1、第 4 节 焦耳定律 【基础巩固练】 1 1关于电热，下列说法正确的是 ( ) A电热都是有害的 B电热器是根据电流的热效应制成的 C电饭锅、电风扇、电熨斗都是电热器 D电能转化成电热时的功率跟导体的电阻成正比 2 2如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝(R1R2R3) 分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后，体积变化最大的气球是 ( ) Aa Bb Cc D三个相同 3 3将阻值为 40 的电阻丝接在电源两端，通电 10 min，电流产生的热量是 1.510 3 J；若将阻值为 10 的电阻丝接入同一电源的两端，通电 20 min，电流产生的热量
2、是 ( ) A1.210 4 J B3.75102 J C7.5102 J D6.0103 J 4 4小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而电饭煲仍正常工 作，发生这一现象的原因可能是 ( ) A电压太高 B电源线太粗 C电源线太短 D电源线太细 5 5一台线圈电阻为 3 的电动机，接在 12 V 的电源上时，通过电动机的电流为 0.5 A，在 2 min 内电流 产生的热量是_J，转化成的机械能是_J。 6 6一台“220 V 1 000 W”的电热水器，正常工作 10 min 消耗的电能是_J；如果它的电源线比 标准的细，则其电阻比标准电源线的电阻大，在
3、相同时间内产生的热量_。 7 7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，采用了如图所示的实验装置。两个透 明的容器中密闭了等量的空气。U 形管中液面的变化反映了密闭空气温度的变化。此实验是为了探究电流 产生的热量与_的关系；将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在_容器中产生的 热量较多。在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，还可以探究电流产生的热量与_的关 系。该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和_。 【提能综合练】 8 8如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或 2U的电源上。闭合开关后，在相同时 间内，虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是 (
4、) A B C D 9 9小明家的足浴盆额定功率为 750 W。某次正常工作 20 min，将 10 L、20 的水加热至 40 ，此过程 中足浴盆消耗电能_J，水吸收热量_J，消耗电能转化为水吸收热量的效率为_%。 c水4.210 3 J/(kg) 1010为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不 同的电阻丝(R1R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电 源电压不变。 甲 乙 (1)实验中通过观察_的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 (2)甲装置可探究电流产生的热量与_的关系。 (3)在装置甲、
5、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球 B 与 D 的变化情况，可探究电流产生的热 量与_的关系。 (4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与_(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生 的热量最多。 1111某同学根据如图所示电路进行实验，先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关 S，移动滑动 变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数；而后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片， 记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下表： U/V I/A W/J Q/J 不转动 0.2 0.2 W1 Q1 转动 3.0 1.2 W2 Q2 利用表中数据计算和分析： (1)电动机不转动时，通电
6、 10 s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。 (2)电动机转动时，通电 10 s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。 (3)试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。 【拓展创新练】 1212小明在用电炉烧水时发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热。小明猜想电阻大的，发 热功率大。而小亮在用电炉烧水时观察到：将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉 发热快些，相同时间内产生的热量多些。小亮猜想电阻小的，发热功率大。 现有电阻分别为 5 和 10 的镍铬合金丝各一根、两个相同的烧瓶中装入质量和温度相同的煤油、温 度计、两个相同的电池组
7、、开关、导线等实验器材。 (1)请你利用以上器材分别设计实验电路，验证小明和小亮的猜想。(只要求画出相应的电路图。) (2)小明与小亮观察到的现象似乎有矛盾，这是怎么回事？请分析说明。 第 4 节 焦耳定律 1 1B 2 2C 3 3A 4 4D 5 590 630 6 6610 5 多 7 7电阻 B 电流 转换法 8 8D 9 9910 5 8.4105 93.3 1010(1)气球的体积 (2)电阻 (3)电流 (4)C 1111解：(1)电动机不转动时，电动机所做的电功W1U1I1t10.2 V0.2 A10 s0.4 J；由IU R得电 动机不转动时电阻RU 1 I1 0.2 V 0
8、.2 A1 ，电动机所产生的热量 Q1I 2 1Rt(0.2 A) 21 10 s0.4 J。 (2)通电 10 s，电动机所做的电功W2U2I2t3.0 V1.2 A10 s36 J，电动机所产生的热量Q2I 2 2Rt (1.2 A) 21 10 s14.4 J。 (3)通过上述计算可得，W1Q1，W2Q2，其原因是电动机不转动时，电能全部转化为内能；电动机转动时， 电能一部分转化为动能，一部分转化为内能。 1212(1)为了验证小明的猜想，将两个不同的电阻串联，如图甲所示；为了验证小亮的猜想，将两个不同 的电阻并联，如图乙所示。 甲 乙 (2)小明与小亮观察到的现象并不矛盾。 因为这两个现象发生的前提条件不同：小明观察到的，电炉丝和导线串联，通过的电流相等，据 PI2R， 所以电阻大的，发热功率大；小亮观察到的，两电炉丝并联在家庭电路上，两端的电压相同，据 PU 2 R ， 电阻大的，发热功率小。