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第 4 节 焦耳定律
一、选择题
1.在探究电流通过导体时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。这是用来
探究电流通过电阻丝产生的热量与（ ）
A．导体的电阻的关系
B．通过导体的电流的关系
C．导体的长度的关系
D．通电时间的关系
2．下列用电器属于利用电流热效应工作的是（ ）
A．电饭锅 B．电风扇 C．计算机 D．电视机
二、填空题
3.阻值为 100Ω 的电炉接在电压为 220V 的电路中，则通过电炉丝的电流是______A，电炉丝通电 10s
内产生的热量是______J．
4.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加
速老化，甚至引起火灾．这是因为____________________________________。
三、实验题
5.在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：2
（1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝 R1 和 R2（R1＜
R2）串联接到电源两端．电阻丝 R1 和 R2 串联的目的是保证 相同，U 型管中液面高度的变
化反映
（2）通电 10s，观察到图中两侧 U 型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与
有关.
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝 R2 并联，通电 10s，左侧 U 型管
中液面高度的变化比（2）中左侧 U 型管中液面高度变化 （选填“大”或“小”）
6.用如图所示的实验装置探究“电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”（图中甲、乙
是完全相同的密闭容器，实验前，A、B 两“U”形管内液面是相平的）．
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（2）电流产生的热量不易直接测量，因此，在这个实验中是通过观察“U”形管中液面的
来显示甲、乙容器内空气温度的变化．通过对比观察，你认为 （选填“甲”或
“乙”）容器中的电阻产生的热量多．由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，
越大，电流产生的热量越多．
（3）当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会 （选填“变大”或“变小”或“不
变”）．
（4）根据你得出的结论，简要解释：电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎
不发热，这是为什么？
7.已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关．在探究“电流通过导体产生的热量
跟电流的关系”时，可供选择的器材有：8V 稳压电源一个；20Ω 和 50Ω 的滑动变阻器各一个；停
表和开关各一个；塑料盒与 U 形管相连的实验装置一个，盒内密封着空气，盒内电阻丝的阻值为20Ω；
导线若干．
（1）该实验选用 Ω 的滑动变阻器更好．
（2）连接好的实验图如图所示．每次实验（即获得一组数据）后，都要断开开关，打开盒盖上的通
5Ω 10Ω
甲 乙A B3
气孔，U 形管内两液面迅速回到原位，等片刻后，关闭通气孔，再进行下一次实验．请画出实验用
的表格，表中要有必要的信息．
（3）某同学对实验方案进行了重新设计：第一次实验记录高度差后，立即移动滑片增大电流做第二
次实验，……．每次实验加热时间相同，记录的 U 形管内两液面高度差依次为Δh1、Δh2……．在处
理数据时，该同学想用Δh2 来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量，他这样处理数据是否
正确？ ．理由是 ．
四、计算题
8.如图所示，灯 L 上标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯泡电阻的影响），电阻 R1=20Ω．求：
（1）灯泡的电阻；
（2）当开关 S1 闭合，S2、S3 都断开时，灯 L 正常发光，电源电压；
（3）开关 S1、S2、S3 都闭合，且滑片 P 在 b 端时，电流表的示数为 2.4A，滑动变阻器 R2 的最大阻
值；
（4）当开关 S1 断开，S2、S3 都闭合，且滑片 P 在 a、b 间中点时，在 1min 内滑动变阻器产生的热
量．
+-
通气孔
电阻丝 空气
R1
S1 S3
S2 Ab
P
R2
L
a4
第 4 节 焦耳定律精品练习题参考答案
一、选择题
1.答案：B 2.答案：A
二、填空题
3.答案：2.2， 4840
4.答案：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，根据焦耳定律可知，在电
流、通电时间均相等的情况下，连接处产生的热量较多，加速导线老化，甚至引起火灾．
三、实验题
5.答案：（1）电流；电阻丝产生的热量的多少；（2）电阻；（3）大
6.答案：（1）如图
（2）高度差 乙 电阻（3）变大（4）电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，而电炉丝
的电阻较大，产生的热量较多，所以电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热．
7.答案：（1）50 （2）记录的实验数据如下表
实验次
数
时间 t/s 电阻丝 R/Ω 电流 液面高度差Δh/
格
热量 Q
1 20 小
2 20 中
3
一定
20 大
（3）不正确 Δh2 间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和．不是第二次实
验电流通过导体产生的热量．
四、计算题
8.答案：（1）由题意知：灯泡的额定电压 UL=6V，额定功率 PL=3W，灯泡电阻 12Ω
（2）灯泡正常发光，电路电流 0.5 A
5Ω 10Ω
甲 乙A B5
电阻 R1 与灯泡 L 串联，
电源电压 U=I（R1+RL）=0.5A×（20Ω+12Ω）=16V
（3）电路电流 IA=2.4A，电阻 R1 与 R2 并联，由欧姆定律得：流过电阻 R1 的电流 0.8A
流过电阻 R2 的电流 I2=IA﹣I1=2.4A﹣0.8A=1.6A，电阻 R2 的电阻值 10Ω
（4）开关 S1 断开，S2、S3 都闭合时，只有滑动变阻器滑片 P 在 a、b 间中点，滑动变阻器接入电路
的电阻值 5Ω
在 t=1min=60s 内，滑动变阻器产生的热量 3072J
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