电热专题,焦耳定律,电流的热效应,典型例题

电热专题知识点．焦耳定律电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比，这个规律叫做焦耳定律，公式为Q=I2Rt．焦耳定律是个实验定律，是电流热效应的定量反映．它描述的是电能通过电流做功转化为内能的多少，这个规律具有普遍意义．专题一：焦耳定律（基础）【例1】用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于（）A．纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等B．电动机、电风扇等家用电器C．电解、蓄电池充电等D．对任何用电器都适用【例2】下列电器中，是主要利用焦耳定律来工作的是（）A．洗衣机 B．电热水煲 C．电风扇 D．电视机【例3】两个电阻R1和R2，且R1＜R2，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该（）A．只用R1B．只用R2C．R1和R2串联D．R1和R2并联【例4】电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，其原因是（）A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电熨斗快C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻【例5】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【例6】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示．将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度．正确的是（）A．甲导体的温度升高得多B．乙导体的温度升高得多C．甲、乙两导体升高的温度相同D．条件不足，无法判断【例7】用同样粗细的镍铬合金制成甲、乙两种长度的电热丝（甲的长度大于乙的长度），如图所示，每根电热丝都放入一个盛有相等质量水的相同容器内，若不计热损失，通电后水温升高最快的容器是（）【例8】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“=”）【例9】一电热器电阻丝的电阻为120Ω，接在220V的电路中，要产生×105J的热量，需通电_____min．【例10】将一根粗细均匀、阻值为12Ω的电阻丝接在输出电压恒为6V的电源两端，正常工作10s，产生的热量为_______J．【例11】标有“220V40W”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.【例12】用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来接在原来的电路中，则烧开同样一壶水的时间是（）（不计热量损失）A．B．5min C．20min D．40min【例13】将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是×103J，若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10min，电流产生的热量是（）A．×103J B．×103J C．×103J D．×103J【例14】在图所示的电路中，当通过R的电流为I，在时间1s内产生的热量为Q，现在由于电路变化发现电流表的示数减少0.2A时，电压表的示数从6V变为5V，此后该定值电阻R在相同时间1s内产生的热量与Q相比变化了J．【例15】某电热水器的工作原理如图所示（已知两电阻丝的阻值相等，电源电压保持不变），它有加热和保温两个工作状态．当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P 1；当开关S 1接a ，S 2闭合时，它是处于 状态，此时电路功率为P 2，则12:P P．【例16】如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S 1、S 2都闭合时，电压表V 1、V 2的示数之比为5：3；当开关S 1闭合、S 2断开时，电压表V 1、V 2的示数之比为3：2．在后一种情况下的全部通电时间内，电阻R 1与R 3产生的热量之比为（ ）A ．2：3B ．1：3C ．3：2D ．2：1【例17】如图所示，灯L 1上标有“6V 4W”，灯L 2上标有“12V 6W”，电源电压恒为6V ，开关S 闭合后，下列说法正确的是（ ）A ．电流表A 1的示数大于A 2的示数B ．灯L 1正常发光，灯L 1与L 2 实际功率之比为8:3C ．通电2s ，灯L 1产生热量Q 1与两灯产生热量之和Q 的比值为8:11D ．若用标有“12V 6W”的灯L 3替换原题中电压表，则替换后电路中电流表A 1与电流表A 2的示数比为14:11【例18】（多选）如图是养鸡场冬季用来调控光照和室温设备的原理电路图．此设备的作用是，夜晚对鸡舍内加温，同时增大光照量，白天只进行适当保温，不进行灯光照射，可增大鸡的产蛋量．电路图中R 1、R 2是电热丝．R 1 ：R 2：R L =1：A S 2R 1R 2S 1S L220VSL 1VA 1A 2L 22：2，S1、S2可以同时断开或闭合，以实现白天和夜晚的用电要求．开关S闭合（）A．S1、S2同时断开时，设备运行处于白天用电状态B．S1、S2也同时闭合时，设备运行处于夜晚用电状态C．S1、S2同时断开时，在相同时间内R1和R2产生的热量之比为2：1D．S1、S2也同时闭合时，若电流表示数为6A，则R1的实际功率为880W【例19】把两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Q1；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Q2，则（）A．Q1∶Q2＝1∶4 B．Q1∶Q2＝4∶1 C．Q1∶Q2＝1∶2 D．Q1∶Q2＝2∶1【例20】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【例21】甲、乙两两个电热丝串联后接在电源两端（电源两端电压恒定），在一定时间内产生的热量分别为Q1、Q2，现把甲电热丝单独接在该电源两端，在相同时间内产生的热量为_______．【例22】有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变．如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q；如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为3Q，则需要通电的时间是_________s．【例23】有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变．如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并连接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q；如果将电阻丝R1、R2串连接在电源E两端，通电的时间是180s，则电阻丝R1、R2产生的总热量为______．【例24】用“220V，800W”的电热壶烧水.若不考虑能量损失．当把它接入110V的电源上时，在32分钟内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时,烧开同样一壶水所用时间为（）A．8分钟B．16分钟C．64分钟D．128分钟【例25】小芳家里的电饭锅铭牌上标有“220V 1100W”的字样，电热水壶的铭牌上标有“220V 550W”的字样．有一天，在家庭电路的用电高峰期间，小芳同时使用电饭锅煮粥和电热水壶烧水，电饭锅和电热水壶的实际工作电压是200V，煮粥和烧水各用了11min，则电饭锅和电热水壶共放出________J的热量．（电饭锅和电热水壶工作时的电阻保持不变）【例26】有甲、乙两个“热得快”．把它们并联接入家庭电路中，共同加热一壶水至90℃，用时6min；把甲单接入家庭电路中，加热一壶水至90℃，用时15min；把乙单独拉入家庭电路中，加热一壶水至90℃，用时_____ min，把它们串联接入家庭电路中，共同加热一壶水至90℃，用时______min（设三壶水的质量相等，初温相同．“热得快”放热完全被水吸收）．【例27】（多选）小华家需要安装一个电热淋浴器．一般淋雨用水的流量约为8升/分钟（约×10-4m2/s），淋浴时间可按5min计算，合适的水温约为45℃．电热淋浴容器有甲、乙两种类型．甲类型没有水箱，电热淋浴器与水管相连，直接对流动的水加热，乙类型有水箱，待水箱中的水加热到45℃后再淋浴．小华家供电电路的额定电压为220V，允许通过的最大电流为20A．假设电流所产生的热量全部用来使水升温，加热前的水温为20℃，水的比热容为×103J/（kg·℃）．请你根据以上条件判断，下列几种说法正确的是A．只有甲类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路B．只有乙类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路C．甲类型的电热淋浴器所需要的最小电流为10AD．在小华家的供电电路允许的前提下，乙类型的电热淋浴器使40kg水温度升高25℃，至少需要约16min【例28】热熔胶在室温下为固体，加热到一定程度时变为较强粘性的液体，当温度为180℃时，胶液有最佳粘性，冷却后，将物体牢牢地粘在—起．如图甲是热熔胶枪的外形，其内部有2只相同的PTC加热元件，电路如图乙．单只PTC元件的电阻与温度的变化如图丙所示．扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时倒向A、Ｂ，枪门冒出胶液，松开扳机S同时倒向B、C，则（）A．当胶枪预热到80℃时，消耗的电功率为B．胶枪消耗的电功率随温度的升高而一直变小C．当温度为180 ℃时，在扣动扳机的瞬间胶枪的电功率变为原来的2倍D．当温度为180 ℃时，在扣动扳机喷胶30s内胶枪耗电2400 J。