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考点23：焦耳定律及其应用一、选择题1．（2015四川乐山，第13题）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（R1＜R2＜R3）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()A．aB．bC．cD．三个相同2.（2015四川自贡，第15题）将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是()A、三个用电器产生的热量相同B、电风扇产生的热量最多C、电烙铁产生的热量最多D、电视机产生的热量最多3.（2015湖北武汉，第19题）下图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是()A.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系B.将左边容器中的电阻丝换成10的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少4.（2015山东潍坊，第2题）下列图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是()5.（2015江苏盐城，第2题）下列家用电器，主要利用电流热效应工作的是（）A.收音机B.电视机C.电风扇D.电饭锅6.（2015湖南株洲，第1题）2014年诺贝尔物理学奖颁给了发明蓝色二极管的三位科学家，他们的这项发明实现了利用二极管呈现白光，且发光效率高。LED灯（即发光二极管）不具有的特点是()A．亮度高B．能耗低C．寿命长D．发热多7.（2015吉林长春，第2题）以下家用电器中利用电流热效应工作的是（）A、电饭锅B、洗衣机C、电冰箱D、电风扇8.（2015福建厦门，第1题）如图1所示机器工作时应用电流热效应的是()9.（2015湖南怀化，第9题）９．下面生活用具中，不是．．利用电流热效应工作的是（）Ａ．电饭锅Ｂ．电热水壶Ｃ．电风扇Ｄ．电烤火箱二、填空题1.（2015四川成都，第22题）如图12所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置。己知R甲=5Ω,R乙=10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝联在电路。若电路中的电流为0.3A，则甲电阻丝在Imin内产生的热量为J。【答案】串272.（2015上海，第12题）某导体两端的电压为6伏，10秒内通过该导体横截面的电荷量为6库，通过该导体的电流为安，这段时间内电流做功为焦，该导体的电阻为欧。答案：0.636103.（2015湖北襄阳，第28题）电热器是利用电流的______工作的；在电饭锅、电熨斗、电风扇中，不属于电热器的是_______。答案：热效应电风扇4.（2015山东聊城，第19题）如图是研究“电流通过导体产生的热量和什么因素有关”的实验，通电一段时间后，由现象可判断电阻产生的热量较多．在此实验中用到的物理科学方法是（写出一种即可）．【答案】R2（或10Ω）转换法（控制变量法；放大法）5.（2015四川广安，第15题）图6是在一定温度下，甲乙两个电阻的电流与电压的关系图像。根据图像可得:RR乙甲；若将甲、乙串联后接在同一电路上，产生的热量:QQ乙甲=。答案：1︰4，1︰46.（2015黑龙江齐齐哈尔，第23题）如图是电饭锅内部简化电路图，已知R0=55Ω，R1=1045Ω，当S接“1”时，电饭锅正常工作电路中电流是A；当S接“2”时，通电1min产生的热量是J。【答案】0.2528007.（2015四川眉山，第55题）55.电动机在工作时会产生大量的热，因此利用油对电动机降温。已知电动机正常工作的电压为220V，电阻为5，通过的电流为10A，则5min内电动机产生的热量为J；产生热量的80%被油吸收，这些热量可以使质量为4kg的油温度上升℃。（32.010/()cJkgC油）答案：51.510158.（2015黑龙江龙东，第23题）如图，是小谢同学探究“电流通过导体时产生的热量与的关系”的实验装置，此实验采用的探究方法有。（答出一种即可）【答案】电阻控制变量法(转换法)三、实验探究题1.（2015福建福州，第30（2）题）他想设计一个电路探究电流产生的热量与电流和电阻的关系。提供的器材是：图22所示的三个插有温度计的相同玻璃瓶（瓶内装有质量、温度相同的煤油，三根电阻丝的电阻大小关系为：R甲＝R乙＞R丙），还有一个滑动变阻器，一个单刀单掷开关，一个单刀双掷开关（符号），电源以及若干导线。①本实验中通过观察________________比较电流产生的热量多少。②请你选择合适的器材，设计一个不能拆装且合理的实验电路，在虚线框内画出实验电路图，并标出选择的电阻。○1温度计示数○2如答图5或答图6（其他答案合理即可）2.（2015广东省，第16（3）题）用题16-4图所示的装置做“探究电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验。（甲、乙是完全相同的密闭容器。闭合开关前，A、B两U形管内液面相平）①由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面的来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用了的探究方法。②通过对比观察，（选填“甲”、“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电流强度和通电时间相同时，电阻越，导体产生的热量越多。【答案】①高度差转换法②乙大3.（2015北京，第37题）如图19所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等，初温相同的煤油，完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R1和阻值为5Ω的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。小新的主要实验过程如下：①将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5Ω。②闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数为0.3A，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数40℃，断开开关。③用图19所示的装置乙替换电路中的装置甲，将电阻箱的阻值调为10Ω，闭合开关，同时按下停表开始计时，观察电流表示数仍未0.3A，当温度计示数为40℃时，停止计时，读出通电时间5min，记录数据，断开开关。于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。请根据以上叙述回答下列问题：（1）小新实验过程中存在的问题：（2）请你针尖对小新实验过程汇总存在的问题，写出改进措施：【答案】（1）没有控制时间一定；（2）加热相同的时间，观察温度计示数变化4.（2015辽宁大连，第32题）小明猜想电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。为了探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”，所用的器材有：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；绝热的塑料盒一个，盒内密封着空气，盒内的电阻丝的阻值是10Ω，插在盒中的温度计量程是0～100℃；导线若干。（1）用笔画线代替导线，将图16中的电路连接完整。（2）记录实验数据的表格如下表。实验次数通电时间t/s电阻R/Ω电流I/A盒内空气的初温t0/℃盒内空气的末温t/℃盒内空气升高的温度△t/℃热量Q120100.2203212小20.3204727中30.4206949大①分析表中的数据，得到的探究结论是：。②从表格中提取的能得出该结论的信息是：。（3）实验结束后，小明为了缩短实验时间，对原实验方案稍加改动：实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，也不打开勇气孔，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开始计时，20s后记录末温……指出改动后方案的两点不足（可以结合原方案的实验数据）；①。②。【答案】(1)如图(1分)，(2)①电流通过导体产生的热量与电流有关。(1分)，②通电时间和导体的电阻一定，电流变化，导体产生的热量也变化.(1分)(3)①改动后导致第三次实验的末温超过了温度计的最大量程,，无法完成第三次实验.(1分)，②改动后，前一饮实验的末温并不是下一次实验的初温，所以初温、记录有误。四、计算题1．（2015重庆A卷，第18题）如图15所示，电源电压不变。电阻R1的阻值为20Ω，R2的阻值为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，求：（1）电源电压U；（2）通电100s电流通过电阻R2产生的热量。答案：（1）6V（2）1202.（2015年山东济南，第44题）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。通过计算回答:(1)通过小灯泡的电流是多少?(2)串联在电路中的定值电阻的阻值多大?(3)该电路工作10s定值电阻产生的热量是多少?答案：（1）0.3A（2）6.67（3）6J3.（2015湖南岳阳，第23题）一电热饮水机。通过机内温控开关S进行自动控制。实像加热和保温两种功能。电路原理如图乙所示。电源电压恒为220V，当开关S接a时，电路中电流为5A，当开关S接b时，电路消耗的功率为66W。求：（1）R1的阻值；（2）开关S接b时，电路中电流。（3）该饮水机在保温状态工作100S，R2产生的热量。【答案】（1）44Ω；（2）0.3A（3）6204J。4.（2015吉林长春，第18题）一只电热水壶铭牌上标有“220V1100W”的字样，在额定电压下工作。求：（1）正常工作时的电流和电阻。（2）通电5min产生的热量。答案：（1）I=P/U=1100W/220V=5AR=U/I=220V/5A=44Ω（2）Q=W=Pt1100W×300s=3.3×105J5.（2015乌鲁木齐，第21题）21.如图所示电路中，电源电压U=3V，12R，闭合开关后，电流表读数为1.5A。求：（1）1R在1min内产生的热量；（2）2R的阻值。答案：（1）30J（2）4欧