探究焦耳定律例题 (30)
焦耳定律实验典型例题(含答案及解析)
中考物理复习焦耳定律一．解答题（共12小题）1．（2010•广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量_________（选填“相等”或“不等”）的_________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系；实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择_________来进行实验．2．（1999•绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）．3．（2012•德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）．（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________．（4）该实验中用到的研究物理问题的法是_________．4．（2012•肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”．（1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉）（2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a_________R b1（选填“＞”、“＜”或“=”）（3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是_________℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越_________，它产生的热量越_________．（4）若将图（甲）的电路改成图（丙）所示，通电一段时间后，_________温度计的示数较大．（选填“a”或“b”）5．（2013•无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量_________（选填“相等”或“不相等”）．当开关闭合后，_________（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快．6．（2013•甘孜州）小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度．（1）上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联，这样连接的目的是控制通过金属丝的_________和通电时间相同．（2）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_________，产生的热量越多．（3）小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若烧瓶B的器材不变，她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外，还需更换烧瓶A中的金属丝．此外，为了能在通电一段时间后，通过两温度计示数的变化量来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有烧瓶A、B中食用油和煤油的_________相同，烧瓶A、B中金属丝的电阻_________（填“相同”或“不相同”）．7．（2013•宿迁）在探究“影响电流热效应的因素”实验中（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫_________．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用_________（选填“煤油”或“水”），理由是_________．（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）．实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流_________，其产生的热量_________．（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中_________（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶_________（选填“串联”或“并联”）．8．（2013•赤峰）为了探究影响电流产生热的因素，小红同学用两个相同烧瓶，装入等量的煤油，烧瓶A中的电阻是烧瓶B中电阻的2倍，温度计用来显示煤油的温度，如图所示，开始时两瓶中的煤油温度相同．（1）通电一段时间后，小红比较瓶口温度计的示数，是为了探究电热与_________的关系．（2）烧瓶中的液体用煤油而不用水，其主要原因是_________．（3）如果通电一段时间后，烧瓶A中煤油的温度上升了△t，则烧瓶B中的煤油温度上升_________．（假设电阻产生的热量被煤油全部吸收）9．（2014•长沙）在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化．（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的_________越大，产生的热量越多．（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的_________越大，产生的热量越多．（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是_________法和转换法．10．（2014•安顺）小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热．（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题；（2）如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，金属丝电阻分别为R A、R B，R A＜R B．通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些．请用所学的知识解释此现象．11．（2014•娄底）圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图．（1）实验总通过观察两个U形管中_________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_________的关系．（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的_________越大，电阻产生的热量越多．（4）该实验采取的探究方法是_________．12．（2013•桂林）小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实际电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，R A与R B是阻值不同的电热丝．（1）R A与R B采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、_________相等．（2）小明同学为了比较R A与R B阻值的大小，用电压表分别测出R A与R B两端电压的大小，发现U A＜U B，则R A_________R B（选填“＞”“＜”或“=”）．（3）在相同的时间内，可通过观察_________来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，试验液体选用煤油而不选水，主要是水的比热容比煤油_________（选填“大”或“小”）．（4）通过实验，发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流、通电时间相同的情况下，电阻_________（选填“越大”或“越小”），产生的热量越多．（5）小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其_________（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R A换成_________的电热丝．测量时，水和煤油的初温均为t0，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式：c煤油=_________．（已知水的比热容为c水）．小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差，原因主要有：_________．（只要写出一条即可）中考物理复习焦耳定律参考答案与试题解析一．解答题（共12小题）1．（2010•广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量相等（选填“相等”或“不等”）的同种（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与电阻的关系；实验中通过观察温度计示数变化来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择煤油来进行实验．考点：电热．专题：压轴题；控制变量法．分析：如图中两个电阻丝是串联，则电流相等，是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，应使用相同的等质量的液体，通过观察升高的温度来比较吸收的热量，由于煤油的比热容比水的比热容小，为了效果明显，应使用煤油做实验．解答：解：这是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，使用了串联电路，使电流相等，为了比较产生的热量的多少，应使用相同的等质量的液体来吸收热量，通过观察温度计示数的变化来反映吸收的热量的多少，为了使效果明显，应使用比热容小的煤油进行实验．故本题答案为：相等；同种；电阻；温度计示数变化；煤油．点评：本题利用控制变量法来进行研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，应控制吸热液体的材料相同，质量相等，通过观察液体的温度的变化来比较吸热的多少．2．（1999•绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中a图的电路（填“a”或“b”）．考点：电热；焦耳定律的计算公式及其应用．专题：电与热、生活用电．分析：首先根据两图中电阻的连接方式，求出电路的总电阻，然后根据焦耳定律的表达式Q=I2Rt和欧姆定律的表达式I=进行比较分析．解答：解：a图中两电阻并联，电路的总电阻R a=；b图中两电阻串联，电路的总电阻R b=R1+R2；∴R a＜R b又∵Q=I2Rt、I=∴Q=t因此，Q a＞Q b故答案为：a．点评：本题考查了串联电路和并联电路的电阻关系，灵活运用Q=W=t是解题的关键．3．（2012•德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容小于水的比热容．（选填“大于”或“小于”）．（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多．（4）该实验中用到的研究物理问题的法是控制变量法．考点：焦耳定律；热量的计算．专题：实验题；控制变量法；转换法．分析：（1）首先导体产生的热量是要通过煤油的温度变化体现出来，由t=+t0可知，煤油的质量和初温要相同．（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，即观察到得温度计示数变化大，则在同质量吸收相同热量的条件下，比热容小的液体温度变化大．（3）使用相同质量的煤油，通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；由此得出结论．（4）知道热量与电流、电阻及通电时间有关，可变因素较多，本题是在电流、时间相同的前提下，使用不同的电阻，探究热量与电阻的关系，这采用的是控制变量法．解答：解：（1）两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的．由Q=cm（t﹣t0）得，t=+t0，可见影响温度计示数的不只是热量，还有煤油的初温和质量，所以要保证煤油的初温和质量都相同，才能通过温度的变化反映出热量的多少．（2）若将烧瓶中装有水，则由Q=cm△t可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显；（3）综合实验过程，使用相同质量与初温都相同的煤油，在电流和通电时间相同的前提下，乙瓶中的温度计示数升高的快，说明乙瓶中的煤油吸收的热量多，即乙瓶中的镍铬合金丝产生的热量多；所以可得出的结论是：在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多（4）为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法．煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法．故答案是：（1）温度计示数；（2）小于；（3）在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多；（4）控制变量法（或转换法，填对一个即可）．点评：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．4．（2012•肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”．（1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉）（2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a＜R b（选填“＞”、“＜”或“=”）（3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是35℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越大，它产生的热量越多．（4）若将图（甲）的电路改成图（丙）所示，通电一段时间后，a温度计的示数较大．（选填“a”或“b”）考点：焦耳定律．专题：压轴题；实验探究题；电与热、生活用电．分析：（1）滑动变阻器、两电阻丝串联接入电路，注意滑动变阻器要接上面的接线柱．（2）导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，在材料、横截面积相同的情况下，导体越长，导体电阻越大，根据图甲所示导体长度间的关系．判断两电阻的阻值大小．（3）根据图乙b所示温度计，确定温度计的分度值，然后读出温度计的示数；根据实验条件、温度计示数进行分析，从而得出实验结论．（4）由图丙可知，两电阻丝并联，根据电阻大小、由并联电路特点及电功公式W=t判断哪个温度计示数大．解答：解：（1）滑动变阻器、两电阻丝串联接入电路，电路图如下图所示．（2）由图甲可知，电阻R b的电阻丝长，又∵电阻丝的材料、横截面积均相同，∴R a＜R b．（3）由图乙b所示温度计可知，温度计分度值是1℃，温度计示数是35℃；由图乙可知，温度计b的示数大于温度计a的示数，则R b产生的热量大于电阻R a产生的热量，已知两电阻串联，R a＜R b，通过两电阻的电流I、通电时间t都相等，由此可见：在相同的时间内，电流一定时，电阻越大，它产生的热量越多．（4）由图丙可知，两电阻并联，电阻两端的电压U相等，已知R a＜R b，由Q=t可知，Q a＞Q b，所以通电一段时间后，a温度计的示数较大．故答案为：（1）电路图如下图所示；（2）＜；35；大；多；（3）a．点评：本题考查了连接电路图、影响导体电阻的因素、温度计读数、电功公式的应用、串并联电路的特点等问题，实验中应用了控制变量法，解题时注意控制变量法的应用．5．（2013•无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量相等（选填“相等”或“不相等”）．当开关闭合后，B（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快．考点：电热．专题：实验题；压轴题；控制变量法．分析：电热的影响因素有电流、电阻、通电时间．首先要判断清楚两段导体的什么因素是相同的，什么因素是不同的，再根据焦耳定律来判断哪段导体产生的电热多，即这个瓶中温度上升较快．解答：解：（1）根据控制变量法，实验中改变要研究的因素，控制不研究的因素一定；（2）根据焦耳定律Q=I2Rt，铜丝和镍铬合金丝是串联的，所以电流I和通电时间t相同，镍铬合金丝比铜比电阻大，所以产生电热多，故B瓶的温度上升较快．故答案为：相等；B．点评：本题考查了学生对焦耳定律的了解和掌握，在研究电流产生的热量与什么因素有关时，要用好控制变量法．6．（2013•甘孜州）小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度．（1）上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联，这样连接的目的是控制通过金属丝的电流和通电时间相同．（2）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．（3）小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若烧瓶B的器材不变，她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外，还需更换烧瓶A中的金属丝．此外，为了能在通电一段时间后，通过两温度计示数的变化量来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有烧瓶A、B 中食用油和煤油的质量相同，烧瓶A、B中金属丝的电阻相同（填“相同”或“不相同”）．考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：（1）根据图示可知，两电阻串联，目的是控制通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；（2）根据Q=I2Rt可知，要研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，必须保持电流和通电时间相同，比较AB产生热量多少与电阻大小的关系．（3）由吸热公式Q吸=cm△t可知，要比较食用油和煤油的比热容大小，应让两瓶中食用油和煤油的质量m相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系．解答：解：（1）两电阻串联，所以通过它们的电流相等；目的是控制通过金属丝的电流和通电时间相同．（2）镍铬合金丝的电阻大于铜导线的电阻，烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．（3）要比较食用油和煤油的比热容，则应让食用油和煤油的质量相等，吸收的热量相等，由温度的变化求得比热的大小；故用相同质量的食用油代替水，两瓶中都有相同电阻丝，电阻相等．故答案为：（1）电流；（2）大；（3）质量；相同．点评：本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．7．（2013•宿迁）在探究“影响电流热效应的因素”实验中（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用煤油（选填“煤油”或“水”），理由是煤油比热容小，相等的质量吸收相同的热量，温度上升明显．（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）．实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多．（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中B（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶串联（选填“串联”或“并联”）．考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：（1）掌握转换法在实验中的应用，通过比较烧瓶内温度的变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少；为了实验效果更加明显，实验应采用比热容较小的液体；（2）分析表格中数据相同的量和不同的量，判断温度升高的影响因素；（3）要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同．解答：解：（1）实验中通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法；由于煤油的比热容较小，质量相同吸收热量相同时，温度变化比较明显，应选用煤油进行实验；（2）由表格中数据知，通电时间和电阻相等，电流增大为原来的2倍，温度升高为原来的4倍，即产生的热量为原来的4倍，可知通电时间和电阻相等，产生的热量与电流的2次方成正比；（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同，所以应该选择B烧瓶和甲图中的烧瓶串联．故答案为：（1）转换法；煤油；煤油比热容小，相等的质量吸收相同的热量，温度上升明显；（2）越大；越多；（3）B；串联．点评：本题考查的是影响电流热效应的因素实验，考查了温度变化与比热容的关系，考查了控制变量法在实验中的应用，要探究产生热量的多少和其中一个量之间的关系，需保持其它量不变，注意实验数据的分析，同时涉及到了串联电路电流的特点．8．（2013•赤峰）为了探究影响电流产生热的因素，小红同学用两个相同烧瓶，装入等量的煤油，烧瓶A 中的电阻是烧瓶B中电阻的2倍，温度计用来显示煤油的温度，如图所示，开始时两瓶中的煤油温度相同．（1）通电一段时间后，小红比较瓶口温度计的示数，是为了探究电热与电阻的关系．（2）烧瓶中的液体用煤油而不用水，其主要原因是煤油的比热容小．（3）如果通电一段时间后，烧瓶A中煤油的温度上升了△t，则烧瓶B中的煤油温度上升△t．（假设电阻产生的热量被煤油全部吸收）考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：（1）实验目的是探究影响电热的因素，由图知，两段电热丝串联所以通过的电流相同，通电时间也相同，产生的热量不同，是因为电热丝的阻值不同．（2）从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因．（3）已知电阻的关系，根据焦耳定律Q=I2Rt计算电阻放出的热量；再根据吸热公式Q=cm△t比较升高的温度关系，计算烧瓶B中的煤油升高的温度．解答：解：（1）由图知，两个电阻是串联的，电流相等，通电时间相等，电阻不同，所以实验目的是探究在电流和通电时间一定时，电热跟电阻的关系；（2）因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；（3）A、B电阻串联，电流和通电时间相等，根据焦耳定律，电阻放出热量关系为：==；两瓶中煤油质量相等，电阻放出的热量完全被煤油吸收，根据吸热公式Q=cm△t得，===，△t B=△t A=△t；故答案为：（1）电阻；（2）煤油的比热容小；（3）△t．点评：本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转化法的掌握和应用，以及学生熟练运用焦耳定律和热量计算公式的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握．9．（2014•长沙）在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化．（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多．（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法．考点：焦耳定律．专题：探究型实验综合题．分析：电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．。
焦耳定律知识点的例题及其解析
焦耳定律知识点的例题及其解析【例1】生活中我们常遇到下列情形：电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，请你用学过的物理知识解释其原因。
答案：电炉丝与连接的铜导线串联，通过的电流和通电时间相等，但铜导线电阻比电炉丝的电阻小得多，根据Q＝I2Rt，电炉丝上产生的热量比铜导线上多得多，所以电炉丝热得发红，而铜导线却不怎么热。
【例题2】如图所示，电热水壶上标有“220V 1800W”，小明发现烧水过程中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3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为J。
答案：小；3.6×104。
解析：热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，由焦耳定律Q=I2Rt可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电热丝很热，但与之相连的电线却不怎么热；在额定电压下，烧开一壶水用时3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量：Q=Pt=1800W×（3×60s+20s）=3.6×104J。
【例题3】两个发热电阻R1：R2=1：4，当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1：U2= ；已知R1=10Ω，那它们并联在4V电路中后，两个电阻在100s内产生的热量是J。
答案：1：4；200。
解析：本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电热公式的灵活应用，是一道较为简单的应用题。
两电阻串联时通过的电流相等，根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比；两电阻并联时它们两端的电压相等，根据Q=W=t求出两个电阻产生的热量。
（1）当两电阻串联在电路中时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I=可得，R1、R2两端的电压之比：===；（2）已知R1=10Ω，R1：R2=1：4，所以R2=4R1=4×10Ω=40Ω，当两电阻并联在电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两个电阻在100s内产生的热量：Q总=W总=W1+W2=t+t=×100s+×100s=200J。
焦耳定律
焦耳定律. 焦耳定律.
1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比， 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比， 跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. 跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. 2.公式： 公式：
Q = I2Rt
3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦. 单位： 注意：热量跟电流的平方成正比， 注意 热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器 热量跟电流的平方成正比 的电流增加到3倍时， 的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 9 倍
实验演示过程
实验分析
1 2
在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大， 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大， 电流产生的热量越多. 电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大， 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流 产生的热量越多. 产生的热量越多.
进一步的研究表明产生的热量与电流的平方 成正比.
想想议议
从前面学习知道，额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小， 从前面学习知道，额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，单 位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大， 位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内 产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？ 产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？
练习
焦耳定律是反映电流的 的规律。 即 能转化为 的规律。 效应的规律， 效应的规律，
一电炉的电阻是100 通电时间10 10秒钟产生的热量为 一电炉的电阻是100 ，通电时间10秒钟产生的热量为 J,通过这个电炉的电流是 4×105J,通过这个电炉的电流是 A 电流通过电风扇做功时， 电流通过电风扇做功时， 能转化 为能 如果电流做功3.6 3.6× J,电风扇获得的 和 能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的 3.6× 3.6×106J 机械能一定
第五节：焦耳定律
电热
3. 焦耳定律 内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电 流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 公式：Q=I2Rt 导体在单位时间内发出的热量 4. 热功率：P
（电能转化为内能的部分）
四、热功和热功率
1.电热:电流通过导体产生的热量 （电能转化为内能的部分） 2 Q=I Rt 2.热功率:单位时间内的发热量通 常称为热功率
2 P=Q/t=I R
电功是否等于电热？ 1．纯电阻用电器:电流通过用电 器以发热为目的如电炉、电熨斗 、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等 电能全部转化为热能,电功等于 电热 2 U 2 W UIt t I Rt Q R
热Leabharlann 公式：P热=Q/t=I2R 单位：W kW
电功率：单位时间内电流做的功叫 电功率
P＝W/t＝UI
单位：瓦（W） 千瓦kW
这是计算电功率（普遍适用任 何电路）的公式．
额定功率：用电器在额定电压下工作的功率. 实际功率：用电器在实际电压下工作的功率.
例1、 如图，已知R1=6Ω， R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后 这三只电阻的实际功率之比为 1 ∶2∶6。 _________
分析下列现象，其能量是如何转化的?
a、电流流过电炉
•→电能转化为热能。
b、电流流过电解槽
→电能转化为化学能和热能
c、电流流过电风扇
→电能转化为机械能和热能
焦耳定律
电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。
1在通电电流和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系：电路图：结论：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，导体产生的热量越多。
2在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系。
电路图：结论：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多。
3在电流和电阻相同的条件下研究通电导体产生的热量跟通电时间的关系。
电路图：结论：在电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，通电导体产生的热量越多英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
1 内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
2 公式：Q=I2Rt3 单位：I—安R—欧t—秒Q—焦例题（1）某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？ 解：Q= I2Rt=(1安)2 × 2欧× 60秒=120焦答：1分钟产生的热量是120焦。
（2） 一只“220V 45W ”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？⎪⎩⎪⎨⎧===UItW Q U P I 额额（ 3）Q=W= t R U 2 （4）Q=W=Pt3 、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：1 ）消耗的电能W 。
2 ）产生的热量Q 。
解：1 ） W ＝UIt＝380×10×1＝3800焦2 ） Q ＝I2Rt＝10 ×10 ×2 ×1＝200焦答： 消耗的电能是3800焦；产生的热量是200焦。
为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连接的导线却不怎么热？ 因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。
焦耳定律计算专题
第8讲 焦耳定律
第8讲焦耳定律经典例题例1．电炉的电阻丝热得发红，而与它串联的铜导线却不发烫，这是因为铜导线的（）A. 电阻较大B. 电阻较小C. 通过的电流较大D. 通过的电流较小例2.一个定值电阻，接在电路中每分钟产生的热量为Q。
现在想让它每分钟产生的热量为3Q，下列措施正确的是：（）A.将电压变为原来的3倍B.将电压变为原来的倍C.将此电阻对折后接入原电路D.将电流强度变为原来的3倍例3、甲、乙两灯的电阻之比为2∶1，若将两灯串联在某电源两端，则在相同的时间内，电流通过甲、乙两灯做功之比是（）A．2∶1 B．1∶2 C．4∶1 D．1∶4例4、一只白炽灯标有“220V、40W”，其正常工作时，通过它的电流约为（）A．0.182mA B．182mA C．5.5A D．不能确定例5．假设所有导体都没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（）A．白炽灯仍然能发光B．电动机仍然能转动C．电饭锅仍然能煮饭D．电熨斗仍然能熨衣服例6．某电热器上标有“220V 1000W”字样，对于这个电热器有以下说法，其中不正确的是（）A．接在家庭电路中，它能正常工作 B．正常工作时每秒钟消耗电能1000WC．正常工作时通过的电流约4.5A D．正常工作时它的电阻约48.4例7．有两根电阻丝联接到同一电源上，则在相同的时间内所产生的热量（）A．串联时多B．并联时多C．一样多D．无法确定例8．标有“220V 40W”的灯泡接入110伏特的线路中，它的实际功率为瓦特例9.一个电热器电阻为1050欧姆，通过它的电流强度是500毫安培，则在1分钟内产生的热量是 J，消耗的电功率是 W，产生这些热量全部用来给水加热，能够使1千克的水温度升高℃。
都闭合，变阻器的滑片P移到a端例10. 如图1所示电路，灯L上标有“12V 9W”字样，当开关S和S1时，灯恰好正常发光，电流表示数是1.25A，求：（1）变阻器的最大阻值是多少？断开，变阻器的滑片P移到b端时，灯消耗的功率是多少？（2）当开关S闭合，S1图经典练习1．两根阻值相同的电阻丝，分别串联和并联后接在同一电源上，烧开壶水所用的时间分别为t 1和t 2，比较它们大小时，有（ ）A ．t 1＜t 2B ．t 1＞t 2C ．t 1=t 2D ．条件不够，无法判定2．某家用电器正常工作时，测得通过它的电流是4 A ，此电器可能是下列的（ ）A 、电风扇B 、电视机C 、家用洗衣机D 、家用空调器3．平常我们讲空调功率大，实质是讲（ ）A 、空调消耗的电能多B 、空调做的电功多C 、空调需要的电压高D 、空调消耗电能比较快4．下面几个用电器额定电压和功率都相同，让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量最多的是 （ ）A 、电风扇B 、洗衣机C 、电炉D 、霓虹灯5．下列现象中，存在安全隐患的是 （ ）A 、用遥控器调节电视频道B 、更换灯泡前先拉闸切断电路C 、电视机的插座不是三孔的D 、家庭电路的保险丝断了，用铜丝代替6．甲乙丙三盏白炽灯，规格分别为“220V 、40W ”“110V 、40W ”“36V 、40W ”，当均正常发光时，其亮度（ ）A 、甲灯最亮B 、乙灯最亮C 、丙灯最亮D 、三灯一样亮7．炎热的夏天，小明家来了许多客人。
焦耳定律
测定电池电动势能和内阻的方法焦耳定律一、测定电池的电势能和内阻的基本原理是闭合电路的欧姆定律，但是根据不同的实验器材和闭合电路的欧姆定律的不同表达式，采用的方法是不同的，常用的方法有以下三种。
1、根据E＝U+I r进行实验（1）电路图如图所示。
（2）器材：特测干电池、_________、_________、_________、开关、导线若干。
（3）数据处理：只要能测出_________和________的两组数据，就可以列出关于E、r的两个方程，从中解出E、r。
2、根据E＝U+U/R r进行实验（1）电路图如图所示。
（2）器材：待测干电池、__________、_________、开关、导线若干。
（3）数据处理：只要能测出_________和________的两组数据，列出关于E、r的两个方程，从而解出E、r。
3、根据E=IR+I r进行实验（1）电路图如图所示。
（2）器材：待测干电池、__________、_________、开关、导线若干。
（3）数据处理：只要能测出_________和________的两组数据，列出关于E、r的两个方程，从中解出E、r。
二、测电池电动势能和内阻的数据处理方法1、代数法：运用解方程E=U+I r，求解________和_______。
为了减小实验误差，应该利用U、I值多求几组_________和_______的值，算出它们的平均值。
2、图象法：由E=U-I r，即对于E、r一定的电源，据测量的U、I值描绘出一条U-I图线，应是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示_________，与横轴I的交点表示________，图线的斜率的绝对值表示__________。
三,电功1.定义：在一段电路中，_________所做的功。
2表达式：W=__________。
3单位：_________，符号：__________。
四.电功率1定义：_________内电流所做的功。
2公式；P=_________=_________。
整理焦耳定律实验典型例题(含答案及解析)
第 1 页 共 2 页焦耳定律实验典型例题含答案及解A4打印 / 可编辑焦耳定律练习题1.通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I/2时，则在时间t内产生的热量为（）A．4Q B．2Q C．Q/2 D．Q/42.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（）A．Q=UIt B．Q=I2Rt C．Q= t D．W=Pt3．一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机工作时( ).A．每秒消耗10kw电能B．每秒对外做10kw功C．每秒消耗10kJ电能D．每秒对外做10kJ功4.电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是( ).A．电动机消耗的电能为UIt B．电动机消耗的电能为I2RtC．电动机线圈产生的热量为I2Rt D．电动机线圈产生的热量为U2t/R5．一台电动机的电阻为4Ω，在220V的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min，则电流做功________J.6．一个用电器上标有“2kΩ，20W”，允许加在这个用电器两端的最大电压为________V，这个用电器允许通过的最大电流为________A.当这个用电器两端加上20V电压时，它实际消耗电流功率为________W.7．三个标有"100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是________V，并联时允许通过的最大总电流是________A.8.一台电动机额定电压为220 V，线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A，电动机正常工作10 min，求（1）消耗的电能.（2）产生的热量.（3）输出的机械能.整理丨尼克本文档信息来自于网络，如您发现内容不准确或不完善，欢迎您联系我修正；如您发现内容涉嫌侵权，请与我们联系，我们将按照相关法律规定及时处理。
焦耳定律经典例题
中考物理试题分类汇编—焦耳定律1（乌鲁木齐）如图所示电路，电阻R1＝10Ω，若断开S2、闭合S1，电流表的示数I1＝0.30A；若闭合S1、S2，电流表的示数I2＝0.50A。
求（1）电源两端的电压；（2）电阻R2的阻值；（3）电阻R2通电1m in产生的热量。
答案：（1）由欧姆定律，电源两端电压Ｕ＝I1R1＝3V（2）通过电阻R2的电流I＝I2－I1=0.2A由欧姆定律R2＝＝15Ω（3）由焦耳定律得Ｑ＝I2R2t＝36J7（天津）下列各装置中，利用电流的热效应工作的是BA．电动机B．电炉了C．电磁铁D．发电机16（南宁）在家庭电路中，导线相互连接处因为接触不良，容易造成变大。
根据焦耳定律可知，在通过电流和相同时，该处比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。
答案：电阻，通电时间21（北京）一根阻值为100Ω的电阻丝通电100S，通过的电流是2A，则电流产生的热量为J。
答案：4×1045（北京）下列四种电器中，利用电流热效应工作的是：DA、洗衣机。
B、录音机。
C、电视机。
D、电饭锅。
14（荆州）(4分)如图所示，电源两端的电压为6V，且保持不变，已知R1＋R2＝12Ω，当开关S1闭合、S2断开时，10s内电流通过R1产生的热量是60J；当开关S1断开、S2闭合时，电流表示数为0.6A，则电阻R3的阻值是___________Ω。
答案；4(4分)（青岛）电炉子工作时，电炉丝与导线是联的，通过它们的电流相等。
根据定律，在相同情况下，电流通过导体产生的热量跟电阻成。
电炉丝的电阻比导线大，因此产生的热量，所以电炉丝比导线热。
答案；串；焦耳；正比；多。
20（连云港）如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。
请回答下列问题：（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过▲反映出来的；（2）采用这种连接方式的目的是▲。
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探究焦耳定律例题
1．电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分在线圈中以热量的形式散失掉，一台小直流电动机正常工作时，通过线圈的电流为0.2A，若此线圈的电阻为1Ω，在5s时间内将取为100g的砝码提升了1m 的高度。
试求：
（1）5s内线圈产生的热量；
（2）电动机提升钩码所做的功；
（3）该电动机的正常工作时两端的电压。
【分析】（1）根据Q＝I2Rt求出5s内线圈产生的热量；
（2）根据W＝Gh＝mgh求出电动机提升钩码所做的功；
（3）线圈产生的热量和输出的机械能之和即为电动机消耗的电能，根据W＝UIt求出该电动机的正常工作时两端的电压。
【解答】解：（1）5s内线圈产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.2A）2×1Ω×5s＝0.2J；
（2）电动机提升钩码所做的功：
W机械＝Gh＝mgh＝0.1kg×10N/kg×1m＝1J；
（3）电动机5s内消耗的电能：
W电＝W机械+Q＝1J+0.2J＝1.2J，
由W＝UIt可得，该电动机的正常工作时两端的电压：
U ＝＝＝1.2V。
答：（1）5s内线圈产生的热量为0.2J；
（2）电动机提升钩码所做的功为1J；
（3）该电动机的正常工作时两端的电压为1.2V。
【点评】本题考查了焦耳定律、做功公式、电功公式的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用。
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