2018-2019学年中考物理 寒假每日一点通 第10天 焦耳定律 新人教版

1第10天焦耳定律刘芳同学有两段电热丝，电阻分别是R1、R2（R1＞R2)，她将这两段电热丝在电路中串联起来，分别放入两个相同的容器中，两个容器中装有相同质量的水，如图所示。当她将开关闭合后，关于甲乙两个容器中水温的变化，下面的说法中正确的是A．甲容器中的水温度上升的快B．乙容器中的水温度上升的快C．甲、乙容器中的水温度上升的一样快D．条件不足，无法判断【参考答案】A【知识补给】电热的综合计算1．欧姆定律和电热计算时，要特别注意它们的使用范围是纯电阻电路，即用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能，如电烙铁、灯泡等。焦耳定律（Q=I2Rt）适用于所有的电路。如果电流通过导体的电能全部转化为热，电流通过导体的消耗电能的功率就等于电能转化为热量的功率，即P=UI=I2R。2．在热、电综合计算时，注意Q=I2Rt和Q=cmΔt、Q=qm的结合。如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同，下列说法不正确的是2A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图D．比较不同燃料的热值，不可以选择甲乙两图（2018·长春校级期中）导线接头处往往容易发热的主要原因是A．接触处电阻小电流变大，相同时间产热多B．接触处电阻大电流变小，相同时间产热多C．接触处电阻大电流相同，相同时间产热多D．以上说法都不对（2018·河北检测）两条电阻丝串联在电路中，在相同的时间内产生的热量较多的是A．通过电流较大的电阻丝B．电压较小的电阻丝C．电压较大的电阻丝D．电阻较小的电阻丝（2018·内蒙古校级模拟）如图是探究电流通过导体时产生热量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形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是A．该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由5Ω换成10Ω，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系3C．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应电阻丝放出热量的多少的（2018·娄底期末）如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是A．笔记本电脑B．电水壶C．电视机D．电风扇2017年4月26日上午，中国第二艘航空母舰在中国船舶重工集团公司大连造船厂举行下仪式。这艘航母仍旧为常规动力，滑跃式起飞，据悉我国后面的航母将采用弹射起飞，目前我国在葫芦岛建有电在磁弹射研究装置。弹射器（系统）由4个子系统组成：①能量贮存系统；②能量转换系统；③弹射系统；④监视系统。根据资料，完成下面问题（1）电磁弹射系统的储能系统要求在45秒内充满所需的能量，为此航母上专门设计了盘式储能交流发电机（旋转磁极）。最大输出电压1600V，输出电流为5000A，效率为90%，发电机定子线圈的电阻为8毫欧，求：①发电机的输出功率多大？②每一次储能时，发电机定子线圈将会产生多少热量？③如果发电机定子线圈总质量为50kg，这些热量全部被发电机定子线圈吸收，它的温度变化多少？[c线圈=0.4×103J/（kg·℃）]（2）根据（1）中计算结果，发电机最好选用__________做定子线圈．A．导体B．绝缘体C．半导体D．超导体（3）整个电磁弹射系统中，弹射体是电磁弹射系统的核心组成部分，是一种把输入的电能转换为动能，从而在一定距离内推动舰载飞机加速到规定弹出速度的功率执行部件。它和__________的工作原理相同。A．发动机B．电动机C．电磁起重机D．电视机（2018·长春校级期中）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所4示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。（1）在图甲中，通过两电热丝的电流________；是探究电流通过导体产生的热量与导体________的关系。（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系。（3）实验中，我们是通过观察U形管中液面的_____来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。某简易电吹风简化电路如图所示，其主要技术参数如下表，在家庭电路使用中：（1）当电吹风吹冷风时，通过电动机的电流多大？若电动机电阻R1为1Ω，则40s内电流通过电动机产生的热量是多少焦？（2）当电吹风吹热风时，电热丝R2的电功率是多少瓦？电热丝R2的电阻值是多少欧？几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图1所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图2甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关．把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图2乙所示。求：（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；（2）电热丝R2的阻值；额定电压220V额定功率热风时：990W冷风时：110W5（3）这30min内电饭锅产生的热量。小王家新买的电热淋浴器的铭牌如下表所示。小王按说明书要求给淋浴器装满水，通电50min，观察到淋浴器上温度计示数由23℃上升到45℃。求：（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]（2）电热淋浴器加热过程中消耗的电能是多少?（3）比较（1）、（2）两问计算结果，你认为违背能量守恒吗?为什么?C【解析】将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位很少，很细，电阻就较大。根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的。故选C。C【解析】串联电路中电流处处相等，所以故A错误；在串联电路中，根据公式U=IR可知，电阻越大，电阻两端的电压就越大，再根据QWUIt可知，在相同的时间内产生的热量就越多。故C正确，BD错误。故选C。C【解析】AC、装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可6知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，不是探究电流产生的热量与电阻的关系；由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故A错误，C正确；B、将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，变成了一个10Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，虽然左右电阻不等，但是左右的电流也不相等，所以不是探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误；D、该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反映热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故D错误。故选：C。B【解析】AC、笔记本电脑、电视机主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故AC不符合题意；B、电饭锅主要把电能转化为内能，是利用了电流的热效应来工作的，故B符合题意；D、电风扇主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。故选B。（1）①8000000W②9000000J③405℃（2）D（3）B（1）相等电阻（2）电流（3）高度差【解析】（1）图甲中两电阻串联，通过两电热丝的电流相同，而电阻的大小不同，所以该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻关系的；（2）在图乙中两电阻串联，容器中两电阻的大小相同，而通过左边电阻中的电流是右边电阻中电流的2倍，所以乙图是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的电流关系。（3）在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的高度差来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。7（1）10J；（2）55Ω（1）660W（2）220W（3）9.9×105J【解析】（1）S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；由乙图可知此时电流值Imax=3A，则功率Pmax=UImax=220V×3A=660W。（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值I1=2A，则根据并联电路的电流特点可知电阻R1与R2并联时I2=Imax-I1=3A-2A=1A，根据欧姆定律得22220V2201AURI。（3）只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W；由乙图可知t′=10min+（20min-15min）=15min=900s，t″=（15min-10min）+（30min-20min）=15min=900s，则Q′=W′=Pmaxt′=660W×900s=5．94×105J，Q″=W″=P1t″=440W×900s=3．96×105J，∴30min内电饭锅产生的热量Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J。（1）4.62×106J（2）4.8×106J（3）不违背，因为消耗的电能没有全部被水吸收【解析】（1）由mV可得，水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10−3m3＝50kg，水吸收的热量Q吸＝cm（t−t0）＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(45℃−23℃)＝4.62×106J。（2）消耗的电能W＝Pt＝1600W×50×60s＝4.8×106J。（3）比较（1）、（2）两问计算结果，发现水吸收的热量小于消耗的电能。这是因为电流产生的热有一部分散失了，并没有完全被水吸收，水吸收的热量加上散失的能量，仍等于电流产生的热量，所以没有违背能量守恒。