积大小110 dm2镜子质量1.1 kg额定电压220 V额定功率1 W/dm2【参考答案】1.D2.A3.D4.电熨斗61045.小3.61056.180301507.(1)绝缘体(2)如图所示
7、(3)相等小于(4)在电阻和通电时间相同的条件下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多(5)A(6)不能因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能8.解:(1)由图丙可知510 min内,电饭煲的功率P1=660 W。(2)由图丙可知2030 min内,电饭煲的功率P2=440 W,工作时间t2=30 min-20 min=10 min=600 s,由Q=W=Pt可得,2030 min内电饭煲产生的总热量Q2=P2t2=440 W600 s=2.64105 J。9.解:(1
8、)防雾镜正常工作时的功率为P=1 W/dm2110 dm2=110 W,正常工作时的电流I=PU=110W220V=0.5 A。(2)正常工作400 s,镜子吸收的热量Q吸=cmt=0.75103 J/(kg)1.1 kg40 =3.3104 J,此过程中电热膜产生的热量Q=W=Pt时=110 W400 s=4.4104 J,电热膜的加热效率=Q吸Q=3.3104J4.4104J=75%。(3)由P=U2R可知,电热膜的电阻为R0=U2P=(220V)2110W=440 ,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,通过电热膜的电流最小,此时电热膜的功率最小,为 P最小=110 W25%=27.5 W;由P=I2R可知,此时通过它的电流I小=P最小R0=27.5W440=0.25 A,电路中的总电阻为R总=UI小=220V0.25A=880 ,则滑动变阻器的最大阻值至少为R=R总-R0=880 -440 =440 。6