焦耳定律习题(含答案)
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.。
焦耳定律最典型计算题-含答案

计算题1.如图所示电路中,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联接在电源上。
电源电动势E=20V、内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端的电压U=10V。
已知电动机线圈电阻R M=1Ω,求:(1)电路中的电流为多少?(2)电动机输出的功率为多少?(3)电动机的效率?2.如图所示,电路中电源电动势为E,内阻不计.水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,板长为L。
在A板的左端且非常靠近极板A的位置,有一质量为m、电荷量为-q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间.(重力加速度用g表示)则:(1)若使液滴能沿v0方向射出电场,电动势E1应为多大?(2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场,电动势E2应为多大?3.如图所示,电路两端电压U恒为28V,电灯上标有“6V,12W”字样,直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光,求:(1)流过电灯的电流是多大?(2)电动机两端的电压是多大?(3)电动机输出的机械功率是多少。
4.如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω,当电键K断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88W;当电键闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,电动机刚好正常工作。
若电源的电动势为6V。
求:(1)电源内阻r;(2)当电键K闭合时,电动机正常工作的电压和功率;(2)电动机正常工作时输出的机械功率。
入板间。
若小球带电荷量为q=1×10-2 C ,质量为m=2×10-2 kg ,不考虑空气阻力。
求:(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A 板?(2)此时滑动变阻器消耗功率是多大?(取g=10 m/s 2)6. 如图所示,电源电动势E =10 V ,内阻r =1 Ω,R 1=3 Ω,R 2=6 Ω,C =30 μF.(1)闭合开关S ,求稳定后通过R 1的电流;(2)然后将开关S 断开,求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过R 1的总电量;(3)如果把R 2换成一个可变电阻,其阻值可以在0~10 Ω范围变化,求开关闭合并且电路稳定时,R 2消耗的最大电功率.7.如图所示电路中,电阻R 1=R 2=R 3=12Ω,当电键S 断开时,电压表的示数为6V ;电键S 接在b 点时,电压表的示数是7.8V 。
(完整版)焦耳定律练习题(含答案)

Al l t h i ng i n ga re god fo rs .实验时,电源电压保持5V 不变,当滑片P 位于的电烙铁,在额定电压下使用,、家用电吹风由电动机和电热丝等组成,为了保证电吹风的安全使用,要求:电动机不工作时,电热丝不能发热;电热丝发热和不发热时,电动机都能正常工作。
如下图所示电A 2,线圈中电流为,则(、有两根阻值分别为的电阻丝,分别采用下图所示的四种方法接在同一电源上后,n dAl l t h i ng si nt he i rb ei n ga re go od fo rs o m e t 9、一个电炉接在220V 的电路上时用10min 可以烧开一壶水,若该接在110V 的电路上(忽略散热等因素影响),烧开这壶水需要的时间为( )A .10minB .20minC .30minD .40min10、小洁家购买了一台电饭锅,在使用时闻到橡胶的焦糊味,用手摸其电源线发现很热,而其它用电器仍正常工作,请你用所学的物理知识帮小洁分析一下,发生这一现象的原因是( ) A.电压太高B.导线太粗C.导线太细D.导线太短11、在家庭电路中,导线相互连接处往往比别处更容易发热,老化更快。
原因是连接处( )A .电流比别处小,产生的热量多B .电流比别处大,产生的热量多C .电阻比别处小,产生的热量多D .电阻比别处大,产生的热量多12、(高州市)有有两个电热器接到同一电源上,甲由两条不同的电阻丝R 1、R 2(R 1≠R 2)并联构成,乙由两条相同的电阻丝R 3并联构成,已知R 1+R 2=2R 3,若两电热器分别给相同容器内等温等质量的水加热,则升温快的是()A :放甲电热器的容器B :放乙电热器的容器C :一样快D :无法确定13、一根电阻丝,接在电压恒为U 的电路中,在时间t 内放出的热量为Q ;若截去一半,仍然接在该电路中,在相同的时间内放出的热量为( ):A .Q/2B .QC .2QD .4Q14、有三根电阻丝,接在电压恒定不变的电源上,产生的热量全部用来烧水,要使用同一壶水在最短的时间内烧开,那么这三根电阻丝应是( )A .三根串联B .三根并联C .两根串联起来,再跟第三根并联D .两根并联起来,再跟第三根串联 15、图是某简易电吹风工作原理的电路图(R 为电热丝,M 为电动机),表3是该电吹风的铭牌。
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。
焦耳定律(附答案)

焦耳定律复习一.选择题(共15小题)1.(2013•巴中)小张出差时恰逢抄表日,他家电能表示数为,出差返回时发现家中有一盏60W台灯亮着,检查其他电器都已切断电源,再查看电能表的示数为,则小张出差时间长达()2.(2012•深圳)从如图所示的电能表中,可以获得的正确信息是()4.(2014•达州)分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I﹣U特性曲线如右图所示.现将甲、乙两灯并联在电路中,当两只灯泡的总电流为1A时,两只灯泡消耗的总功率是()5.(2014•抚顺)如图甲,两个灯泡串联在电路中,电源电压为6V,L1的额定电压为3V,L2的额定电压为2V.通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片滑至中点时,其中一个灯泡正常发光,另一个不损坏,下列说法中正确的是()6.(2014•扬州)如图,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“3V 0.9W”字样,在不损害电路元件的情况下,下列判断正确的是()7.(2014•杭州)加在某电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机线圈上C D8.(2014•南开区一模)甲、乙用电器上分别标着“220V,15W”、“110V,100W”,它们都在额定电压下工作,则下10.(2014•沈阳)如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是()11.(2014•青岛)甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4,通过的电流之比为2:1,通电时间之比为1:2,则电流12.(2014•惠安县二模)如图所示,A 、B 、C 、D 是四个装了等温、等量水的相同容器,每个容器内放入同样材料、粗细相同的电阻丝绕成的线圈,各线圈的圈数如图所示,合上开关,经过一段时间水温最高的是( )13.(2014•自贡)将灯L 1接在电压为6V 的电路中,功率为6W ,若保持电路电压不变,再在电路中连入电灯L 2,.CD .14.(2014•威海)如图所示,将灯L 1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中,在甲图中灯L 1的功率为4W ,在乙图中灯L 1的功率为9W .设灯丝电阻不变.下列说法中不正确的是( )15.(2014•茂名)如图,已知电阻R1=20Ω、R2=30Ω,当开关闭合后,下列说法正确的是()参考答案与试题解析一.选择题(共15小题)1.(2013•巴中)小张出差时恰逢抄表日,他家电能表示数为,出差返回时发现家中有一盏60W台灯亮着,检查其他电器都已切断电源,再查看电能表的示数为,则小张出差时间长达()t=得到通电时间,也就是出差时间.,==240h=240×天2.(2012•深圳)从如图所示的电能表中,可以获得的正确信息是()求出正常工作时的电流,根据欧姆定律求出正常工作时的电阻.=可得,该灯泡正常工作时的电阻R==4.(2014•达州)分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I﹣U特性曲线如右图所示.现将甲、乙两灯并联在电路中,当两只灯泡的总电流为1A时,两只灯泡消耗的总功率是()R=可知,甲灯泡的阻值比较的小,5.(2014•抚顺)如图甲,两个灯泡串联在电路中,电源电压为6V,L1的额定电压为3V,L2的额定电压为2V.通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片滑至中点时,其中一个灯泡正常发光,另一个不损坏,下列说法中正确的是()6.(2014•扬州)如图,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“3V 0.9W”字样,在不损害电路元件的情况下,下列判断正确的是()=计算总电阻,再利用公式计算灯==0.3A7.(2014•杭州)加在某电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机线圈上C D;r=8.(2014•南开区一模)甲、乙用电器上分别标着“220V,15W”、“110V,100W”,它们都在额定电压下工作,则下10.(2014•沈阳)如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是()11.(2014•青岛)甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4,通过的电流之比为2:1,通电时间之比为1:2,则电流==12.(2014•惠安县二模)如图所示,A、B、C、D是四个装了等温、等量水的相同容器,每个容器内放入同样材料、粗细相同的电阻丝绕成的线圈,各线圈的圈数如图所示,合上开关,经过一段时间水温最高的是()13.(2014•自贡)将灯L 1接在电压为6V 的电路中,功率为6W ,若保持电路电压不变,再在电路中连入电灯L 2,. C D .R==×A=4W14.(2014•威海)如图所示,将灯L 1、L 2按图甲、乙两种方式接在电压均为U 的两个电路中,在甲图中灯L 1的功率为4W ,在乙图中灯L 1的功率为9W .设灯丝电阻不变.下列说法中不正确的是( )可求甲乙两图中灯P=,乙图中,灯===,=,两灯串联,所以==串联电路电流相等,==,故==,故====15.(2014•茂名)如图,已知电阻R1=20Ω、R2=30Ω,当开关闭合后,下列说法正确的是()=12 =====。
专题18.4 焦耳定律(解析版)

人教版九年级第十八章《电功率》18.4 焦耳定律班级:姓名:学号:一.选择题(共10小题)1.(2019•自贡)把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。
该电路工作10s定值电阻产生的热量是()A.60J B.36J C.30J D.6J【答案】D。
【解析】(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:I L===0.3A;(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,且小灯泡正常发光,所以,R两端的电压:U R=U﹣U L=12V﹣10V=2V,因串联电路中各处的电流相等,该电路工作10s定值电阻产生的热量:Q=W=U R It=2V×0.3A×10s=6J。
2.(2019•西湖区校级模拟)如图所示,2只烧瓶内装有煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙.则利用该实验装置难以完成探究的是()A.电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小有关B.电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电流大小有关C.电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的通电时间长短有关D.电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻、通电时间成正比【答案】D。
【解析】A、由图可知,该电路为串联电路,电路中的电流是相同的,通电时间也相同,电阻不同,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小是否有关,故A能完成;B、图中有滑动变阻器,移动滑片,可以改变电流的大小,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电流大小是否有关,故B能完成;C、实验中,可以通过控制开关来控制通电时间的长短,来判定产生热量与通电时间的关系,故C能完成;D、实验中可以探究电流产生的热量与电阻、通电时间、电流大小的关系,但不能得出具体的数字关系,故D不能完成。
3.(2019•西湖区校级模拟)如图实验装置可用于探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”。
人教版九年级物理十八章第四节焦耳定律习题 含答案

人教版九年级物理十八章第四节焦耳定律习题含答案一、填空题1.已知电风扇线圈的电阻为20Ω,若加在该电风扇的电压为220V,此时通过的电流为1A,则电风扇的电功率为________W,电风扇连续工作10min产生的热量为________J.2.某型号电热水器有加热和保温两档,如图所示为其内部电路原理图,当开关S接触点1时,该电热水器处于________(填“保温”或“加热”)状态。
若电热水器的加热功率为2100W,要将50kg的水从20℃加热到60℃,需要加热________s.[不计能量的损失,c水=4.2×103J/(kg•℃)]3.如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻R1=10Ω,R2=15Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω,则R1上每秒钟发热的最小值为________J,R3的电功率的最大值为________W。
4.如图所示,灯泡L上标有“6V6W”字样(不计灯丝电阻的变化)电源电压6V且保持不变,定值电阻R=4Ω.只闭合开关S1和S3,电阻R在100s产生的热量是________J;电路在工作状态下整个电路消耗的最小功率是________W。
5.小明在研究电流产生的热量与什么因素有关的实验时,设计了如图甲所示的两个实验。
实验中通过________(填“液面的高度”或“液面的高度差”)来判断电流产生的热量的多少。
甲实验中探究的是电流产生的热量与________有关;乙实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更________(选填“多”“少”)。
6.小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示,由图像可得,定值电阻R1的阻值是________Ω.实验时,电源电压保持5V不变,当滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的电功率是________W,此时,电阻R1在10min内产生的热量为________J7.如图是探究电流通过导体产生热量跟什么因素有关的实验装置,图甲所示的装置是用来探究电流产生的热量与________(填“电阻”或“电流”)的关系,该装置中电阻R1、R2两端电压之比为________;若通过R1的电流为0.5A,则1min内电流通过R2产生的热量为________J;装置乙中电阻R3、R4产生的热量之比为________。
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 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
.. 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。