作业06 焦耳定律（原卷版）.docx

1、 完成时间： 月 日 天气： 作业06 焦耳定律一 、电流的热效应1定义：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。2影响电流的热效应大小的因素：导体通电时，产生热的多少与电流的大小、导体电阻的大小和通电时间有关。通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多。要点：电流通过导体时，电流的热效应总是存在的。这是因为导体都有电阻。导体通电时，由于要克服导体对电流的阻碍作用，所以要消耗电能，这时电能转化成内能。如果导体的电阻为零，电流通过导体时，不需要把电能转化成内能，这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。3. 探究影响电流通过导体产生的热量的因素（1）电流产生的热量与电阻的关

2、系如图18.4-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。 两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么? 实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。（2）电流产生的热量与电流大小的关系如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变

3、化。你看到的现象说明了什么? 实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。二、焦耳定律1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫焦耳定律。2公式：Q=I2Rt要点：焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。2. 在应用焦耳定律的表达式来解决问题时，应该根据具体情况进行分析选用，例如，当几个导体串联起来时，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻R成正比；当几个导体并联起来时，由于加在导体两端的电压相等，通电时

4、间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻成反比。3. 几个公式的比较电功 电功率 焦耳定律 适用范围 基本公式 W=UIt 普遍适用 导出公式 纯电阻电路W=Q 4. 只有在纯电阻电路中可以用电功公式计算电热。因为在纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，此时电功等于电热，即W=Q。而在非纯电阻电路中，电流所做的功只有一部分用来产生热量，如电动机工作时，既产生热量又产生机械能，电功等于热量与机械能之和，即WQ，故此时就不能用电功的公式来计算电热了。三、电热的利用和防止 1. 电热的利用:日常生产、生活中会经常用到电热，如家用的热水器、电饭煲等，这些都是用电来加热的设备，叫电热器。要

5、点：这些用电器的共同特点就是利用电流做功，将电能转化成内能，使我们获得需要的热量。有些电器通电时也能产生热量，但是由于不是用电来加热的，所以不能叫电热器(如电视机、电脑等)。2. 电热的危害:很多情况下，电流通过导体时产生的热量，并不是我们需要的，这时电能白白消耗掉了，有时还会引起事故甚至灾害，所以要想办法阻止电热的产生。要点：我们说的电热的危害是对于我们的需要来说的，如果产生的热量是我们需要的，那对我们是有利的，反之就是有害的，如:电视机在工作时产生的热量，在正常观看时是有害的，但当电视机长时间不用时，我们可以利用电热来驱潮，这时的电热是有利的。电热器在工作时产生的热量如果过多，也会带来危害

6、，所以我们在正常使用电能产生的热量时，也要注意安全。一、单选题1如图所示的用电器中，利用电流热效应的是（）A抽油烟机B电饼铛C电视机D洗衣机2规格相同的用电器，它们正常工作时，相同时间内产生热量最多的是（）A电冰箱B电脑C电风扇D电烙铁3下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（）A电饭煲做米饭B电暖器取暖C电熨斗熨衣服D电脑办公时微型风扇工作4两个电阻并联，电阻之比是 ，则相同时间内产生的热量之比为（）ABCD5如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上。闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是（）ABCD6通过电阻R的电流为I，在相等的时间内产

7、生的热量是Q，当电阻为2R，电流是时，在相等的时间内产生的热量为（）A4QB2QCD7小华利用下图的实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”，下列说法不正确的是（）A图甲所示实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系B图乙所示实验装置是控制电阻、通电时间一定时，探究电热与电流的关系C图甲中闭合开关后，a管中液面上升比b管快D图乙中闭合开关后，c管中液面上升比d管快8如图所示的四个电路中，电源电压U相同，相同时间内整个电路产生的总热量由大到小的顺序是（）A丁、甲、乙、丙B丁、丙、乙、甲C甲、乙、丙、丁D丙、乙、甲、丁9如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻

8、器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（）A电源电压为10VBR1的阻值为18C滑动变阻器R的最大阻值为9DR1先后两次消耗的电功率之比4310如图所示的电路中，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器的规格为“10；1A”，灯泡上标有“2.5V；1.25W”字样。闭合开关S后调节滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全的情况下，下列说法中正确的是（）A小灯泡L正常发光时的电阻为2B小灯泡L正常发光时，电压表V2示数为2.5VC向右移动滑片时，电压表V2与电流表A的示数之比不变D让小灯泡L正常发光

9、2min，滑动变阻器产生的电热为120J二、填空题11电热的公式？单位？焦耳定律：数学表达式为：Q ，电流通过导体做功，若电能全部转化为内能则：Q=W 串联电路中I一定，R越大单位时间内产生的热量越 并联电路中，U一定，R越小，I越大（I是平方倍增大）单位时间内产生的热量越 12一根电阻丝接入3 V的电路中，闭合开关后，通过的电流为200mA，则通电100s，电流通过电阻丝产生的热量为 J。当开关断开后，该电阻丝的电阻大小为 。13通过一根电阻丝的电流为2 A，通电1 min产生了2.64104 J的热量，它的电阻是 。14某导体电阻为2，通过的电流为0.4A，则通电1min导体产生的热量是

10、J。15已知两电阻R1R2=34，当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1U2= ；当它们并联在电路中时，电流通过R1、R2所产生相同的热量需要的时间之比t1t2= 。16如图是灯L和定值电阻R的I-U图像，当L和R串联在电压恒定的电源上时，L功率为0.3W；当L和R并联在同一电源上时，干路电流是0.9A，此时，L阻值为 ，R工作1min产生的热量是 J。17如图所示，电源电压恒定，。当开关闭合，、断开时，电流表的示数为0.3A；当开关闭合，、断开时，电流表的示数为0.1A，则电源电压为 V，通电5min电阻、产生的热量之比为 ；当开关、闭合，断开时，整个电路消耗的功率为 。18小杭

11、家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：热风温度5075额定功率热风时：660W冷风时：110W额定电压220V质量0.5kg（1）电吹风正常工作吹冷风时，开关应置于 ，通过电动机的电流是多大？ （2）电热丝正常工作时的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的电阻是2，电吹风正常工作吹冷风10min产生的热量是多少？ 三、作图题19如图所示，请你将图中各元件连接完整，完整的电路可用于探究电流产生的热量与电流大小的关系。20如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与电流关系”的实验装置，请用笔画线代替导线完成电路连接。四、计算题21如图所示，

12、电源两端电压保持不变，电阻R1阻值为20，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数为0.2A。求：（1）电源电压U是多少V？（2）电阻R2的阻值是多少？（3）5min内电流通过R1产生的热量是多少J？22如图所示，电源电压为8V保持不变，电阻R1=40，闭合开关后，电流表的示数为0.6A；求：（1）通过电阻R1的电流是多少安？（2）电阻R2的电功率是多少瓦？（3）通电20s，整个电路消耗的电能是多少焦？23如图甲所示是小媛家新买的新型电热水壶，该电热水壶有加热、保温和干烧断电功能，其简化电路如图乙所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘温度达到120自动断开，S2是壶

13、壁温控开关，闭合时对水加热，断开时对水保温。已知电热水壶加热功率为1100W，保温功率为55W。求：（1）电热水壶处于加热状态时，电路中的电流；（2）电阻的阻值；（3）若水烧开后，S2没有自动断开，当壶里的水烧干瞬间，发热盘的温度为110，已知发热盘质量为0.44kg，比热容为，若水壶的加热效率为80%，则经过多长时间S1才会断开？五、实验题24如图所示，是小刚同学在探究“电流通过导体产生热量的影响因素”的实验装置。U形管中注入了水，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。（1）其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着质量 （选填“相等”或“不相等”）的空气，实验中通过观察两个U形管中水面高度的变

14、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 ；（2）图乙所示的实验装置 （选填“c”或“d”）容器中电阻的电流小，可以用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系；（3）用图甲所示的实验装置做实验，实验装置 （选填“a”或“b”）容器中产生的热量较多；在做某次实验中，观察到串联在图甲中电流表的示数如图丙所示，则图甲b容器中定值电阻在内产生的热量是 J。25（1）如图A是探究“影响电流热效应的因素”实验装置，瓶中装有质量、初温相等的空气。若要探究电热与电流的关系应选用 （填“甲”或“乙”）图，通过该图可得出结论：当电阻相同时，电流 ，产生的电热越多；容器内电阻丝热得发红时，而与之连接的导

15、线却不怎么热，这个问题可以用 （填“甲”或“乙”）图的结论来解释；（2）在“探究串、并联电路电流的特点”的实验中：小红把两个灯泡L1、L2按如图B所示连接起来，闭合开关发现L1较亮，L2较暗。你认为通过L1中的电流 （填“大于”、“等于”或“小于”）通过L2中电流；当把电流表接入电路中C点时，闭合开关后发现L1和L2均不发光，电流表无示数。为了找出故障原因，小红用电压表进行检测，发现AB间电压为3V，AC间电压为3V，BC间电压为0。则电路故障可能是 ；AL1断路BL1短路CL2断路DL2短路本实验多次实验的目的与 相同。A测量物理课本的宽度B测量某未知电阻的阻值C探究“通过导体中的电流与导体

16、电阻的关系” 一、单选题1如图为一款电火锅的内部简化电路，开关S闭合后，通过挡位开关可以实现高、中、低三挡加热的转换。已知电阻，高温挡功率为2400W，下列说法正确的是（）A当S闭合、转到位置2时，只有工作，为低温挡B当S闭合、转到位置1时，、串联，为高温挡C中温挡加热的功率为1600WD当S闭合、由位置2转到位置3时，总电阻变大，总功率减小2如图所示电路中，电源电压U=15V恒定不变，R1=25，滑动变阻器R2的最大阻值为60，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程03A。只闭合S3，且滑动变阻器连入电路的电阻为40时，电流表的示数为0.3A。闭合S1、S2、S3，为保证电路安全（不考虑温度

17、对灯丝电阻的影响）下列说法中（）灯丝电阻是10滑动变阻器R2的阻值变化范围为060电流表的示数变化范围为0.853A若只闭合S3且使小灯泡L正常发光时，2min内滑动变阻器产生的热量为600JA只有正确B只有正确C只有正确D只有正确3如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，消耗的电功率P1随阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是（）A定值电阻为10B电源电压为12VC滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10VD滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟产生的热量为24J4在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，

18、R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A电源电压为3.5VB小灯泡正常发光时， 定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1:2C滑动变阻器的滑片处于最右端时，定值电阻R1在2min内产生的热量为5JD实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为2355如图甲所示，电源电压为12V，电流表量程为03A，滑动变阻器标有“30 1A”，当开关S闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，下列说法正确的是（）A定值电阻R的阻值为10

19、B滑动变阻器滑片在中点时，定值电阻R在10s内产生的热量是162JC滑动变阻器可接入电路的阻值范围为130D滑动变阻器的最大电功率为7.2W6如图所示电路，电源电压为6V，R1=10，R2=20，当闭合S1，断开S2、S3时，电压表示数为3V，下列说法正确的是（）A当S1、S2、S3闭合时，R1与R2并联，电压表示数为0VB当闭合S1、S3，断开S2时，电路消耗的总功率为36WC当闭合S1，断开S2、S3时，1min内R3产生的热量为54JD闭合S1，断开S2、S3时，R1的功率与S1、S2、S3闭合时，R1的功率的比值为12二、填空题7如图甲所示，电路中的电源电压恒定，R1为定值电阻，R为滑

20、动变阻器。闭合开关S。调节滑动变阻器R的滑片，根据电压表与电流表的示数作出的UI关系图像如图乙所示，则在滑动变阻器接入电路中的阻值最小时，通电1min定值电阻R1产生的热量为 J。8如图是某电炒锅的铭牌，根据表中的信息回答下列问题：若家庭电路中的电压只有198V，电炒锅工作1h消耗的电能是 kWh，若家庭电路中只有电炒锅工作，电炒锅产生的热量有70%被水吸收后水的温度升高了30，且如图中电能表的转盘正好转了300转，该电炒锅中水的质量为 kg。（水的比热容，设电砂锅的电阻丝阻值不变）BC-65B电炒锅额定电压220V额定功率1100W工作频率50Hz9如图所示，电源电压恒为18V，R060，滑

21、动变阻器的规格为“1502A”，电流表的量程为“00.6A”，小灯泡上标有“6V3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为 J。当S、S2闭合，S1断开，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为 。当S闭合，S1和S2自行组合的情况下，整个电路工作时能达到的最小功率是 W。10如图甲所示，电源电压保持不变，R2为定值电阻。闭合开关S，将滑片P从最右端移动到最左端时，小灯泡刚好正常发光。此过程中，电流表与电压表V1示数的关系图象和电压表V2与滑动变阻器R1连入电阻关系图象分别如图乙、丙

22、所示。则小灯泡的额定功率为 W，R2的1min最多产生的热量为 J。三、计算题11如图所示，电源电压恒为12V，R=60，滑动变阻器的规格为“52A”，电流表的量程为“00.6A”，小灯泡上标有“6V3W”字样。当开关S闭合，S1、S2断开时，小灯泡正常发光。求：（1）通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量；（2）当S、S1、S2都闭合时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值。12停课不停学，但长时间线上学习容易使眼睛疲劳。为了缓解眼睛疲劳，妈妈给小欣购买了一款电加热眼罩 ，如图甲所示，其相关数据见表，请你解答下列问题：型号OEM额定充电（放电）电压6V电池容量24

23、00mAh（1）如图乙是可以通过手动调节高、中，低三挡加热的电热眼罩工作原理图，充电电池电压 U6V 保持不变， 电热丝 R15，电热丝R210，当眼罩在高温挡工作时功率为多少？（2）若眼罩在中温挡正常工作10 分钟，产生的热量是多少？（3）现有两个充电器，一个标注“输出 6V 600mA”，另一个标注“输出 6V 4A”，其中一个是快速充电器，假设快充充电效率为 90%，选用快速充电器将电加热眼罩的电池从零充满需要多少分钟？13如图，滑动变阻器上标有“50 1A”，电源电压恒定为6V，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V。闭合开关S，移动滑动变阻器滑片开某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V。求：（1）电阻R1的阻值；（2）此时的滑动变阻器通电1min消耗的电能；（3）为保证电路安全，通电10秒内，电阻R1上允许消耗电能的范围。