一、單選題
1.(2023·北京·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示的四種用電器中,主要利用電流熱效應(yīng)工作的是( )
A.電煮鍋B.迷你電冰箱
C.掃地機(jī)器人D.筆記本電腦
2.(2023·湖南株洲·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))現(xiàn)將標(biāo)有“220V 100W”的電冰箱、電風(fēng)扇、電爐各一臺(tái),分別接入電路中均正常工作,在相同時(shí)間內(nèi)( )
A.三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量相同
B.電風(fēng)扇消耗的電能最多
C.電爐將消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多
D.單獨(dú)將電冰箱接入電路時(shí),電能表轉(zhuǎn)得最快
3.(2023·廣東廣州·華南師大附中??家荒#┰凇疤骄侩娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置(兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣)。下列說(shuō)法正確的是( )
①U形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的
②圖甲裝置能探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
③圖乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Ω
④用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象
A.①②B.②③C.②④D.③④
4.(2023春·吉林長(zhǎng)春·九年級(jí)吉林省第二實(shí)驗(yàn)學(xué)校校考階段練習(xí))根據(jù)電工手冊(cè)可知,通過(guò)人體的電流與通電時(shí)間的乘積大于30mA·s時(shí),會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生致命危險(xiǎn)。下列4 組通過(guò)人體的電流和通電時(shí)間中,會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生致命危險(xiǎn)的是( )
A.30mA 0.5sB.20mA 1.2sC.25mA 2.0sD.35mA 0.2s
二、填空題
5.(2023·廣東肇慶·統(tǒng)考二模)如圖是探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”的裝置。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管中液面______ 的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)研究的方法叫______ 法。

6.(2023·安徽六安·統(tǒng)考一模)美國(guó)羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加?迪亞斯(RangaDias)宣布,他們的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出能在室溫條件下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的超導(dǎo)體。若未來(lái)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)輸電,根據(jù) ___________定律推斷輸電線路可實(shí)現(xiàn)電能零耗損。(選填“歐姆”或“焦耳”)
7.(2023·江西南昌·統(tǒng)考一模)_________定律反映了一段導(dǎo)體中電流跟電壓和電阻之間的定量關(guān)系;而_________定律確定了電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。
8.(2023·河南南陽(yáng)·統(tǒng)考一模)夏天的晚上,為了驅(qū)趕蚊蟲(chóng),小敏在房間里使用電蚊香,插上電后,電蚊器變熱了,利用了電流的______;電蚊器上的蚊香片溫度會(huì)升高,通過(guò)______的方式改變蚊香片的內(nèi)能;過(guò)了會(huì)兒房間里就充滿蚊香的氣味,這是因?yàn)開(kāi)_____。
三、實(shí)驗(yàn)題
9.(2023·江蘇蘇州·蘇州高新區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)校考二模)學(xué)校物理探究小組用如圖所示裝置探究影響電流熱效應(yīng)的因素。

(1)在A、B兩燒瓶?jī)?nèi)裝入初溫和質(zhì)量都相等的煤油,RA和RB串聯(lián)是為了控制___________和加熱時(shí)間相同,利用該裝置___________(選填“可以”或“不可以”)探究電熱與電流的關(guān)系;
(2)如果要用該裝置來(lái)探究不同液體的吸熱特點(diǎn),則將對(duì)實(shí)驗(yàn)器材作哪些改進(jìn)___________、___________。
10.(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考一模)(1)如圖甲是小明研究“短路引起熔絲熔斷”的實(shí)驗(yàn)裝置,他增加一根導(dǎo)線,并將此導(dǎo)線接在______(選填“AC”、“BC”或“BD”)兩點(diǎn)間,閉合開(kāi)關(guān),造成短路,可引起熔絲熔斷;熔絲熔斷前,導(dǎo)線AB中的電流______熔絲CD中的電流(選填“大于”、“等于”或“小于”);在實(shí)際生活中,除短路外,______也會(huì)引起電路中的電流過(guò)大而將熔絲熔斷;

(2)小明利用如圖乙所示的電路探究“電功與電流的關(guān)系”;
①圖中兩只燈泡工作時(shí)的電阻要______(選填“相同”或“不同”);
②小明閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)甲燈泡不亮,電流表A1無(wú)示數(shù),但乙燈泡發(fā)光,電流表A2有示數(shù)。為排除故障,接下去他應(yīng)該嘗試進(jìn)行的最合理的操作是______;
A.檢查滑動(dòng)變阻器的滑片是否接觸不良
B.將甲燈泡換成一個(gè)好的同規(guī)格燈泡
C.?dāng)Q緊甲燈泡及它和電流表A1相連的兩接線柱
③小明排除故障,正確操作,得到了正確的結(jié)論,支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______。
四、計(jì)算題
11.(2023·廣東潮州·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))如圖甲是一款便攜式電火鍋,圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖。R1、R2均為電熱絲,電火鍋有加熱和保溫兩個(gè)擋,加熱功率為440W,保溫功率為110W。
(1)保溫?fù)豕ぷ鲿r(shí),電路中的電流是多少?
(2)電熱絲R1的阻值是多少?
(3)若不計(jì)熱量損失,該電火鍋正常工作,把質(zhì)量為0.55kg初溫為20℃的水加熱到100℃,需要多少秒?[c水=4.2×103J/(kg?℃)]

12.(2023春·九年級(jí)校聯(lián)考課時(shí)練習(xí))圖甲是小明家使用的電飯煲,圖乙是其電路原理圖,電路中電源電壓為220V。R1和R2為阻值不變的電熱絲,S1為溫度自動(dòng)控制開(kāi)關(guān),可實(shí)現(xiàn)“加熱”和“保溫”狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。該電飯煲的最大容量是4L,額定加熱功率是1210W,額定保溫功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]求:
(1)電熱絲R1的阻值是多少?
(2)若該電飯煲將2kg水從20℃加熱到100℃時(shí),水吸收的熱量是多少?
(3)關(guān)閉家中其他用電器,只讓該電飯煲在加熱狀態(tài)下工作4min,觀察到標(biāo)有“1200r/(kW?h)”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了80轉(zhuǎn),則電飯煲工作過(guò)程中的實(shí)際電壓是多少?
一、單選題
1.(2023·湖北省直轄縣級(jí)單位·統(tǒng)考中考真題)某款電熱杯有高、中、低三檔,簡(jiǎn)化電路如圖所示,S1、S2不能同時(shí)閉合,R1的阻值為2.5Ω。只閉合S3時(shí),電路中的電流為2A。下列說(shuō)法正確的是( )
A.電源電壓為10V
B.只閉合S1、S3時(shí),電熱杯處于低溫檔
C.只閉合S3時(shí),電熱杯工作1min產(chǎn)生的熱量為600J
D.加熱100g水,水溫由25°C升高到35°C,水吸收的熱量為420J
2.(2023·云南昆明·統(tǒng)考一模)圖甲所示電路中,電源電壓不變,R2是“20Ω,1A”的滑動(dòng)變阻器,R1是定值電阻,電壓表量程為0~15V。閉合開(kāi)關(guān)S,在保證電路元件安全的情況下,滑片移動(dòng)過(guò)程中,電壓表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻的變化情況如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是( )

A.電源電壓為10V
B.R1的阻值為10Ω
C.R2的最大功率是4.5W
D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)至最右端,通電1min,電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量為1080J
3.(2023·湖北宜昌·統(tǒng)考一模)2023年3月8日,美國(guó)羅切斯特大學(xué)宣布研發(fā)出一種在室溫下超導(dǎo)的材料(電阻為零),立即引起國(guó)際科學(xué)界的極大興趣和質(zhì)疑。超導(dǎo)材料可以( )
A.用作導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)損耗的電能輸送
B.用1kW·h的電能使1kW電動(dòng)機(jī)工作2h
C.制成更輕便的電熱毯
D.制成大功率的電爐絲
4.(2023·貴州貴陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))在如圖所示的電路中,燈泡L標(biāo)有“6V6W”字樣,電源電壓及燈泡電阻均保持不變,滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω,定值電阻R0=10Ω。當(dāng)S、S1都閉合,滑片P移動(dòng)到最左端時(shí),燈泡L正常發(fā)光,則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.電源電壓為6V
B.電流表的示數(shù)為0.6A
C.燈泡的額定電流為1A
D.當(dāng)S閉合、S1斷開(kāi),且滑片P移動(dòng)到最右端,通電1min電路產(chǎn)生的總熱量為72J
填空題
5.(2023·吉林·統(tǒng)考中考真題)電熱毯的電阻絲斷掉后不要將兩個(gè)斷頭連接后繼續(xù)使用,原因是接頭處的電阻_____,在電流相同時(shí),由于電流的______效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致接頭處溫度過(guò)高產(chǎn)生安全隱患。
6.(2023·四川涼山·統(tǒng)考中考真題)如圖甲所示電路,電源電壓不變,R1、R2是定值電阻,R2=2R1,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表和電壓表示數(shù)如圖乙,則通電5min后,R1、R2產(chǎn)生的總熱量為_(kāi)__________J。
7.(2023·廣東·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))小明用如圖甲所示裝置探究?jī)煞N液體的吸熱能力,兩燒瓶中的電阻絲相同。甲實(shí)驗(yàn)中,必須取質(zhì)量相等的A、B兩種液體。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪出A、B兩種液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,分析圖乙可知___________(選填“A”或“B”)的吸熱能力更強(qiáng)。若加熱過(guò)程中無(wú)熱量損失,已知A的比熱容為2.4×103J/(kg·℃),則B的比熱容為_(kāi)__________J/(kg·℃);若在甲、乙兩瓶中,液體是質(zhì)量相同的同種液體,甲乙電阻絲的阻值不同,則該裝置可用來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量與___________的關(guān)系。

8.(2023·廣東·統(tǒng)考一模)小明用如圖所示的裝置做“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。(其中甲、乙是完全相同的密閉容器,閉合開(kāi)關(guān)前,A、B兩U形管內(nèi)液面相平)。由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測(cè)量,因此在實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察___________來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化。通過(guò)對(duì)比觀察,發(fā)現(xiàn)___________(選填“甲”或“乙”)容器中導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生的熱量較多,由此可知,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與___________有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)題
9.(2023·廣東東莞·??家荒#┩瑢W(xué)們用如圖所示的裝置探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。他們分別將兩段電阻絲R1和R2密封在完全相同的燒瓶中,再給R1所在的燒瓶外并聯(lián)一個(gè)電阻R,燒瓶中盛有等量的煤油,溫度計(jì)顯示煤油的溫度。

(1)燒瓶中裝入的煤油是 ________(選填“導(dǎo)體”和“絕緣體”)。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)液體選煤油而未選水的理由是煤油的 ________比水小。
(3)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x用兩段電阻絲R1和R2的阻值應(yīng) _______(選填“相同”或“不相同”),電阻R的作用是 _________。
(4)通電一段時(shí)間后,乙燒瓶中溫度計(jì)液柱的上升高度較大,說(shuō)明 _______。
(5)進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量,收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)焦耳定律可知,能正確反應(yīng)h-I大致關(guān)系的是 _____。
10.(2023秋·遼寧沈陽(yáng)·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖是探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置,兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣。

(1)實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)觀察___________,可比較電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少;
(2)甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與___________的關(guān)系;
(3)乙裝置中的電阻的作用主要是___________。
四、計(jì)算題
11.(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考一模)如圖所示,電源電壓恒定,R1、R2為定值電阻,R2=20Ω,燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣。求:
(1)當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí),燈泡L正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)和電路消耗的總功率;
(2)當(dāng)S閉合,S1、S2斷開(kāi)時(shí),電壓表示數(shù)為2V,則通電1minR1產(chǎn)生的熱量。

12.(2023·山東臨沂·??家荒#┬∶骷屹I了一個(gè)家用電吹風(fēng),其簡(jiǎn)化電路如圖甲所示,主要技術(shù)參數(shù)如下表。
由于熱風(fēng)功率看不清,小明決定,利用家庭中的電能表和鐘表來(lái)測(cè)定電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的電功率。于是,他將電吹風(fēng)單獨(dú)接入家庭電路中,電吹風(fēng)在吹熱風(fēng)狀態(tài)下工作2min,小明發(fā)現(xiàn)電能表指示燈閃爍了64次。求:
(1)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多大?
(2)電吹風(fēng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電阻是1Ω,電吹風(fēng)吹冷風(fēng)1.5min產(chǎn)生的熱量是多少?
(3)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率是多少?
15.4 探究焦耳定律
一、單選題
1.(2023·北京·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示的四種用電器中,主要利用電流熱效應(yīng)工作的是( )
A.電煮鍋B.迷你電冰箱
C.掃地機(jī)器人D.筆記本電腦
【答案】A
【解析】A.電煮鍋工作時(shí),主要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是利用電流的熱效應(yīng)工作的,故A符合題意;
B.迷你電冰箱工作時(shí),主要將電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能,不是利用電流熱效應(yīng)工作的,故B不符合題意;
C.掃地機(jī)器人工作時(shí),主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,不是利用電流的熱效應(yīng)工作的,故C不符合題意;
D.筆記本電腦工作時(shí),主要將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能,少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,不是利用電流熱效應(yīng)工作的,故D不符合題意。
故選A。
2.(2023·湖南株洲·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))現(xiàn)將標(biāo)有“220V 100W”的電冰箱、電風(fēng)扇、電爐各一臺(tái),分別接入電路中均正常工作,在相同時(shí)間內(nèi)( )
A.三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量相同
B.電風(fēng)扇消耗的電能最多
C.電爐將消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多
D.單獨(dú)將電冰箱接入電路時(shí),電能表轉(zhuǎn)得最快
【答案】C
【解析】ABC.由題知,電冰箱、電風(fēng)扇、電爐的額定功率相同,由W=Pt知,正常工作時(shí)三個(gè)用電器消耗電能一樣多,而三個(gè)用電器中,電冰箱和電風(fēng)扇工作時(shí),不僅將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,還轉(zhuǎn)化為其他形式的能,只有電爐工作時(shí)將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以電爐消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多,產(chǎn)生熱量最多,故AB不符合題意,C符合題意;
D.三個(gè)用電器的額定功率相同,正常工作時(shí),實(shí)際功率相同,電流做功快慢相同,所以單獨(dú)將電冰箱、電風(fēng)扇、電爐接入電路時(shí),電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速相同,故D不符合題意。
故選C。
3.(2023·廣東廣州·華南師大附中校考一模)在“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置(兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣)。下列說(shuō)法正確的是( )
①U形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的
②圖甲裝置能探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
③圖乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Ω
④用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象
A.①②B.②③C.②④D.③④
【答案】C
【解析】①U形管中液面高度變化主要是由透明容器中空氣的熱脹冷縮引起的,故①錯(cuò)誤;
②圖甲裝置中,兩電阻串聯(lián),電流相等,電阻不相等,能探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,故②正確;
③圖乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程中右邊兩個(gè)電阻絲并聯(lián),右邊容器中的電阻通過(guò)的電流與左邊電阻絲通過(guò)的電流不相等,探究的是電熱與電流的關(guān)系,需要保持電阻相同,故阻值應(yīng)該等于5Ω,故③錯(cuò)誤;
④電爐絲熱與電爐絲相連的導(dǎo)線串聯(lián),電流相等,電阻不相等;用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象,故④正確;故①③錯(cuò)誤,②④正確。
故選C。
4.(2023春·吉林長(zhǎng)春·九年級(jí)吉林省第二實(shí)驗(yàn)學(xué)校??茧A段練習(xí))根據(jù)電工手冊(cè)可知,通過(guò)人體的電流與通電時(shí)間的乘積大于30mA·s時(shí),會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生致命危險(xiǎn)。下列4 組通過(guò)人體的電流和通電時(shí)間中,會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生致命危險(xiǎn)的是( )
A.30mA 0.5sB.20mA 1.2sC.25mA 2.0sD.35mA 0.2s
【答案】C
【解析】A.通過(guò)人體的電流與通電時(shí)間的乘積
故A不符合題意;
B.通過(guò)人體的電流與通電時(shí)間的乘積
故B不符合題意;
C.通過(guò)人體的電流與通電時(shí)間的乘積
故C符合題意;
D.通過(guò)人體的電流與通電時(shí)間的乘積
故D不符合題意。
故選C。
二、填空題
5.(2023·廣東肇慶·統(tǒng)考二模)如圖是探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”的裝置。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管中液面______ 的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)研究的方法叫______ 法。

【答案】 高度差 轉(zhuǎn)換
【解析】[1][2]如圖是探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”的裝置。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管中液面高度差的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)研究的方法叫轉(zhuǎn)換法。
6.(2023·安徽六安·統(tǒng)考一模)美國(guó)羅切斯特大學(xué)的物理學(xué)家蘭加?迪亞斯(RangaDias)宣布,他們的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出能在室溫條件下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的超導(dǎo)體。若未來(lái)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)輸電,根據(jù) ___________定律推斷輸電線路可實(shí)現(xiàn)電能零耗損。(選填“歐姆”或“焦耳”)
【答案】焦耳
【解析】當(dāng)導(dǎo)體的溫度降至某一低溫時(shí),它的電阻突然變?yōu)榱?,這種特性稱超導(dǎo)性。由于超導(dǎo)體的電阻為零,根據(jù)知,產(chǎn)生的熱量為零,所以在用超導(dǎo)體進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時(shí)不會(huì)消耗電能產(chǎn)生熱量,減少了在輸電過(guò)程中的能量損耗,大大節(jié)約了能源。
7.(2023·江西南昌·統(tǒng)考一模)_________定律反映了一段導(dǎo)體中電流跟電壓和電阻之間的定量關(guān)系;而_________定律確定了電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。
【答案】 歐姆 焦耳
【解析】[1]最先通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論研究發(fā)現(xiàn)一段導(dǎo)體中電流跟電壓和電阻之間的定量關(guān)系的是德國(guó)物理學(xué)家歐姆,為了紀(jì)念他,以歐姆定律命名這個(gè)定律。
[2]1840年,英國(guó)物理學(xué)家焦耳最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系,得出了焦耳定律。
8.(2023·河南南陽(yáng)·統(tǒng)考一模)夏天的晚上,為了驅(qū)趕蚊蟲(chóng),小敏在房間里使用電蚊香,插上電后,電蚊器變熱了,利用了電流的______;電蚊器上的蚊香片溫度會(huì)升高,通過(guò)______的方式改變蚊香片的內(nèi)能;過(guò)了會(huì)兒房間里就充滿蚊香的氣味,這是因?yàn)開(kāi)_____。
【答案】 熱效應(yīng) 熱傳遞 分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
【解析】[1]電熱驅(qū)蚊器工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能,是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的。
[2]蚊香片放到電熱驅(qū)蚊器的發(fā)熱板上,發(fā)熱板上的溫度較高,會(huì)向蚊香片傳遞熱量,蚊香片的溫度升高,內(nèi)能增加,這是通過(guò)熱傳遞的方式改變內(nèi)能的。
[3]通電一段時(shí)間后,整個(gè)房間里都能聞到蚊香片的氣味,這是擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
三、實(shí)驗(yàn)題
9.(2023·江蘇蘇州·蘇州高新區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)??级#W(xué)校物理探究小組用如圖所示裝置探究影響電流熱效應(yīng)的因素。

(1)在A、B兩燒瓶?jī)?nèi)裝入初溫和質(zhì)量都相等的煤油,RA和RB串聯(lián)是為了控制___________和加熱時(shí)間相同,利用該裝置___________(選填“可以”或“不可以”)探究電熱與電流的關(guān)系;
(2)如果要用該裝置來(lái)探究不同液體的吸熱特點(diǎn),則將對(duì)實(shí)驗(yàn)器材作哪些改進(jìn)___________、___________。
【答案】 電流 可以 見(jiàn)解析 見(jiàn)解析
【解析】(1)[1]由圖可知,兩電阻串聯(lián), 根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知,通過(guò)兩電阻的電流相等。
[2]探究電熱與電流的關(guān)系,應(yīng)該控制電阻相等,改變通過(guò)電阻的電流,由圖可知,通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以改變電路中的電流,移動(dòng)滑片多次實(shí)驗(yàn),觀察A燒瓶中溫度計(jì)的變化可以探究探究電熱與電流的關(guān)系。
(2)[3][4]如用該裝置探究不同物質(zhì)的吸熱能力,根據(jù)控制變量法,則應(yīng)對(duì)器材作如下調(diào)整為使相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同,應(yīng)將兩電阻絲的阻值換成相同的;探究不同物質(zhì)的吸熱能力,根據(jù)控制變量法,A、B兩燒瓶?jī)?nèi)應(yīng)裝初溫和質(zhì)量相等的不同種液體。
10.(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考一模)(1)如圖甲是小明研究“短路引起熔絲熔斷”的實(shí)驗(yàn)裝置,他增加一根導(dǎo)線,并將此導(dǎo)線接在______(選填“AC”、“BC”或“BD”)兩點(diǎn)間,閉合開(kāi)關(guān),造成短路,可引起熔絲熔斷;熔絲熔斷前,導(dǎo)線AB中的電流______熔絲CD中的電流(選填“大于”、“等于”或“小于”);在實(shí)際生活中,除短路外,______也會(huì)引起電路中的電流過(guò)大而將熔絲熔斷;

(2)小明利用如圖乙所示的電路探究“電功與電流的關(guān)系”;
①圖中兩只燈泡工作時(shí)的電阻要______(選填“相同”或“不同”);
②小明閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)甲燈泡不亮,電流表A1無(wú)示數(shù),但乙燈泡發(fā)光,電流表A2有示數(shù)。為排除故障,接下去他應(yīng)該嘗試進(jìn)行的最合理的操作是______;
A.檢查滑動(dòng)變阻器的滑片是否接觸不良
B.將甲燈泡換成一個(gè)好的同規(guī)格燈泡
C.?dāng)Q緊甲燈泡及它和電流表A1相連的兩接線柱
③小明排除故障,正確操作,得到了正確的結(jié)論,支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______。
【答案】 BD 等于 總功率過(guò)大(或超負(fù)荷運(yùn)行) 不同 C 較亮燈泡支路中的電流表示數(shù)較大(或電流表示數(shù)較大的支路中燈泡較亮,意思相同即可)
【解析】(1)[1]如圖甲是小明研究“短路引起熔絲熔斷”的實(shí)驗(yàn)裝置,他增加一根導(dǎo)線,并將此導(dǎo)線接在BD兩點(diǎn)間,閉合開(kāi)關(guān),造成短路,可引起熔絲熔斷。
[2][3]熔絲熔斷前,導(dǎo)線AB中的電流等于熔絲CD中的電流,在實(shí)際生活中,除短路外,用電器的總功率過(guò)大也會(huì)引起電路中的電流過(guò)大而將熔絲熔斷。
(2)[4]圖中兩只燈泡工作時(shí)的電阻要不同,在電壓相同時(shí),電流不同。
[5]小明閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)甲燈泡不亮,電流表A1無(wú)示數(shù),但乙燈泡發(fā)光,電流表A2有示數(shù)。為排除故障,接下去應(yīng)該用擰緊燈泡和接線柱的方法檢查燈泡甲所在的支路是否因?yàn)榻佑|不良造成斷路。故C符合題意,AB不符合題意。
[6]小明排除故障,正確操作,得到了正確的結(jié)論,支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:電流表示數(shù)越大的那條支路上的燈泡越亮。
四、計(jì)算題
11.(2023·廣東潮州·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))如圖甲是一款便攜式電火鍋,圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖。R1、R2均為電熱絲,電火鍋有加熱和保溫兩個(gè)擋,加熱功率為440W,保溫功率為110W。
(1)保溫?fù)豕ぷ鲿r(shí),電路中的電流是多少?
(2)電熱絲R1的阻值是多少?
(3)若不計(jì)熱量損失,該電火鍋正常工作,把質(zhì)量為0.55kg初溫為20℃的水加熱到100℃,需要多少秒?[c水=4.2×103J/(kg?℃)]

【答案】(1)0.5A;(2)110Ω;(3)420s
【解析】(1)電火鍋保溫時(shí)的功率
由可得,保溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)電流
(2)由圖知,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,S1接2時(shí),兩電阻串聯(lián),電路中的總電阻最大;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1接1時(shí),電路中只有R1時(shí),此時(shí)電路中電阻最小,由可知,電路消耗的功率最大,電火鍋處于加熱狀態(tài),由可得,R1的阻值
(3)將0.55kg、初溫20℃的水加熱至100℃時(shí)水吸收的熱量
不計(jì)熱量損失,則電熱水器消耗的電能
由可得,需要的加熱時(shí)間
12.(2023春·九年級(jí)校聯(lián)考課時(shí)練習(xí))圖甲是小明家使用的電飯煲,圖乙是其電路原理圖,電路中電源電壓為220V。R1和R2為阻值不變的電熱絲,S1為溫度自動(dòng)控制開(kāi)關(guān),可實(shí)現(xiàn)“加熱”和“保溫”狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。該電飯煲的最大容量是4L,額定加熱功率是1210W,額定保溫功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]求:
(1)電熱絲R1的阻值是多少?
(2)若該電飯煲將2kg水從20℃加熱到100℃時(shí),水吸收的熱量是多少?
(3)關(guān)閉家中其他用電器,只讓該電飯煲在加熱狀態(tài)下工作4min,觀察到標(biāo)有“1200r/(kW?h)”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了80轉(zhuǎn),則電飯煲工作過(guò)程中的實(shí)際電壓是多少?
【答案】(1)40Ω;(2)6.72×105J;(3)200V
【解析】解:(1)由圖乙可知,當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1都閉合時(shí),只有R1工作;當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、S1斷開(kāi)時(shí),R1、R2串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,串聯(lián)的總電阻大于任一分電阻,所以,當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1都閉合時(shí),只有R1工作,電路中的電阻最小,根據(jù)可知,電路的功率最大,此時(shí)為加熱狀態(tài);由可知,R1的阻值
(2)若該電飯煲將2kg水從20℃加熱到100℃時(shí),水吸收的熱量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(3)1200r/(kW?h)表示電路的用電器每消耗1kW?h電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)1200轉(zhuǎn),則電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了80轉(zhuǎn),電飯煲消耗的電能
由可知,電飯煲工作過(guò)程中的實(shí)際電壓
答:(1)電熱絲R1的阻值是40Ω;
(2)若該電飯煲將2kg水從20℃加熱到100℃時(shí),水吸收的熱量為6.72×105J;
(3)電飯煲工作過(guò)程中的實(shí)際電壓是200V。
一、單選題
1.(2023·湖北省直轄縣級(jí)單位·統(tǒng)考中考真題)某款電熱杯有高、中、低三檔,簡(jiǎn)化電路如圖所示,S1、S2不能同時(shí)閉合,R1的阻值為2.5Ω。只閉合S3時(shí),電路中的電流為2A。下列說(shuō)法正確的是( )
A.電源電壓為10V
B.只閉合S1、S3時(shí),電熱杯處于低溫檔
C.只閉合S3時(shí),電熱杯工作1min產(chǎn)生的熱量為600J
D.加熱100g水,水溫由25°C升高到35°C,水吸收的熱量為420J
【答案】C
【解析】A.如圖所示,只閉合S3時(shí),電路中只有R1,已知此時(shí)電路中的電流為2A,R1的阻值為2.5Ω,則電源電壓為
U=I1R1=2A×2.5Ω=5V
故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)公式可知,電源電壓不變,電路中的總電阻越大,功率越小,當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),定值電阻R1和R2串聯(lián),電路中的總電阻最大,功率最小,為低溫檔;當(dāng)只閉合S1和S3時(shí),定值電阻R1和R2并聯(lián),電路中的總電阻最小,功率最大,為高溫檔;當(dāng)只閉合S2時(shí),電路中只有R1,小于兩電阻的串聯(lián),大于兩電阻的并聯(lián),大于最小功率,小于最大功率,為中溫檔,故B錯(cuò)誤;
C.只閉合S3時(shí),電路中只有R1,已知此時(shí)電路中的電流為2A,R1的阻值為2.5Ω,則電熱杯工作1min產(chǎn)生的熱量為
Q=I12R1t=(2A)2×2.5Ω×60s=600J
故C正確;
D.加熱100g水,水溫由25°C升高到35°C,水吸收的熱量為
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(35℃-25℃)=4.2×103J
故D錯(cuò)誤。
故選C。
2.(2023·云南昆明·統(tǒng)考一模)圖甲所示電路中,電源電壓不變,R2是“20Ω,1A”的滑動(dòng)變阻器,R1是定值電阻,電壓表量程為0~15V。閉合開(kāi)關(guān)S,在保證電路元件安全的情況下,滑片移動(dòng)過(guò)程中,電壓表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻的變化情況如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是( )

A.電源電壓為10V
B.R1的阻值為10Ω
C.R2的最大功率是4.5W
D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)至最右端,通電1min,電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量為1080J
【答案】C
【解析】AB.由圖知,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端電壓,由串聯(lián)電路特點(diǎn)知,在電路安全情況下,變阻器連入阻值最小時(shí),電壓表示數(shù)最大,由圖像知此時(shí)電壓表示數(shù)為
變阻器連入阻值
由歐姆定律可得此時(shí)電路中電流
電源電壓
……①
當(dāng)變阻器連入阻值最大時(shí),電壓表示數(shù)最小,由圖像知此時(shí)電壓表示數(shù)
變阻器連入阻值
此時(shí)電路中電流
電源電壓
……②
電源電壓不變,由①②可得
解得
電源電壓
故AB錯(cuò)誤;
C.R2的功率等于電路總功率()減去定值電阻的功率(),所以R2的功率
整理得
這是一個(gè)開(kāi)口向下的拋物線,當(dāng)
時(shí),P2有最大值
故C正確;
D.根據(jù)滑動(dòng)變阻器的規(guī)格可知,滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A,滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng)的過(guò)程中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為4Ω時(shí),電路中的總電阻為
通過(guò)電路中的電流
繼續(xù)向右移動(dòng)滑片,電路中的總電阻變小,電路中的電流大于1A時(shí),滑動(dòng)變阻器會(huì)燒杯,所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)至最右端的過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器被燒壞,電路開(kāi)路,沒(méi)有電流,則通電1min,電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量無(wú)法計(jì)算,故D錯(cuò)誤。
故選C。
3.(2023·湖北宜昌·統(tǒng)考一模)2023年3月8日,美國(guó)羅切斯特大學(xué)宣布研發(fā)出一種在室溫下超導(dǎo)的材料(電阻為零),立即引起國(guó)際科學(xué)界的極大興趣和質(zhì)疑。超導(dǎo)材料可以( )
A.用作導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)損耗的電能輸送
B.用1kW·h的電能使1kW電動(dòng)機(jī)工作2h
C.制成更輕便的電熱毯
D.制成大功率的電爐絲
【答案】A
【解析】A.因?yàn)槌瑢?dǎo)體的電阻為零,通電后不會(huì)發(fā)熱,超導(dǎo)體用作導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)損耗的電能輸送,故A符合題意;
B.電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間為
故B不符合題意;
C.因?yàn)槌瑢?dǎo)體的電阻為零,通電后不會(huì)發(fā)熱,不能制成電熱毯,故C不符合題意;
D.因?yàn)槌瑢?dǎo)體的電阻為零,通電后不會(huì)發(fā)熱,不能制成大功率的電爐絲,故D不符合題意。
故選A。
4.(2023·貴州貴陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè))在如圖所示的電路中,燈泡L標(biāo)有“6V6W”字樣,電源電壓及燈泡電阻均保持不變,滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω,定值電阻R0=10Ω。當(dāng)S、S1都閉合,滑片P移動(dòng)到最左端時(shí),燈泡L正常發(fā)光,則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.電源電壓為6V
B.電流表的示數(shù)為0.6A
C.燈泡的額定電流為1A
D.當(dāng)S閉合、S1斷開(kāi),且滑片P移動(dòng)到最右端,通電1min電路產(chǎn)生的總熱量為72J
【答案】B
【解析】A.當(dāng)S、S1都閉合,滑片P移動(dòng)到最左端時(shí),電路中只有定值電阻R0與燈泡并聯(lián),電流表測(cè)量干路電流,燈泡L正常發(fā)光,則說(shuō)明燈泡兩端電壓為6V。電源電壓為
故A正確,不符合題意;
B.由得,燈泡的額定電流
定值電阻R0的電流
電流表的示數(shù)為
故B錯(cuò)誤,符合題意,C正確,不符合題意;
D.當(dāng)S閉合、S1斷開(kāi),且滑片P移動(dòng)到最右端,燈泡開(kāi)路,定值電阻R0與滑動(dòng)變阻器的最大電阻串聯(lián),電路電阻為
通電1min電路產(chǎn)生的總熱量為
故D正確,不符合題意。
故選B。
填空題
5.(2023·吉林·統(tǒng)考中考真題)電熱毯的電阻絲斷掉后不要將兩個(gè)斷頭連接后繼續(xù)使用,原因是接頭處的電阻_____,在電流相同時(shí),由于電流的______效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致接頭處溫度過(guò)高產(chǎn)生安全隱患。
【答案】 大 熱
【解析】[1][2]將電阻絲斷頭接上后,會(huì)因?yàn)榻佑|不夠緊密而導(dǎo)致導(dǎo)電能力弱,電阻增大,電阻工作時(shí),電流做功會(huì)產(chǎn)生熱量,即電流的熱效應(yīng),由焦耳定律得,接頭處產(chǎn)生的熱量較多,導(dǎo)致溫度過(guò)高產(chǎn)生安全隱患。
6.(2023·四川涼山·統(tǒng)考中考真題)如圖甲所示電路,電源電壓不變,R1、R2是定值電阻,R2=2R1,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表和電壓表示數(shù)如圖乙,則通電5min后,R1、R2產(chǎn)生的總熱量為_(kāi)__________J。
【答案】450
【解析】由圖中可知,R1與R2并聯(lián),電流表測(cè)流過(guò)R2的電流,電壓表測(cè)電源電壓,電流表選擇小量程,故可知流過(guò)R2的電流為I2=0.2A,電壓表選擇小量程,故可知電源電壓為U=2.5V,則由歐姆定律可知,電阻R2的阻值為
則電阻R1的阻值為
由歐姆定律可得,流過(guò)R1的電流為
由并聯(lián)電路中的電流規(guī)律可得,干路中的電流為
I=I1+I2=0.4A+0.2A=0.6A
故由焦耳定律可得,通電5min后,R1、R2產(chǎn)生的總熱量為
7.(2023·廣東·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))小明用如圖甲所示裝置探究?jī)煞N液體的吸熱能力,兩燒瓶中的電阻絲相同。甲實(shí)驗(yàn)中,必須取質(zhì)量相等的A、B兩種液體。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪出A、B兩種液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,分析圖乙可知___________(選填“A”或“B”)的吸熱能力更強(qiáng)。若加熱過(guò)程中無(wú)熱量損失,已知A的比熱容為2.4×103J/(kg·℃),則B的比熱容為_(kāi)__________J/(kg·℃);若在甲、乙兩瓶中,液體是質(zhì)量相同的同種液體,甲乙電阻絲的阻值不同,則該裝置可用來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量與___________的關(guān)系。

【答案】 A 1.2×103 電阻
【解析】[1]A、B兩種液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,加熱5分鐘,A升溫20℃,B升溫40℃,根據(jù)比較吸熱能力的第2種方法,可知A的吸熱能力更強(qiáng)。
[2]已知A的比熱容為2.4×103J/(kg·℃),根據(jù)Q=cmΔt在吸熱和質(zhì)量相同條件下,比熱容與升高的溫度成反比,則B的比熱容為1.2×103J/(kg·℃)。
[3]在甲、乙兩瓶中,電阻絲串聯(lián),通過(guò)的電流和時(shí)間相等,液體是質(zhì)量相同的同種液體,電阻絲的阻值不同,則該裝置可用來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。
8.(2023·廣東·統(tǒng)考一模)小明用如圖所示的裝置做“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。(其中甲、乙是完全相同的密閉容器,閉合開(kāi)關(guān)前,A、B兩U形管內(nèi)液面相平)。由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測(cè)量,因此在實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察___________來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化。通過(guò)對(duì)比觀察,發(fā)現(xiàn)___________(選填“甲”或“乙”)容器中導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生的熱量較多,由此可知,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與___________有關(guān)。

【答案】 U形管中液面的高度差 乙 電阻
【解析】[1]實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察U形管中液面的高度差來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化,像這種用能直接觀測(cè)的量來(lái)顯示不容易直接觀測(cè)的量的方法叫轉(zhuǎn)換法。
[2][3]由圖知,B管的液面高度差比A管的液面高度差大,說(shuō)明乙容器中氣體膨脹程度較大,溫度上升得較高,因此乙容器中電阻產(chǎn)生的熱量較多;由于兩電阻采用串聯(lián)的方式,這樣連接的目的是,控制通過(guò)兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相等,由圖可知,乙容器中電阻大于甲容器中電阻,且乙容器中電阻產(chǎn)生的熱量較多,由此可得:在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。
實(shí)驗(yàn)題
9.(2023·廣東東莞·??家荒#┩瑢W(xué)們用如圖所示的裝置探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。他們分別將兩段電阻絲R1和R2密封在完全相同的燒瓶中,再給R1所在的燒瓶外并聯(lián)一個(gè)電阻R,燒瓶中盛有等量的煤油,溫度計(jì)顯示煤油的溫度。

(1)燒瓶中裝入的煤油是 ________(選填“導(dǎo)體”和“絕緣體”)。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)液體選煤油而未選水的理由是煤油的 ________比水小。
(3)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,選用兩段電阻絲R1和R2的阻值應(yīng) _______(選填“相同”或“不相同”),電阻R的作用是 _________。
(4)通電一段時(shí)間后,乙燒瓶中溫度計(jì)液柱的上升高度較大,說(shuō)明 _______。
(5)進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量,收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)焦耳定律可知,能正確反應(yīng)h-I大致關(guān)系的是 _____。
【答案】 絕緣體 比熱容 相同 見(jiàn)解析 見(jiàn)解析 A
【解析】(1)[1]因?yàn)闆](méi)有難以導(dǎo)電,幾乎沒(méi)有自由電荷,所以燒瓶中裝入的煤油是絕緣體。
(2)[2]實(shí)驗(yàn)時(shí)液體選煤油而未選水的理由是煤油的比熱容比水小,相同質(zhì)量的兩種液體吸熱相同。
(3)[3][4]1圖中,左側(cè)兩電阻并聯(lián)后再與右側(cè)電阻串聯(lián),通過(guò)左側(cè)容器中電阻的電流大小于通過(guò)右側(cè)容器中電阻的電流,根據(jù)控制變量法,選用兩段電阻絲R1和R2的阻值應(yīng)相同,電阻R的作用是使通過(guò)電阻絲R1和R2的電流不同,以達(dá)到探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。
(4)[5]通電一段時(shí)間后,乙燒瓶中溫度計(jì)液柱的上升高度較大,乙燒瓶中的電阻絲產(chǎn)生的熱量多,所以溫度計(jì)液柱上升的高度大。
(5)[6]根據(jù)焦耳定律可知,有
Q=I2Rt
探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系時(shí),要控制電阻和通電時(shí)間不變、t常數(shù),故由數(shù)學(xué)知識(shí)可知上述公式為Q關(guān)于I的拋物線,圖丙中能正確反映h﹣I關(guān)系的是A,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
10.(2023秋·遼寧沈陽(yáng)·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖是探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置,兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣。

(1)實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)觀察___________,可比較電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少;
(2)甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與___________的關(guān)系;
(3)乙裝置中的電阻的作用主要是___________。
【答案】 U型管中液柱的高度差 電阻 使通過(guò)、的電流不同
【解析】(1)[1]利用轉(zhuǎn)換法,通過(guò)觀察U形管兩管液面高度差,就可比較電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。
(2)[2]甲裝置中兩個(gè)電阻串聯(lián),當(dāng)電流和通電時(shí)間相等時(shí),探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。
(3)[3]乙的裝置在實(shí)驗(yàn),要探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,所以需要控制電阻和通電時(shí)間相同,電流不同,將R3和R2并聯(lián),使通過(guò)R1和R2的電流不相等。
四、計(jì)算題
11.(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考一模)如圖所示,電源電壓恒定,R1、R2為定值電阻,R2=20Ω,燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣。求:
(1)當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí),燈泡L正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)和電路消耗的總功率;
(2)當(dāng)S閉合,S1、S2斷開(kāi)時(shí),電壓表示數(shù)為2V,則通電1minR1產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)0.8A;4.8W;(2)24J
【解析】解:(1)當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí),觀察該電路圖,根據(jù)電流的流法可知,定值電阻R2和燈泡L并聯(lián)接在電路,定值電阻R1被短路,電流表測(cè)干路電流;由于燈泡L正常發(fā)光,燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣,表示燈泡L的額定電壓為6V,額定功率為3W,根據(jù)電功率的公式可知,流過(guò)燈泡L的電流為
流過(guò)燈泡L的電流為0.5A;由于燈泡L正常發(fā)光,燈泡L兩端的電壓為6V,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律,定值電阻R2兩端的電壓也為6V,R2=20Ω,則根據(jù)歐姆定律,可知,流過(guò)定值電阻R2的電流為
流過(guò)定值電阻R2的電流為0.3A;根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律,電路的總電流為
電路的總電流為0.8A,即電流表示數(shù)為0.8A;
由上述解析可知,電路的總電流為0.8A,燈泡L正常發(fā)光,燈泡L兩端的電壓為6V,電源電壓也為6V,根據(jù)電功率的公式可知,電路消耗的總功率為
電路消耗的總功率為4.8W。
(2)當(dāng)S閉合,S1、S2斷開(kāi)時(shí),根據(jù)電流的流法可知,R2和R1串聯(lián)接在電路,沒(méi)有電流流過(guò)燈泡L,電壓表測(cè)R1的電壓,電流表測(cè)串聯(lián)電路電流,電壓表示數(shù)為2V,而電源電壓為6V,則R2的電壓為4V,R2=20Ω,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn),可知
代入數(shù)據(jù)可得
解得,根據(jù)歐姆定律可知,流過(guò)R1的電流為
通電時(shí)間為1min,根據(jù)焦耳定律可知,這段時(shí)間產(chǎn)生的熱量為
通電1min,R1產(chǎn)生的熱量為24J。
答:(1)當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí),燈泡L正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)為0.8A,電路消耗的總功率為4.8W;
(2)當(dāng)S閉合,S1、S2斷開(kāi)時(shí),電壓表示數(shù)為2V,通電1minR1產(chǎn)生的熱量為24J。
12.(2023·山東臨沂·??家荒#┬∶骷屹I了一個(gè)家用電吹風(fēng),其簡(jiǎn)化電路如圖甲所示,主要技術(shù)參數(shù)如下表。
由于熱風(fēng)功率看不清,小明決定,利用家庭中的電能表和鐘表來(lái)測(cè)定電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的電功率。于是,他將電吹風(fēng)單獨(dú)接入家庭電路中,電吹風(fēng)在吹熱風(fēng)狀態(tài)下工作2min,小明發(fā)現(xiàn)電能表指示燈閃爍了64次。求:
(1)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多大?
(2)電吹風(fēng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電阻是1Ω,電吹風(fēng)吹冷風(fēng)1.5min產(chǎn)生的熱量是多少?
(3)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率是多少?
【答案】(1)0.5A ;(2)22.5J ;(3)1200W
【解析】解:(1)由圖甲知,吹冷風(fēng)時(shí),電動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流
(2)吹冷風(fēng)1.5min,產(chǎn)生的熱量
Q=I2Rt1=(0.5A)2×1Ω×1.5×60s=22.5J
(3)由圖甲知,吹熱風(fēng)時(shí),電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)在電路中。由電能表參數(shù)可知,電能表指示燈每閃爍1600次,消耗1kW?h的電能,所以電吹風(fēng)吹熱風(fēng)2min消耗的電能
吹熱風(fēng)時(shí)的功率
答:(1)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.5A;
(2)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)1.5min產(chǎn)生的熱量是22.5J;
(3)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率是1200W。
熱風(fēng)溫度
50﹣75℃
額定功率
熱風(fēng)時(shí):***W
冷風(fēng)時(shí):110W
額定電壓
220V
質(zhì)量
0.5kg
熱風(fēng)溫度
50﹣75℃
額定功率
熱風(fēng)時(shí):***W
冷風(fēng)時(shí):110W
額定電壓
220V
質(zhì)量
0.5kg

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15.4 探究焦耳定律

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