6.3焦耳定律
一、单选题
1.下列教材中的探究实验，不需要控制电流一定的是（ ）
A. 探究导体电阻与长度的关系 B. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系
C. 探究电功与电压的关系 D. 探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
2.如图所示的实验装置，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A、B两个U形管内的液面相比较（ ）
A. A管中的液面较高 B. B管中的液面较高
C. A管和B管的液面一样高 D. A管中的液面先升高后又降低
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3.小洁在使用电饭锅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
4.已知一台直流电动机两端的电压为6V，通过电动机的电流为2A，线圈的电阻为0.5欧，则在1min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为（ ）
A.720J 120J
B.720J 720J
C.720J 600J
D.600J 120J
5.下列说法中正确的是（ ）
A. 家中同时使用的用电器越多，家庭电路中总电流就越大
B. 电流通过用电器所做的电功越多，这个用电器的电功率就越大
C. 在相同时间内，额定功率越大的用电器，工作时消耗的电能就越多
D. 电炉子工作时，电炉丝热得发红，而连接电炉子的导线并不太热，是因为电炉丝中电流比导线中电流大得多
6.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1：R2=2：5．通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为（ ）
A. 2：5 B. 5：2 C. 4：25 D. 25：4
7.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
8.如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
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A. 电视机 B. 电冰箱
C. 电熨斗 D. 笔记本电脑
9.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，这主要是因为（ ）
A. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线消耗的电能很少 B. 通电导线的电流小于通过电阻丝的电流
C. 导线散热比电阻丝快 D. 导线的绝缘体隔热
10.两电阻R1=R2=10Ω，串联在电路中通电时间为t，产生的热量为Q。若将它们并联起来接入电压为原来一半的电路上，通电时间仍为t，产生的热量为Q’，那么Q：Q’为（ ）
A. 1：1 B. 1：2 C. 1：3 D. 1：4
11.小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久又会在搭接处烧断。会在搭接处烧断的原因是（ ）
A. 电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热
B. 电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热
C. 电阻丝上搭接处电流比其它处电流小，造成局部过热
D. 电阻丝上搭接处电流比其它处电流大，造成局部过热
10
12.（2016•广州）如图1所示，规格相同的容器装了相同质量的纯净水，用不同加热器加热，忽略散热，得到如图2所示的水温与加热时间的图线，则（ ）
A. 乙中温度计示数为32℃
B. 加热相同时间，两杯水吸收的热量相同
C. 吸收相同的热量，甲杯的水升温比乙杯的多
D. 甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同
二、填空题
13.下表是某电炒锅的铭牌，根据表中的信息回答下列问题：用电高峰时，家庭电路中的电压会下降10%，这时电炒锅的实际功率是________ W，电炒锅工作45min消耗的电能是________ kW•h（保留两位小数）．若家庭电路中只有电炒锅在烧水且正常工作，电炒锅产生的热量有70%被水吸收后水的温度升高了30℃，且如图中电能表的转盘正好转了300转，该电炒锅中水的质量为________ kg（水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃））．
BC﹣65B电炒锅
额定电压
220V
额定功率
1100W
工作频率
50Hz
14.（2016•苏州）如图所示，电源电压保持不变，R1=5Ω，闭合开关S，开关S0拨至b时，电压表示数是拨至a时的三分之一，则R2=________Ω；若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，R1在1min内产生的热量是________J。
．
15.（2017•聊城）已知定值电阻R1：R2=2：3，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比I1：I2=________：若把它们串联在同一电路中，通电1分钟，R1、R2产生的热量之比Q1 ：Q2=________．
10
16.（2016•黄石）常见的家用热水器有太阳能热水器、电热水器、燃气热水器．若使用太阳能热水器将12L水由20℃加热到45℃，则水需要吸收太阳能________J；若改用功率为“220V，1000W”的电热水器正常加热，则需要加热________s；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧________m3的燃气．（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），燃气的热值为4.2×107J/m3；不考虑能量转换过程中的损失）
17.把R1=6Ω和R2=9Ω的两个电阻并联接在电源电压为3V的电路两端时，通过R1、R2的电流之比为 ________ ，在相同时间内R1、R2产生热量之比为________ ．
18.现有两个小灯泡，灯泡A标有“6V、6W”，灯泡B标有“6V、3W”，它们的电流与电压关系的图象如图所示。将它们串联起来接在电路中，其中一个灯恰好正常发光时，电路在10min内产生的热量是________ J。
三、解答题
19.因为忙于中考复习,小丽已经很长时间没有打开过自己的电脑了,进入潮湿的夏季后,爸爸建议小丽定期给电脑通一会儿电.请你解释这样做的道理.
20.一电饭锅铭牌上标有“220V 1100W”字样．
（1）电饭锅正常工作时，它的电阻是多少Ω？
（2）电饭锅正常工作了10min，它产生了多少热量？
四、实验探究题
21.如图是探究电流通过导体此时热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联．
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是________．在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察________来比较的．
（2）图甲可探究电流产生的热量与________的关系，图乙可探究电流产生的________的关系．
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是________．
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是________法；二是转换法．
（5）通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是________．
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22.某物理兴趣小组想利用如图所示的装置比较铝和某种合金材料的导电性能．
（1）他们应该选用________和长度都相同的铝丝和合金丝．
（2）在两个相同烧瓶中分别装入等质量的煤油，接通电路后，他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢，这说明________丝的导电性能较强．
五、综合题
23.如图所示，为某型号电饮水机的铭牌及简化后的电路原理图，其中S为手动开关，S1为温控开关，R1为加热器中的电阻丝，R2为待机时指示灯所在支路上的保护电阻(电路中忽略了指示灯及其电阻).通过测试得知，在待机时间最长的季节，待机22min后加热2min，然后再待机、加热，如此循环。求：
（1）待机最长是在________季（选填“夏”或“冬”），待机时通过R2的最大电流；_
（2）电阻R1的阻值；
（3）饮水机制热2min电阻R1放出的热量。
24.如图所示，是一种家用电熨斗的实物图，该电熨斗金属底板质量0.5kg，预热时使金属底板的温度从20℃升高到熨衣服所需的220℃，电熨斗需要正常工作100s，金属底板的比热容为0.46×103J/（kg•℃）．电熨斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收，求：
（1）预热时金属底板吸收的热量是多少J？
（2）电熨斗的额定功率是多少W？
25.如图甲是用来焊接PVC塑料管道的热容器外观照片．其内部电路如图乙，S1是手动电源开关．S2是温控开关，作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换．L是指示灯（在S1闭合情况下L始终能正常发光，灯丝电阻不变），R1是限流电阻．如图是相关元件的物理参数．
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（元件）项目
参数
电源电压
220V
加热功率
1210W（不含L及R的功率）
L灯
0.1A 2W
R2
202Ω
（1）求R1的阻值；
（2）求保温功率（不含L和R1的功率）；
（3）某次热容器在正常加热状态，需要将80g的PVC塑料从温室20℃加热到170℃，加热效率为60%，请计算需要加热的时间？（PVC塑料的比热容为1.2×103J/（kg•℃），小数点保留一位）
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答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】A
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】A
10.【答案】A
11.【答案】B
12.【答案】D
二、填空题
13.【答案】891；0.67；2
14.【答案】10；12
15.【答案】3：2；2：3
16.【答案】1.26×106；1260；0.3
17.【答案】3：2 ；3：2
18.【答案】2400
三、解答题
19.【答案】解：在潮湿的夏季，长时间不用的电脑主机元件会附着上水汽，容易腐蚀损害电子元件，同时容易引起漏电、电线短路等事故．而根据焦耳定律可知，给电脑通电后，电脑元件会发热，同时也会使附着在电子元件上的水汽温度升高，蒸发加快，使电子元件变得干燥；因此，给电脑通电可以较快的去除电脑主机元件上附着的水汽，延长电脑使用寿命。
20.【答案】【解答】解：（1）电饭锅额定功率为1100W，额定电压为220V，
由P=UI，I=得电饭锅的电阻：
R===44Ω．
（2）电饭锅正常工作时，其实际功率等于额定功率，即为：1100W，工作的时间t为600s，电饭锅产生的热量：
Q放=W=Pt=1100W×600s=6.6×105J．
答：
（1）电饭锅正常工作时，它的电阻是44Ω
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；
（2）电饭锅正常工作了10min，它产生了6.6×104J的热量．
四、实验探究题
21.【答案】（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；两个U形管中液面的高度
（2）电阻；热量与电流
（3）使电阻c、d中的电流不相等
（4）控制变量
（5）空气盒气密性不好
22.【答案】（1）横截面积
（2）铝
五、综合题
23.【答案】（1）夏
（2）解：由铭牌知道，额定制热功率P热=330W，额定电压U额=220V，根据P=U2/R知道R1的阻值是R1=U2/P=220V2/330W=146.7Ω
（3）解：饮水机制热2min电阻R1放出的热量是：Q=U2t/R1= 3.96×104J
24.【答案】（1）解：金属板吸收的热量Q=cm△t=0.46×103J/（kg•℃）×0.5kg×（220℃﹣20℃）=4.6×104J
答：预热时金属底板吸收的热量是4.6×104J；
（2）解：电熨斗做功W= = =5×104J，
电熨斗的额定功率P= = =500W
答：电熨斗的额定功率是500W．
25.【答案】（1）解：由图可知，灯L与R1串联在照明电路中，L正常发光， 因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，灯泡L的额定电压：
UL= = =20V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：
U1=U﹣UL=220V﹣20V=200V，
由I= 得，R1的阻值：
R1= = =2000Ω；
（2）解：S2闭合时，电阻R2被短路，只有电热丝R3工作，总电阻最小，处于加热状态， 由P=
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可得，R3的阻值：
R3= = =40Ω，
S2断开时，电阻R2与R3串联，总电阻最大，处于保温状态，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，保温功率：
P保= = =200W
（3）解：PVC塑料吸收的热量： Q吸=cm（t﹣t0）=1.2×103J/（kg•℃）×80×10﹣3kg×（170℃﹣20℃）=14400J，
由η= ×100%可得，消耗的电能：
W= = =24000J，
由P= 可得，需要的加热时间：
t′= = =19.8s．
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