1《焦耳定律》练习题-答案版
焦耳定律相关练习题
焦耳定律相关练习题一、选择题1. 下列关于焦耳定律的说法，正确的是（）A. 焦耳定律只适用于直流电B. 焦耳定律描述的是电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系C. 焦耳定律中的热量单位是安培（A）D. 焦耳定律中的热量与电压成正比2. 在焦耳定律公式Q=I²Rt 中，下列哪个物理量表示电流通过导体产生的热量？（）A. IB. RC. QD. t3. 一根电阻为10Ω的导线，通过电流2A，通电时间为5秒，产生的热量是多少？（）A. 100JB. 200JC. 50JD. 10J二、填空题1. 焦耳定律的公式是________，其中Q表示________，I表示________，R表示________，t表示________。
2. 当电流通过导体时，产生的热量与________、________和________成正比。
3. 在一定时间内，若导体的电阻和电流不变，通电时间越长，产生的热量越________。
三、计算题1. 一根电阻为15Ω的导线，通过电流3A，通电时间为10秒，求产生的热量。
2. 已知某导体的电阻为20Ω，通电时间为20秒，产生的热量为400J，求通过导体的电流。
3. 一根电阻为30Ω的导线，通过电流5A，求通电5秒产生的热量。
四、判断题1. 焦耳定律适用于所有电路。
（）2. 在焦耳定律公式中，电流的单位是安培（A），电阻的单位是欧姆（Ω），时间的单位是秒（s），热量的单位是焦耳（J）。
（）3. 电流通过导体产生的热量与导体的长度成正比。
（）4. 在相同时间内，通过同一导体的电流越大，产生的热量越多。
（）五、应用题1. 某电热水器的工作原理是利用电流通过电热丝产生的热量来加热水。
已知电热丝的电阻为50Ω，通电时间为30分钟，求电热水器在额定电压下产生的热量。
2. 一辆电动汽车在行驶过程中，电池通过一定电阻的电线为电动机供电。
已知电池电压为360V，电动机工作电流为150A，电线电阻为0.1Ω，求在1小时内电线产生的热量。
焦耳定律习题(含答案)
.. 焦耳定律习题（含答案）一、单选题(本大题共6小题，共12.0分)1.如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A.电风扇 B.电饭锅 C.电视机 D.洗衣机2.探究“电流通过导体时产生热量多少与什么因素有关”时，采用了如图所示的实验装置．密闭容器中的电阻丝产生热量越多，容器内空气受热膨胀越明显，使U形管两边液面高度差越大．图乙中两根相同的电阻丝并联后再与图甲中的电阻丝串联接入电路，则图示对应的步骤探究是（）A.通电导体产生的热量与导体电阻的关系 B.通电导体产生的热量与通过导体电流的关系 C.通电导体产生的热量与导体的长度的关系 D.通电导体产生的热量与通电时间的关系3.电路通电后，电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么发热，其原因是（）A.导线的电阻小B.导线中的电流大C.电炉丝的电阻小D.电炉丝中的电流大4.下列用电器工作时主要将电能转化为内能的是（）A.收音机B.电熨斗C.电风扇D.洗衣机5.下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A.家庭电扇 B..笔记本电脑 C.洗衣机 D.电饭锅6.如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A.微波炉 B.电熨斗 C.电风扇 D.洗衣机二、填空题(本大题共3小题，共6.0分)7.一台线圈电阻为0.3Ω的玩具电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流通过线圈产生的热量是______ J，电能转化成的机械能是______ J．8.一根阻值为100Ω的电阻丝通电100s，通过的电流为1A，则电流产生的热量为______ J．9.大量实验表明，通电导线周围存在______ ，这一现象叫作电流的磁效应．初中物理试卷第2页，共14页..三、实验探究题(本大题共5小题，共30.0分)10. 二个完全相同的烧瓶内装有质量相等的煤油．电阻丝R 1=5Ω，R 2=10Ω．用如图所示的方案探究“电流大小和通电时间相同，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关”．（1）将二个电阻丝串联起来的目的是使 ______ 和 ______ 相同．（2）某实验小组设计了如下的记录实验数据的表格，并填上了实验前已知的信息： 电流 I 通电时间 t 电阻 R/Ω 煤油初温 t 1/℃ 煤油末温 t 2/℃ 煤油升高的温度△t/℃ ______相同 相同5 10表格中最后一栏应该设置的项目是 ______ ．（3）实验中发现甲瓶温度计示数变化较小，乙瓶温度计示数变化较大．由此可以得出的结论是 ______ ．（4）通电时间不变，适当减少煤油的质量，对实验带来的好处是 ______ ． 11. 如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R 甲、R 乙的电阻丝，瓶中插入温度计a 、b（1）利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油．闭合开关一段时间，可以通过温度计 ______ 情况，判断电阻丝产生热量的多少．此方案是探究 ______ 和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与 ______ 大小的关系．（2）在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值R 甲 ______ R 乙时，可以比较不同物质的吸热能量．若温度计a 比温度计b 温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c 甲 ______ c 乙．12. 为了探究影响电流产生热量的因素，实验室准备了两个相同的烧瓶（内装质量相等的煤油）、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同温度计，四根不同阻值（R 1＞R 2 R 3=R 4）的电阻丝，以及相同的滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲所示的两个方案．（1）甲方案可探究电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟 ______ 关系．（2）乙方案可探究______ 和通电时间一定时，电流产生的热量跟______ 关系．（3）电阻在一定时间内产生的热量是通过烧瓶中煤油______ 的多少反映出来的，这种研究问题的科学方法叫做______ 法．13.某同学用如图所示的实验装置来探究“电流的热效应电阻大小的关系”（1）在A和B两烧瓶中盛有质量、初温均相同的煤油，使A和B中的电阻丝阻值不同，闭合开关一段时间后，通过观察______ 可判断电流的热效应跟电阻大小关系，这种探究方法叫______ （选填“转换法”“类比法”或“控制变量法”）．（2）实验过程中发现实验现象并不明显，以下原因解释不合理的是______ （选填字母代号）A．电源电压太低B．A和B中的电阻丝阻值相差很大C．装置气密性不好（3）若用如图装置来进一步测量煤油的比热容，必须在A和B的烧瓶中装入质量、初温均相同的水和煤油，还必须要使A和B中的电阻丝阻值______ （选填“相同”或“不同”）．通电一段时间后发现A和B中温度计升高的示数之比为2：1，则装水的是烧瓶______ （选填“A”或“B”），若水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容为______ J/（kg•℃），请列举一个有关水的比热容特性的应用实例______ ．14.小明在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”时，设计了如图甲、乙所示的实验装置，烧瓶内装入质量相等、初温相同的煤油，烧瓶中金属丝A、B的电阻R A ＜R B，插入相同的温度计．（1）在进行甲图所示实验时，小明闭合开关一段时间后，发现两烧瓶中温度计示数均无变化，他将电压表的负接线柱与a接线柱连接，电压表的正接线柱依次与其他接线柱连接，从而检查此两点间有无电压，对应出现的电压表有无示数如表所示．电路各点间aj ai ah ag af ae ad ac ab电压表示数有有有有有无无无无根据以上信息可判断电路出现的故障是______ ；（选填选项前的字母）A．开关接触不良B．滑动变阻器短路C．导线ef断路D．金属丝B断路（2）小明排除电路故障后继续实验，电路接通后，______ 温度计示数升高得快；（选填“P1”或“P2”）（3）在进行甲图所示实验的同时小明还按乙图所示进行实验（两图中滑动变阻器的滑片位置不变），比较P1和P3两支温度计示数变化情况，可探究电流通过导体产生的热量与______ 是否有关．初中物理试卷第4页，共14页..四、计算题(本大题共6小题，共48.0分)15. 一台电热水器的铭牌如表所示，如果水箱中的水初始温度是20℃，（假设消耗的电能全部被水吸收，转化为水的内能）[已知：c 水=4.2×103J/（kg •℃）]求： （1）电热水器在正常工作时的电流是多大？（保留一位小数）（2）热水器装满10kg 的水后，把水箱中的水加热到70℃，要吸收多少热量？ 额定电压/V 220 容积/L 10 频率/Hz 50 超温保护/℃ 120 额定功率/kW3（3）这个过程，电热水器正常工作至少多长时间？但实际上加热时间总是比你所求得结果长得多，请你写出产生这种现象的原因．（写出一个即可） 16. 如图所示是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝的电阻不变，水的比热容c 水=4.2×103J/（kg •℃），水的密度1.0×103kg/m 3．求（1）电热壶电阻丝的电阻；（2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1L 水从30℃加热到100℃所需要的时间；（3）当电压为198V 时，电热壶的实际功率．17. 为了测定额定功率为1600W 的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加入质量为2kg 的水，让热水器正常工作5min ，测得水温从20℃上升到70℃，求：（c水=4.2×103 J/（kg ．℃），天然气的热值为4×107J/m3） （1）水吸收了多少热量；（2）该热水器正常工作时的效率；（3）若此过程改用天然气来加热，则至少需要多少m 3天然气（设该热水器的效率不变）． 18. 如图所示是湖北襄阳一位25岁农民自建的“屋顶发电站”，太阳晒一晒就能发电，这组光伏发电设备白天有阳光照射时每小时可发电 1.75×108J ，若夏天太阳光平均每天照射的时间为10h ．则（1）若每天得到的电能有60%用来加热水，可以使多少kg 的水温度升高50℃[c 水=4.2×103J/（kg •℃）]（2）若每天得到的电能全部由燃烧天然气获得，则需要完全燃烧多少m 3的天然气？（天然气的热值q=3.5×107J/m 3）（3）请你说出一点太阳能的好处．19. 家用电磁炉以其高效、节能成为新一代智能灶具，如图所示是某品牌电磁炉的铭牌，请你结合铭牌中相关的数据回答下列有关问题： （1）1标准大气压下，锅内装有2.5L 温度为20℃的水，给电磁炉通电7min 能把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量[水的密度为 1.0×103kg/m 3，水的比热容为4.2×103J/（kg •℃）]？（2）正常工作时通过电磁炉的电流为多少？（3）此电磁炉烧开水时的效率是多少？（答案保留1位小数）20. 某家庭把一只标有“220V 1000W ”的电水壶接入照明电路，将质量为5kg 的水由20℃加热到60℃，不计热量损失，c 水=4.2×103J/（kg •℃），求： （1）水吸收的热量；（2）电水壶电热丝的电阻；（3）电水壶工作的时间．焦耳定律习题（含答案）【答案】1.B2.B3.A4.B5.D6.B7.9；7118.1×1049.磁场10.电流；通电时间；质量/kg；质量/kg；电流相等，通电时闻相同时，电流产生的热量与电阻有关；加热时间短11.升高；电流；电阻；=；小于12.电阻；电阻；电流；温度升高；转换13.温度计示数；转换法；B；相同；B；2.1×103；热水袋中装水取暖14.C；P2；电流15.解：（1）由P=UI可得，电热水器在正常工作时的电流：I==≈13.6A；（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（70℃-20℃）=2.1×106J；（3）不考虑热损失时电热水器的加热时间最短，由Q=W=Pt可得，需要的最少加热时间：t′====700s，因为热量会以热传递的形式转移给容器、空气等，所以实际上加热时间总是比所求得结果长得多．答：（1）电热水器在正常工作时的电流是13.6A；（2）热水器装满10kg的水后，把水箱中的水加热到70℃，要吸收2.1×106J的热量；（3）这个过程，电热水器正常工作至少700s；热量会以热传递的形式转移给容器、空气等．16.解：（1）由电热壶的铭牌可知，额定功率P=1000W，额定电压U=220V，由P=可得，电热壶电阻丝的电阻：R===48.4Ω；（2）水的体积：V=1L=1×10-3m3，由ρ=可得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg；水从30℃加热到100℃，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-30℃）=2.94×105J；不考虑热损失，则电热壶消耗的电能：W=Q吸=2.94×105J；电热壶正常工作时的功率为1000W，由P=可得需要的时间：初中物理试卷第6页，共14页.t===294s；（3）当电压为198V时，电热壶的实际功率：P实===810W．答：（1）电热壶电阻丝的电阻为48.4Ω；（2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1L水从30℃加热到100℃所需要的时间为294s；（3）当电压为198V时，电热壶的实际功率为810W．17.解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0），=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×105J．（2）由P=得：热水器正常工作5min所消耗的电能：W′=Pt′=1600W×5×60s=4.8×105J．η=×100%=×100%=87.5%．（3）由于该热水器的效率不变，若此过程改用天然气来加热，则Q 放===4.8×105J．由q=得：V===1.2×10-2m3．答：（1）水吸收了4.2×105J 的热量；（2）该热水器正常工作时效率为87.5%；（3）至少需要1.2×10-2m3天然气．18.解：（1）一天得到的电能：W=1.75×108J/h×10h=1.75×109J，水吸收的热量：Q=1.75×109J×60%=1.05×109J，由Q=cm△t 得水的质量：m===5×103kg；（2）由Q放=Vq得天然气的体积：V====50m3；（3）使用太阳能，无污染，并且利用天然能源，取之不尽，用之不完，可以节约有限的化石能源．答：（1）若每天得到的电能有60%用来加热水，可以使5×103kg的水温度升高50℃；（2）需要完全燃烧50m3的天然气；（3）无污染；取之不尽，用之不完．19.解：（1）由密度公式ρ=可知水的质量：.m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg，在1标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量：Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×105J；（2）由电磁炉铭牌知其额定电压220V，额定功率2100W，由P=UI可得，正常工作时通过电磁炉的电流：I==≈9.5A；（3）由P=可得，烧水时电磁炉工作消耗电能：W=P额t=2100W×7×60s=8.82×105J，所以电磁炉烧水时的效率：η=×100%=×100%≈95.2%．答：（1）水至少吸收8.4×105J的热量．（2）正常工作时通过电磁炉的电流9.5A．（3）此电磁炉烧水时的效率是95.2%．20.解：（1）由题水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（60℃-20℃）=8.4×105J；（2）由P=可得电水壶电热丝的电阻：R===48.4Ω；（3）电水壶接入照明电路中正常工作，不计热量损失，Q吸=W=Pt，所以电水壶工作的时间：t===840s．答：（1）水吸收的热量为8.4×105J；（2）电水壶电热丝的电阻为48.4Ω；（3）电水壶工作的时间为840s．【解析】1.解：电风扇和洗衣机主要是把电能转化为机械能；电视机主要把电能转化为光和声音；只有电饭煲是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故B符合题意．故选B．要解答本题需掌握：电流的热效应就是把电能转化为内能．本题主要考查学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，是一道基础题．2.解：如图，通过电阻的电阻相同，通电时间相同，由于两个电阻并联后与左边的电阻串联，则通过电阻的电流不同，根据控制变量法可知：电阻的导体的长度、电阻相同，通电时间相同，所以探究的是电流产生热量跟电流的关系．故选B．初中物理试卷第8页，共14页.分析各个电阻的连接方式，然后根据串联、并联电路的电流特点，结合欧姆定律的应用分析．本题考查了学生对焦耳定律的认识，注意该实验中控制变量法和转换法的应用，是中考物理常见题型．3.解：根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻R越大，电流通过R产生的热量越多；电炉丝与导线串联，它们的通电时间和电流大小都相同，由于导线的电阻远小于电炉丝的电阻，因此电炉丝产生的热量远远大于导线．所以，电炉丝热得发红，而导线却不怎么热，故A正确，BCD错误．故选A．电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律分析判断．本题考查串联电路的规律，应明确两电阻串联时，电路中的电流是相等的；同时应注意该现象的根本原因是因为发热量不同造成的．4.解：A、收音机工作时，主要将电能转化为声能，不合题意；B、电熨斗工作时，主要将电能转化为内能，符合题意；CD、电风扇和洗衣机主要是依靠电动机工作，将电能转化为机械能，不合题意．故选B．电流做功的过程，实际上就是能量转化的过程，消耗电能转化成其它形式的能．本题考查了用电器中的能量转化，要知道电风扇、洗衣机主要部件是电动机，把电能转化为机械能．5.解：A、电风扇利用电动机带动工作，即将电能主要转化为了动能，故错误；B、电视机工作时将电能转化为光能和声能，故错误；C、洗衣机利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应．故错误；D、电饭锅是利用了电流的热效应来加热的，故D正确．故选D．当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务；另一方面，电流的热效应也有一些不利影响．任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应．主要考查电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应在生活中的应用实例，只有认真把握它们的定义，才能真正区分它们利用的是哪一个效应．体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念．6.解：A、微波炉主要是把电能转化为电磁波，不是利用电流热效应，故A错误；B、电熨斗是将电能转化为内能，是利用电流的热效应，故B正确；C、电风扇是将电能转化为机械能，不是利用电流热效应，故C错误；D、洗衣机主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应，故D错误．故选B．电流具有热效应、磁效应和化学效应；电流的热效应就是把电能转化为内能．本题主要考查学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化．是一道基础题．.7.解：电动机工作2min消耗的电能：W=UIt=12V×0.5A×2×60s=720J，在2min内线圈产生的热量：Q=I2Rt=（0.5A）2×0.3Ω×120s=9J；电能转化成的机械能：W机械=W-Q=720J-9J=711J．故答案为：9；711．（1）已知电压与电流，由功的公式W=UIt可求出电动机消耗的电能；（2）利用焦耳定律公式Q=I2Rt可求出电动机线圈产生的热量；（3）电动机消耗的电能与电动机线圈产生的热量之差等于电动机转化的机械能．本题考查了电动机消耗电能、线圈产生的热量、电动机转化机械能的计算，要知道电动机消耗的电能等于电动机线圈产生的热量与转化的机械能之和．8.解：电流产生的热量：Q=I2Rt=（1A）2×100Ω×100s=1×104J．故答案为：1×104．知道通过电阻丝的电流、电阻丝的阻值和通电时间，根据焦耳定律公式Q=I2Rt求出电流产生的热量．本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握，只要记住公式Q=I2Rt即可正确解答，属于基础性题目，比较简单．9.解：丹麦物理学家奥斯特在1820年发现：通电导线周围存在着磁场，这是电流的磁效应．故答案为：磁场．奥斯特实验：在静止的小磁针上方，放一根与磁针平行的导线，给导线通电时磁针将偏转，说明了通电导体周围存在磁场．本题是一道基础题，掌握基础知识即可正确解题，平时要注意基础知识的学习．10.解：（1）由图可知，两电阻串联，电流和通电时间相等，阻值R1的电阻丝两根，阻值R2的电阻丝两根（R1＞R2），电阻不等，由此可知，甲图可以探究当电流和通电时间相同时，电流产生热量跟电阻的关系；（2）在探究电流大小和通电时间相同，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时，应控制煤油的质量相等，故最后一栏为“质量/kg”；（3）实验中采用两电阻串联的方式，目的是为了控制两电阻丝中的电流相同．通电一定时间后，甲瓶中温度计示数高，由此得出的实验结论是：电流相等，通电时闻相同时，电流产生的热量与电阻有关；（4）通电时间不变，适当减少煤油的质量，由Q=cm△t可知，升高相同的温度，吸热比较少，加热时间短．故答案为：（1）电流；通电时间；（2）质量/kg；（3）电流相等，通电时闻相同时，电流产生的热量与电阻有关；（4）加热时间短．（1）图中，两电阻串联，电路中的电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt可判断产生热量与什么物理量有关；（2）在探究电流大小和通电时间相同，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时，应控制煤油的质量相等；（3）实验中采用控制变量法，探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系时，控制通初中物理试卷第10页，共14页.电时间和电流大小相同，将两电阻丝串联在电路中，控制电流相同；（4）根据Q=cm△t分析．采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，然后看热量的变化．11.解：（1）电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少．探究电流产生的热量多少与电阻的关系时，应控制通过甲乙两电阻的电流和通电时间不变．故据图可知，此时两电阻串联，所以电流相同，通电时间相同，故该装置可以探究电热和电阻的关系；（2）在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值R甲=R乙时，即相同的时间两电阻丝上产生的热量相同，故温度计a比温度计b温度升高得快，则说明甲的比热容小于乙的比热容．故答案为：（1）升高；电流；电阻；（2）=；小于；（1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少．（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生的热量跟电流大小关系时，控制电阻和通电时间不变；探究电流产生的热量跟电阻的关系时，控制电流和通电时间不变；探究电流产生的热量跟通电时间的关系时，控制电流和电阻不变．（3）相同质量的物质吸收相等的热量，温度升高越快，吸热能力越弱，比热容越小．掌握电流产生热量多少的影响因素，利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系．12.解：（1）由图甲知，两电阻丝串联，通过的电流相同、通电时间相同，两电阻的阻值不同，所以可探究的问题是在通过的电流一定时，电热与电阻的关系；（2）由图乙知，两电阻丝并联，并且两电阻的阻值、通电时间相同，探究的问题是在电阻和通电时间一定时，电热与电流的关系；（3）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，但可以通过煤油的温度升高把电流通过导体产生热量的多少体现出来．这种研究问题的科学方法叫做转换法．故答案为：（1）电阻；（2）电阻；电流；（3）温度升高；转换．（1）（2）分析甲图和乙图中电阻丝的连接方式（串联时电流相同、通电时间相同），并结合焦耳定律找出相同的量和不同的量，据此分析得出答案．（3）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来．本题考查了控制变量法和转化法的应用，并结合所选取的实验器材能确定研究的问题，并且可以把所学的物理知识在生活中加以应用．13.解：（1）实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少；这种探究方法叫转换法；（2）根据焦耳定律可知，电热与电阻有关，阻值相差越大，电热相差越明显，故选B；（3）由Q=I2Rt可知，相同的电阻丝在相同时间内产生的热量相同，即水和煤油吸收的热量相同，由Q=cm△t可知，温度计升高的示数越小，比热容越大，故装水的是烧瓶B；由于水和煤油吸收的热量相同，所以Q1=Q2，即c1m1△t1=c2m2△t2，则=2，解得c煤油=2.1×103J/（kg•℃）；热水袋中装水取暖就是利用水的比热容大的特性．故答案为：（1）温度计示数；转换法；（2）B；（3）相同；B；2.1×103；热水袋中装水取暖．（1）温度计示数的变化反映了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少，这种探究方法叫转换法．（2）电热和电阻有关，当电流和能电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多．（3）由Q=I2Rt可知，电阻丝在相同时间内产生的热量相同，即水和煤油吸收的热量相同，由Q=cm△t即可求出煤油的比热容．本题通过实验探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，考查了学生对控制变量法的应用以及掌握一种常用的物理研究方法--转换法．14.解：（1）①aj间有电压，说明电源没有问题；②ai间有电压，说明导线ji没有断路；③ah间有电压，说明金属丝A没有断路；④ag间有电压，说明导线gh没有断路；⑤af间有电压，说明金属丝B没有断路；⑥ae间没有电压，说明导线fe断路；⑦ad间没有电压，说明滑动变阻器或者导线fe断路；⑧ac间没有电压，说明导线cd、滑动变阻器或者导线fe断路；⑨ab间没有电压，说明导线开关、cd、滑动变阻器或者导线fe断路．综上可知，导线ef断路．（2）由图可见，A、B两段电阻丝串联，通过的电流相等，由于两个烧瓶中金属丝A、B的电阻R A＜R B，根据Q=I2Rt，所以金属丝B产生的热量多，因此P2温度计示数升高得快．（3）甲乙两图中，通过电阻R A的电流不同，比较相同通电时间内，P1和P3两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关．故答案为：（1）C；（2）P2；（3）电流．（1）电压表是测量电压的仪表，电源是提供电压的装置，电压表如果有示数，说明电压表和电源两极连接的部分没有断路；电压表如果没有示数，说明电压表与电源两极连接的部分断路或者电压表被短路．（2）两段电阻丝串联，通过的电流相等，根据焦耳定律的内容可知：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多．（3）在电阻和通电时间相同的条件下，观察两只温度计示数变化情况，可以探究电流产生的热量与电流的关系．本题考查了电路故障的判断以及焦耳定律的探究实验，尤其是电路故障的判断是个难点，难度较大．15.（1）电热水器在正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出其电流；（2）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；（3）不考虑热损失时电热水器的加热时间最短，根据Q=W=Pt求出最短加热时间，然后根据热量的散失回答实际加热时间比计算加热时间长的原因．本题考查了电功率公式、吸热公式、电功公式的灵活运用，从表格中获取有用的信息是。
探究焦耳定律练习题有答案
绝密★启用前探究焦耳定律练习题有答案注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明一、选择题1．同为“220V 40W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作5 min，它们产生的热量A. 电灯最多B. 电烙铁最多C. 电扇最多D. 一样多【答案】B【解析】由铭牌“220V40W”上标示我们看出，这些用电器功率均是40W，即正常工作5min内消耗的电能相同．而电灯是消耗电能转化为内能，然后利用炽热发光；电扇将电能转化为机械能和内能，电烙铁将电能全部转化为内能；所以它们产生的热量不一样多，因电烙铁将电能全部转化为内能，则产生的热量最多的是电烙铁．故选B．2．下列现象或装置中，利用了电流热效应的是（）①电视机后盖有许多小孔②电动机外壳上装散热片③电饭锅④电灭蚊器⑤教室投影仪箱里装有小风扇⑥电暖手宝．A．①②⑥ B．①②⑤ C．③④⑥ D．②③⑥【答案】C【解析】试题分析：当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务；另一方面，电流的热效应也有一些不利因素．解：①电视机的机壳上有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉，不符合题意；②电流通过电机产生的热量是有害的，有许多散热片可以用来散热，不符合题意；③电饭锅是利用了电流的热效应，把电能转化为内能，从而给食物加热，符合题意；④电灭蚊器，是利用电流的热效应工作的，符合题意；⑤教室投影仪箱里装有小风扇，是为了散失热量，过多的热量会影响投影仪的正常工作，不符合题意；⑥电暖手宝将电能转化为内能，利用了电流热效应工作的，符合题意．故选C．3．如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前，A、B 两U形管内的液面相平，接通电源一分钟后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（）A．I1＞I2，A管中的液面较高 B．I1＜I2，A管中的液面较低C．I1=I2，A管中的液面较高 D．I1=I2，A管中的液面较低【答案】D【解析】试题分析：由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，根据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答．解：因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等，故AB不正确；由Q=I2Rt可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，右侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，B测玻璃管液面较高，故C不正确，D正确．故选D．4．小华家电热毯内的电阻丝断了，她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用中发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是：A. 电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大B. 电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小C. 接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多D. 接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多【答案】D【解析】将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位很少，很细，电阻就较大．根据焦耳定律公式Q=I2 Rt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，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的，故选D。
人教版物理选修3-1《焦耳定律》同步练习及答案
焦耳定律同步试题一、选择题1．把“8V 16W”和“12V 36W”的两盏电灯1L、2L串联到电压是16V的电路中，比较两盏电灯的实际功率，则（）A．灯1L的实际功率大B．灯2L的实际功率大C．两盏电灯的实际功率一样大D．不能确定哪盏电灯的实际功率2．某电路在1分钟内消耗的电能为100J。
若电路两端的电压变为原来的2倍，电路的电阻变为原来的二分之一。
此电路在1分钟内消耗的电能是（）A．50J B．200JC．400J D．800J3．将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为p。
若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源。
则它的功率为[ ]A. 4p B．0．25p C．16p D．0．125p4．一根电阻丝在通过2c的电量时，消耗电能是8J。
若在相同时间内通过4c的电量，则该电阻丝两端所加电压u和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为[ ]A．u＝4v B．u=8v C．E＝16J D．E=32J5．两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是[ ]A．额定电压高的灯泡较亮B．额定功率大的灯泡较亮C．接在电压高的电路两端的那盏灯较亮D．在电路中实际功率大的灯较亮6．有两个电阻连接在同一电路中，用电压表测得它们两端的电压相等，若在同一时间内它们产生的热量也相等，则这两个电阻（）A．阻值不一定相等B．通过的电量不一定相等C．可能是串联D．可能是并联7．如图所示，电压U不变，电阻R为固定电阻，如要使电路消耗的总功率稍稍增大一点，则可行的办法是（）A．给R串联一个较小的电阻B．给R并联一个较小的电阻C．给R串联一个较大的电阻D．给R并联一个较大的电阻8．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为r。
设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内[ ]A．电炉和电动机产生的电热相等B．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C．电炉两端电压小于电动机两端电压D．电炉和电动机两端电压相等9．在电动机正常工作时，每秒钟内电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说法中正确的是[ ]A．电功等于电热B．电功等于电热的0.24倍C．电功等于电动机输出的机械功D．电热仅为电功的一部分10．有两盏电灯泡1L和2L，用图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯1L的亮度，则（）A．甲图的电路中灯1L较亮B．乙图电路中灯1L较亮C．两个电路中灯1L一样亮D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断二、填空题1．在一根导线两端加上一定的电压，每秒内发出一定的热量，今将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，再加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量是原来的______倍. 2．导体两端加12V电压，1分钟内通过导体横截面积的电量为240C，此导体的电阻值为____Ω，导体中产生了_____的热量。
初中物理焦耳定律练习题及答案
初中物理焦耳定律练习题及答案【典型例题】类型一、基础知识1、（2015•宿迁中考）电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（）A．通电导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝缘皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少【思路点拨】电炉丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。
【答案】D【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故A错误；因为Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，所以产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故D正确，B、C错。
故选D。
【总结升华】本题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握，分析时注意用好控制变量法。
举一反三：【变式】某导体通过1A的电流时，在某一段时间内放出的热量是4J，如果通过它的电流增加到2A，在相同的时间内放出的热量是()Ａ．8JＢ．16JＣ．32J D.64J【答案】B【解析】由于Q=I2Rt可知在t、R一定时，Q与I2成正比，电流变为原来的2倍时，Q变为原来的4倍。
2、小强同学为了探究“通电导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验(甲、乙两个相同的烧瓶里装满煤油，玻璃管内液面相同)。
(1)电阻丝甲与乙采用串联的连接方式，其目的是_________。
(2)已知电阻丝的阻值R甲>R乙，通电一段时间后，_________烧瓶中的玻璃管液面上升较高。
(3)我们保持电源的电压不变，利用该实验装置还可以探究通电导体产生的热量与_________的关系(写出一种即可)。
(4)上述实验中，用到的科学方法主要是“控制变量法”，请你另举一个平时学习过程中用到这种方法的实验名称：_________。
【答案】(1)使甲和乙的通电时间和通过的电流相同；(2)甲；(3)电流大小(或通电时间)；(4)探究电流与电压和电阻的关系。
中考物理专题复习《焦耳定律的综合计算》测试卷-附带答案
中考物理专题复习《焦耳定律的综合计算》测试卷-附带答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________一、计算题1．如图所示电路，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω1A”，实验得到小灯泡的I-U图像如图乙所示。
求：（1）小灯泡正常发光时，通过滑动变阻器的电流大小；（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量。
2．小李家中新购置了一台挂式电热水器，他查看了电热水器说明书后，将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图，该热水器设有高，中，低三挡，电热丝R1=50Ω，电热丝R2=220Ω，电热转化效率为84%，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，求：（1）高温挡的加热功率；（2）用低温挡将33kg 水从20℃加热到60℃需要的时间。
3．某家用电热取暖器的简化电路如图所示，1R 、2R 为发热电阻。
取暖器工作时，通过开关1S 和2S 实现低温、高温的挡位控制。
已知电源电压220V 不变，高温挡功率为11320W 55ΩR ，。
求：（1）取暖器处于高温挡时，电路中的电流；（2）发热电阻2R 的阻值。
4．小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫, 如图甲．小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V ，R 2=12Ω，低温功率为9W ．求：（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少？（2）加热片R 1的阻值是多少？（3）座椅垫处于“高温”挡时，功率是多少？高温挡5min 能产生热量是多少J ？5．2022年2月，广东迎来近年来最冷的春天，一些家庭紧急购入了电暖器抵御寒冷。
如题图甲所示，是某一品牌的电暖器，图乙是其内部电路原理图，铭牌如表所示，已知电阻12R R 。
九年级物理《焦耳定律》练习题及答案
九年级物理《焦耳定律》练习题及答案九年级物理《焦耳定律》练习题及答案本课时的重点内容就是焦耳定律及其应用，中考中常见的相关考点有：焦耳定律的内容及应用、用控制变量法研究焦耳定律的实验、电热器的构造特点和原理等.其中有关焦耳定律的应用的试题较多，多表现为计算题，应用焦耳定律求与之相关的各物理量，对于焦耳定律的表达式Q=I2Rt适用任何用电器求电流热效应中产生的热量问题，而由之推导出的 Q=UIt=U2/Rt=Pt则只能适用于纯电阻电路求电流热效应的计算，使用时一定要分清情况，注意公式的应用范围，切忌乱套公式.有关用电器产生的电热的计算问题，往往要综合运用到串、并联电路的特性、欧姆定律和热量等知识，还要能够灵活运用求电流热效应的各种计算公式.对于纯电阻电路，产生的电热就等于消耗的电能，所以关键是要求出用电器的电功率(有关电功率的计算请参见第2课时电功率)，很多电热问题归根究底也就是想办法求电功率.复习本课时内容时特别要注意与电功、电功率知识的相互联系。
课前热身1.电流通过导体时产生的热量跟__________成正比，跟导体的____成正比，跟__________成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字表达式是_______.2.电热器是利用电流的__效应制成的，它的主要部件是______.电流流过电热器所做的功全部用来产生____.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为5Ω和15Ω，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电压之比为_____，在相同的时间内产生的热量之比为______；如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为____，在相等的时间内产生的'热量之比为____.电流的平方电阻通电的时间Q=I2Rt热发热体热量1∶31∶33∶13∶1课前热身4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压，那么下列说法中正确的是( )A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少5.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在1s内产生的热量是2J，要让该电阻(其电阻大小恒定不变)产生8J的热量，可采用的办法是( )A.使电源电压变为10V，通电时间仍为1SB.使电源电压仍为5V，通电时间变为2SC.使电源电压变为20V，通电时间变为 SD.使电源电压变为10V，通电时间变为2SCA课前热身6.有一种家用电熨斗的规格为“220V，300W”，这种电熨斗内部的电热丝的电阻是多少?如在额定电压下工作，1min内产生的热量是多少?【答案】161.3Ω，1.8×104J典型例题解析【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热，这是为?电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多.【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J.3800200典型例题解析【例3】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置，它是由三段阻值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路与方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时为高温，掷到B点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的热量是低温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电路图.图9-3-1答案典型例题解析典型例题解析【例4】现有甲、乙两只废旧电炉，分别标有“220V，1000W”和“220V，500W”字样，其中电热丝均完好无损.某想利用这些电热丝来自制一个电热器接入照明电路中使用，下列设想可行的是( )A.要使电热器的电功率为250W，只要将乙电热丝的一半接入电路B.要使电热器的电功率为2000W，只要将乙电热丝分成等长的两段并联后接入电路C.要使电热器的电功率为400W，只要将乙电热丝与一半长的甲电热丝串联后接入电路D.要使电热器的电功率为750W，只要将两只电热丝各取一半串联后接入电路C方法小结对于用电器吸热量的计算，首先要分析该电器是非纯电阻性器件还是纯电阻性器件，初中阶段研究的用电器大多为纯电阻性器件.对于非纯电阻性器件，电流产生的热量只能用Q=I 2Rt来计算，而纯电阻性器件则可用下列等式中任一个计算热量：Q=I2Rt= W=UIt=U2/Rt=Pt.在很多情况下，计算纯电阻性器件产生的电热问题，可归结为用电器的电功率的计算问题(因为通电时间往往为已知)，所以必须理解电功率的各个计算公式，以及串并联电路特性和欧姆定律.至于将用电器的电热问题与热学中的热量问题相结合的题目，关键抓住两者之间的联系，即有百分之多少电热被水或物质吸收了，然后分头求解即可.课时训练1.某同学自制了一个“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为220V时，1min内产生的热量的______J.2.一个标有“220V，500W”字样的电加热器(俗称“热得快”)，正常工作20分钟产生的热量为______焦.假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收，在标准大气压下 ____(填“能”或“不能”)将质量为2千克20℃的水加热至沸腾.3.阻值为R的电热丝接到电压不变的电源上，3分钟可以使一杯水烧开，现换用阻值为2 R的电阻，再接到此电源上，__分钟可以使同样的一杯水烧开.290.4不能6×1056课时训练4.如图9-3-3所示，电源电压220伏，R是电烙铁，标有“220V，40W”字样；L是电灯泡，标有“PZ220—40”字样.当开关S闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是________焦，当开关S断开时，电烙铁的实际功率是__瓦；开关S断开后，整个电路工作__小时消耗1千瓦电能.5.将规格分别为“220V，1000W”和“220V，500W”的甲、乙两根电阻丝串联起来，接入一电源两极，电源最大不能超过___伏，此时，整个电路的最大功率是___瓦.750502.4×10 310图9-3-3330 课时训练6.研究焦耳定律的实验装置如图9-3-4所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值比乙瓶中的电阻大.实验分三步进行，其中第一步为：接通电路一段时间，比较甲、乙两瓶中的煤油哪个上升得高，这一步是在什么情况下研究热量跟哪个物理量的关系?( )A.是在通电时间相同的情况下，研究热量跟电流的关系B.是在电流相同的情况下，研究热量跟通电时间的关系C.是在电流相同但电阻不同的情况下，研究热量跟通电时间的关系D.是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关系D 图9-3-4课时训练图9-3-4课时训练7.如图9-3-5所示，a、b相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上升较快的是( )A. a容器中的水B. b容器中的水C. a、b容器中的水温上升的快慢一样D.无法判断B图9-3-5课时训练8.一电热器有两根电阻丝，当只使用一根时，需t1分钟才能煮沸一壶水，当只使用另一根通电时，需要t2分钟才能煮沸一壶水，已知t1 ＜ t2，若将这两根电阻丝并联起来使用，则煮沸同样一壶水的时间为t，那么（）A. t 大于（t1 + t2 ）B. t小于（t1 + t2 ）C. t介于t1和t2之间D. t 应为t1和t2之和9.在温度是20℃的2400g的水里有一根阻值为10Ω的电阻丝.若通过这根电阻丝的电流是10 A，需要多少时间才能把水加热到95℃(假设电阻丝放出的热量全部被水吸收)?【答案】756秒D下载全文。
最新焦耳定律经典练习题(含答案详解)
电功率和热功率1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A ，则电动机因发热损失的功率为( ) A ．500 W B ．25 W C ．1 000 W D ．475 W答案 B解析 电动机的热功率P ＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误．电功和电热2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I2，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C.Q 2 D.Q4答案 C解析 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的12，时间不变，则热量变为原来的12.C 正确．非纯电阻电路的特点及有关计算图2633．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R ＝U －U V ＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝5010 A ＝5 A即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V 输入电动机的功率P 入＝I M ·U M ＝550 W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2M r ＝20 W电动机输出的机械功率P 出＝P 入－P 热＝530 W(时间：60分钟)题组一 电功和电功率1．关于电功，下列说法中正确的有( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式能的量度C ．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB2．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝Wt，下列叙述正确的是( )A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D ．以上均不正确 答案 AB解析 P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确．3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω，10 W ”和“20 Ω，40 W ”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D ．1∶2 000 答案 C解析 由公式P ＝I 2R 得：I ＝PR，所以I 1∶I 2＝5∶10. 4．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多答案 B解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B 选项正确．5．电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )答案 C解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，且有U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B ，所以U B ＞U 并，B 灯烧毁．对于C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×110 V ，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110 V ，所以C 电路消耗电功率最小．6．两盏额定功率相同的灯泡A 和B ，其额定电压U A >U B ，则下列说法正确的是( )A．两灯正常发光时，灯泡的电流I A>I BB．两灯电阻R A<R BC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A<P BD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′<P B′答案 D解析由P＝U2/R可知R A>R B，由P＝UI可知额定电流I A<I B.两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以P A>P B；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝1R，所以P A′<P B′.题组二非纯电阻电路及焦耳定律7．有一内阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120 WB．电解槽消耗的电功率为60 WC．电解槽的发热功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W答案 B解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且流过电解槽的电流I＝I灯＝60110A＝611A，则电解槽消耗的电功率P＝IU＝P灯＝60 W，A选项错误，B选项正确；电解槽的发热功率P热＝I2r＝1.3 W，C选项错误；电路消耗的总功率P总＝IU总＝611×220 W ＝120 W，D选项错误．图2648．如图264所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则()A．电动机内部发热功率为I2RB．电动机的机械功率为IUC．电动机的总功率为IUD．电动机机械功率为IU－I2R答案ACD9．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断(1)正常工作时，其中功率最大的是()A．54 cm彩色电视接收机：工作电压170 V～240 V；工作频率50 Hz；额定功率85 W B．BC－65B电冰箱：额定电压220 V；工作频率50 Hz；额定功率70 W；耗电量：0.5 kW·h/24 hC．FS－69电风扇：规格400 mm；额定电压220 V；工作频率50 Hz；额定功率65 W D．KFR－33GW空调机：额定电压220 V；工作频率50 Hz；制冷/制热电流6.2 A(2)根据上题铭牌上提供的信息，判断在12 h内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是()A．电冰箱比电风扇多B．电风扇比电冰箱多C．电风扇与电冰箱一样多D．电冰箱比电风扇可能多，也可能少答案(1)D(2)B解析(1)根据题意得：正常工作时电视机的功率为85 W，电冰箱的功率为70 W，电风扇的功率为65 W，空调机的功率为P＝UI＝1 364 W，因此，功率最大的是空调机．(2)依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12 h内消耗电能为0.25 kW·h，而电风扇在12 h内消耗电能为W＝Pt＝0.78 kW·h，故B选项正确．图26510．如图265所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω.当电键打开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率应是()A．I＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W答案BD解析电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2＞I22R2，所以I2＜UR2＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2＜1.5 A，A错误、B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)＜15 W，C错误、D正确．题组三 综合题组11．用稳压电源和三根电阻丝R 1、R 2、R 3来加热一桶水，三根电阻丝采用如图所示的几种连接方式，则供热最快的是( )答案 C解析 A 选项总电阻为R 3，B 选项总电阻为R 1＋R 2＋R 3，C 选项的总电阻小于R 1、R 2、R 3三个电阻的任何一个电阻，D 选项的总电阻大于R 3，E 选项的总电阻大于R 1，可知C 选项的总电阻最小，根据P ＝U 2R知，功率最大，供热最快．故C 正确．12．功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( ) A ．8×108 kW·h B ．8×1010 kW·h C ．8×1011 kW·h D ．8×1013 kW·h答案 B解析 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h ＝182.5 kW·h ，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW·h ＝7.3×1010 kW·h ，最接近B 选项，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误． 13．规格为“220 V 36 W ”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接上220 V 的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率． 答案 (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W解析 (1)排气扇在 220 V 的电压下正常工作时的电流为 I ＝P U ＝36220 A ＝0.16 A 发热功率为P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40 W ＝1 W 转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I ′＝U R ＝22040 A ＝5.5 A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5 W ＝1 210 W.14．表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：(1)(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02倍，在最大载重量的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？(g 取10 m/s 2) 答案 (1)1.63 Ω 85.7% (2)4 m/s解析 (1)由题目提供的表可知，电机的输出功率为P 出＝120 W ，额定电压为U 0＝40 V ，额定电流为I 0＝3.5 A 电机正常工作时输入功率为 P 入＝U 0I 0＝40×3.5 W ＝140 W 所以电机的效率为η＝P 出P 入×100%＝120140×100%≈85.7%设电机的内阻为r ，则由欧姆定律知P 入－P 出＝I 20r 解得r ＝1.63 Ω(2)设车的质量为m ，由题意知，行驶时所受阻力为F 阻＝k (M ＋m )g 当达到最大速度v max 时，应用P 出＝F 阻v max解得v max＝4 m/s.。
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《焦耳定律》练习题
1、小明在科技实践活动中需要一只150Ω的电阻，可手边只有600Ω、200Ω、120Ω、80Ω、70Ω、30Ω的电阻各一只，他可用两只电阻联代用，也可用两只电阻联代用。
2、标有“220V 40W”的电烙铁，接在220V的电源上，该电烙铁每分钟产生的热量是J，1h消耗的电能是kwh.
3、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R
甲>R
乙
，现将两只电炉分别接入电源电压为220V
的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I
甲I
乙
，两电炉的电阻丝
放出的热量Q
甲Q
乙。
（均选填“>”、“<”或“=”）
4、小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。
将这个电热驱蚊器接在220V的电源上，100s内产生的热量是J。
5、一电热器电阻丝的电阻为120Ω，接在220V的电路中，要产生3.63×105J的热量，需通电min。
6、将一台“220V 100W”的电风扇、一个“220V 100W”的充电器、一把“220V 100W”的电烙铁分别接到220V的电源上，在相同时间内，通电后产生热量最多的是（）
A、电烙铁
B、充电器
C、电风扇
D、一样多
7、在相同时间内，电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多，则下列说法正确的是（）
A、甲的电阻一定大于乙的电阻
B、甲两端的电压一定大于乙两端的电压
C、甲中的电流一定大于乙中的电流
D、甲的实际功率一定大于乙的实际功率
8、把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上，它们在时间t内产生的热量
为Q
1；若把它们并联起来接在同一电源上，在相同的时间内产生的热量为Q
2
，则
( )
A、Q
1∶Q
2
＝1∶4 B、Q
1
∶Q
2
＝4∶1 C、Q
1
∶Q
2
＝1∶2 D、Q
1
∶Q
2
＝2∶1
9、在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同的物理量是（）
A、通过它们的电流和加在两端的电压
B、通过它们的电流和它们的电阻
C、通过它们的电流和通电时间
D、通过它们的电流、加在它们两端的电压及通电时间
10、电熨斗通电生很烫，而连接电熨斗的导线却并不怎么热，这是因为（）
A、导线不绝缘保护层，能隔热
B、导线散热快，所以温度低
C、通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D、导线电阻小产生的热量少
11、为了使电热器的功率变为原来的一半，下列办法中正确的是（）
A、保持电压不变，电阻变为原来的一半；
B、保持电阻不变，电压变为原来的一半；
C、电压和电阻都变为原来的一半；
D、使电压变为原来的1/4，电阻变为原来的一半
12、用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一半，则同
样烧开这些水所需的时间应为 ( )A ．t ／4 B ．t ／2 C ．2t D ．4t 13、有一只电烙铁，如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，下面几种改装方法可行的是：( )
A ．把电阻丝剪去一小段。
B ．更换一根较粗的电阻丝。
C ．与电阻丝串联一个电阻。
D ．与电阻丝并联一个电阻
14、电动汽车成为未来汽车发展的方向。
若汽车所用电动机两端的电压为380V ，电动机线圈的电阻为2Ω，通过电动机的电流为10A ，则电动机工作10min 消耗的电能为多少焦？产生的热量是多少焦？
15、有一个电路，电阻R 和小灯L 串联在电源两端.电源电压为15V ，已知电阻R =3Ω，且R 在电路中1s 内产生的电热为27J,.灯L 的额定功率为32W ，求： （1）小灯泡的阻值. （2）小灯泡的额定电压.
（3）小灯泡在电路中实际电功率 16在研究焦耳定律的演示实验中， （1）（本题各空均选填“相同”或“不同”）为了研究电流通过导体放出的热量与电阻的关系，两烧瓶中煤油的质量应__________，通过两烧瓶中两根电阻丝的电流应__________，两烧瓶中两根电阻丝的阻值应__________。
(2)该实验采用的研究方法是：__________（选填“A ”或“B ”）。
A 、与研究欧姆定律的控制变量法相同
B 、与研究合力与分力关系的等效法相同
答案与部分详解
1、120Ω和30Ω，串；600Ω和200Ω，并；80Ω和70Ω，串。
2、2400J ；0.04（J Rt I Q A I R 240011
2
,12104022022==∴=Ω==) 3、＜，＜（纯电阻-==
UIt Q R
U
I ,） 4、484 (t R
U Q 2
=) 5、150(s U
QR
t t R U Q 900022==⇒=） 6、A
7、D(热能是由电能转化而来，在相同时间内产生热能越多，就表示单位时间内电流做功越多，所以甲的实际功率比乙的大）
8、A （12
22214242
1:;2:Q t R U t R U Q t R U Q ====
并联串联) 9、C 10、D 11、C
12、D 13、C J Rt I Q J s A V UIt W 5226102.16002101028.26001038014⨯=⨯⨯==⨯=⨯⨯==、
W
R U P V
R P U R
U P I U U R V IR U A Rt Q I Rt I Q R L R 182
6)3(8232)2(23
9159333327)1(152
2
2====⨯==⇒=Ω=-=-=∴=⨯==∴===
⇒=实实额额、
16、（1）相同；相同；不同（2）A
答案与部分详解
1、120Ω和30Ω，串；600Ω和200Ω，并；80Ω和70Ω，串。
2、2400J ；0.04（J Rt I Q A I R 240011
2
,12104022022==∴=Ω==) 14、＜，＜（纯电阻-==
UIt Q R
U
I ,） 15、484 (t R
U Q 2
=) 16、150(s U
QR
t t R U Q 900022==⇒=） 17、A
18、D(热能是由电能转化而来，在相同时间内产生热能越多，就表示单位时间内电流做功越多，所以甲的实际功率比乙的大）
19、A （12
22214242
1:;2:Q t R U t R U Q t R U Q ====
并联串联) 20、C 21、D 22、C 23、D 24、C
J Rt I Q J s A V UIt W 5226102.16002101028.26001038014⨯=⨯⨯==⨯=⨯⨯==、
W
R U P V
R P U R
U P I U U R V IR U A Rt Q I Rt I Q R L R 182
6)3(8232)2(23
9
159333327)1(152
2
2====⨯==⇒=Ω=-=-=∴=⨯==∴===
⇒=实实额额、
16、（1）相同；相同；不同（2）A。