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1、1第第 4 4 节焦耳定律节焦耳定律1将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电 路中，通电时间相同，下列说法正确的是 ( ) A三个用电器产生的热量一样多 B三个用电器消耗的电能一样多 C电视机产生的热量最多 D电风扇产生的热量最多 2如图所示为某物理兴趣小组探究焦耳定律的部分实验装置。已知R甲5 ，R乙10 ，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝串联在电路。 若电路中的电流为 0.3 A，则乙电阻丝在 1 min 内产生的热量为 J。3把一个电阻为 44 的电炉接入电压为 220 V 的电路中，通电 10 min 产生的热
2、量为 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 (选填“更 大”或“更小”)。4 R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R12R2，电源电压均为U，图甲电路 中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2，则Q甲1Q甲2 ，图乙中 电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q乙1Q乙2 。5如图所示，电源电压为 6 V，电阻R010 ，电流表量程为 00.6 A，电压表量程为 03 V，滑动变阻器上标有“20 0.5 A”字样。则当电路中电流最小时，2 min 内 电
3、流通过电阻R0产生的热量是 J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路 的最小阻值为 。26如图中甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置：(1)实验采用的是 研究方法，实验的设计原理是电流的热效应。 (2)选用图乙中第二组电阻来进行实验，分别在通电时间相同时，调节滑动变阻器，加 大电流，发现电流越大，电阻丝放热越 ，说明 。 7有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示。在 1 个标准大气压下，它在额定电压下加热 7 min 刚好把质量为 1 kg、初温为 20 的水烧开。c水4.2103 J/(kg )，电热 丝的阻值保持不变求：额定电压220 V 额定功率1 000 W 频率50 Hz (1)水吸收的
4、热量是多少？ (2)电热水壶在 7 min 内所消耗的电能是多少？ (3)由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为 198 V，要把同样一壶水烧开，若电热 水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？(计算结果保留到整数)参考答案1 B 【解析】 三个用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U220 V，实际功率P实P额100 W，由P 的变形式WPt可知，通电时间相同时，三用电器消耗的电能相W t同，故 B 正确；因电风扇中的电动机将电能大部分转化为机械能，电视机将一部分电能 转化为光能，电烙铁把电能全部转化为内能，所以，产生热量最多的是电烙铁，故 ACD 错误。故选 B。2. 54 【解析】 (1)
5、在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电 时间相同，即需要将两个电阻丝串联接入电路； (2)乙电阻丝在 1 min 内产生的热量：Q乙I2R乙t(0.3 A)210 60 s54 J。33 6.6105 更大 【解析】 (1)电炉通电 10 min 产生的热量：QWt1060 U2 R（220 V）2 44 s6.6105 J； (2)连接处接触不良时，该处的电阻会增大， 由焦耳定律的公式QI2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热 量越多，温度越高，所以，电流经过线路连接处时产生的热量增多，容易引起火灾。 4 21 12 【解析】 (1)由图甲可知，
6、两只电阻R1、R2串联，因为串联电路中各处的电流都相等，所以根据QI2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比： ；Q甲1 Q甲2I2R1t I2R2tR1 R22R2 R22 1(2)由图乙可知，两只电阻R1、R2并联，因为并联电路中各并联支路两端的电压相等，所以根据QWt可得，在相同时间内产生的热量之比：U2 R 。Q乙1 Q乙2U2 R1t U2 R2tR2 R1R2 2R21 25 48 10 【解析】 由电路图可知，R与R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电 流。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，因串联电路中总电阻 等于各分电阻之和，所以电路总电阻：R总
7、R最大R020 10 30 ，电路中的最小电流：Imin0.2 U R总6 V 30 A， 通电时间t2 min120 s，则电流通过电阻R0产生的热量：QI2Rt(0.2 A)210 120 s48 J； 当电压表的示数U03 V 时，电路中的电流最大，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中最大的电流：Imax0.3 A，电路中的总电阻：R总U0 R03 V 10 U Imax20 ，6 V 0.3 A因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器R接入电路的最小阻值： RminR总R020 10 10 。 6(1) 控制变量 (2) 多 当电阻和通电时间一定时，电流越大，放热越多。
8、 【解析】 (1)研究通电导体产生的热量与电流和电阻的关系时，应用控制变量的方法， 且该实验应用的是电流的热效应； (2)根据图乙中第二组可知：两电阻甲串联在电路中，所以通电时间和电流相等，但是 调节滑动变阻器，使电流比第一组中的电流大，和第一组中的电阻甲比较，发现电流越 大，电阻丝放热越多。 7解： (1)在 1 个标准大气压下水的沸点是 100 ，则水吸收的热量： Q吸cm(tt0)4.2103 J/(kg )1 kg(100 20 )3.36105 J；4(2)由P 可得，电热水壶在 7 min 内所消耗的电能：WPt1 000 W760 W ts4.2105 J； (3)要把同样一壶水烧开，水吸收的热量不变，若电热水壶的热效率不变，则消耗的电 能相同，由P可得，电热水壶的电阻：U2 RR48.4 ，U2 P（220 V）2 1 000 W由Wt可得，实际电压为 198 V 时需要的加热时间：tU2 RWR U2519 s。4.2 106 J 48.4 （198 V）2