（湖南專用）2019中考物理高分一輪 單元21 焦耳定律課時訓練

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1、 課時訓練21　焦耳定律 基礎(chǔ)過關(guān) 一、選擇題 1.[2018·柳州]如圖K21-1所示的用電器中,利用電流熱效應工作的是 (　　) 圖K21-1 2.[2018·深圳]圖K21-2為“探究焦耳定律”的實驗裝置。兩個相同的燒瓶中密封初溫相同、質(zhì)量相等的煤油,通電一段時間后,右側(cè)玻璃管中液面比左側(cè)高。下列說法正確的是 (　　) 圖K21-2 A.通過玻璃管中液面的高度判斷電流產(chǎn)生熱量的多少,這種方法是控制變量法 B.右側(cè)電阻絲的阻值比左側(cè)小 C.通過右側(cè)電阻絲的電流比左側(cè)小 D.該裝置用于探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小的關(guān)系 3.如圖K21-3所示的實驗

2、中,三個相同的燒瓶A、B、C內(nèi)都盛有質(zhì)量和初溫相等的液體,其中A、B燒瓶中裝的是水,C燒瓶中裝的是煤油,A、B、C瓶中電阻絲的阻值分別為RA、RB、RC,且RA>RB=RC。閉合開關(guān)通電一定時間后,下列關(guān)于該實驗探究的說法,錯誤的是(均不計熱量損失,c水>c煤油)(　　) 圖K21-3 A.電流通過導體時,電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這種現(xiàn)象叫電流的熱效應 B.在A、B兩燒瓶中,相同的時間內(nèi),A燒瓶中的電阻產(chǎn)生的熱量多 C.B、C兩燒瓶可探究不同物質(zhì)的吸熱能力 D.B、C兩燒瓶加熱相同的時間,B瓶中溫度計的示數(shù)高 4.[2018·宜昌]兩個定值電阻R1、R2并聯(lián)在電路中,如圖K21-4甲所

3、示。它們的電流與其兩端的電壓關(guān)系如圖乙所示,閉合開關(guān)S,則R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為 (　　) 圖K21-4 A.2∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4 5.[2018·深圳]如圖K21-5甲所示,閉合開關(guān)后,在滑片P由b端向a端移動的過程中,電壓表示數(shù)U隨滑動變阻器接入電路的電阻R2變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,下列說法錯誤的是(　　) 圖K21-5 A.電源電壓是6 V B.R2的最大阻值是20 Ω C.R1的電阻是10 Ω D.當滑片P移動到中點時,10 s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量是18 J 二、填空題 6.[2018·攀枝花]額定功率均為“220 V　50

4、0 W”的電吹風和電熨斗,都在額定電壓下工作2 min,　　　產(chǎn)生的熱量多,產(chǎn)生的熱量為　　　　J。? 7.[2018·成都]如圖K21-6所示的電熱水壺上標有“220 V　1800 W”,小明發(fā)現(xiàn)燒水過程中電熱水壺的發(fā)熱體部分很快變熱,但連接的電線卻不怎么熱,是因為導線的電阻比發(fā)熱體的電阻　　(選填“大”或“小”)。在額定電壓下,燒開一壺水用時3 min 20 s,這段時間內(nèi)電熱水壺發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量為　　　　J。? 圖K21-6 8.[2018·荊門]有一臺電動機,額定電壓3 V,額定電流1 A,電動機線圈電阻0.5 Ω。這臺電動機正常工作1 min,消耗的電能為　　　　J,產(chǎn)

5、生的熱量為　　　　J,輸出的機械能為　　　　J。? 三、實驗探究題 9.[2018·河北]用如圖K21-7甲所示的裝置探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”。相同燒瓶內(nèi)裝滿了煤油。 圖K21-7 (1)燒瓶中裝入的煤油是　　　　　(選填“導體”或“絕緣體”)。? (2)請根據(jù)實物圖甲,在圖乙所示的虛線框內(nèi)畫出對應的電路圖。 (3)為達到實驗目的,選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應　　　　,通過R1的電流　　　　通過R2的電流。? (4)通電一段時間后,乙燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大。說明? 　。? (5)小紅用如圖丙

6、所示的裝置,進一步探究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”。經(jīng)多次實驗測量,收集實驗數(shù)據(jù),繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流I的關(guān)系圖像。根據(jù)焦耳定律可知,圖丁中能正確反映h-I關(guān)系的是　　　　。? [拓展] (6)用Q=I2Rt可以計算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量,能用Q=UIt計算電流通過任何用電器產(chǎn)生的熱量嗎?回答:　　　。請用實例說明原因:　? ?　。? 四、計算題 10.[2018·黔三州]圖K21-8甲為某款新型電飯煲,額定電壓為220 V,它采用了“聰

7、明火”技術(shù),智能化地控制不同時間段的烹飪溫度,以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感。圖乙為其電路原理圖,R1和R2為電阻不變的電熱絲,S是自動控制開關(guān)。將電飯煲接入220 V電路中,在電飯煲工作的30 min內(nèi),它消耗的電功率隨時間的變化如圖丙所示。求: (1)5~10 min,電飯煲的功率。 (2)20~30 min內(nèi)電飯煲產(chǎn)生的總熱量。 圖K21-8 能力培優(yōu) 11.[2018·瀘州]如圖K21-9甲所示的某品牌豆?jié){機,由打漿和電熱兩部分裝置構(gòu)成。中間部位的打漿裝置是電動機工作帶動打漿刀頭,將原料進行粉碎打漿;外部是一個金屬圓環(huán)形狀的電熱裝置,電熱裝置的簡化電路圖如圖乙

8、所示,開關(guān)S可切換加熱和保溫兩種狀態(tài),R1、R2是發(fā)熱電阻,豆?jié){機的主要參數(shù)如下表所示。 圖K21-9 額定電壓 打漿裝置 電熱裝置 220 V 電機功率 加熱功率 保溫功率 180 W 1000 W 242 W (1)某次向豆?jié){機中加入黃豆和清水共1.0 kg,打漿完成后漿的初溫為40 ℃,加熱該漿使其溫度升高到100 ℃,需要吸收多少熱量?[設(shè)該漿的比熱容為4.0×103 J/(kg·℃)] (2)求電阻R1和R2的阻值。 (3)該豆?jié){機同時處于打漿和加熱狀態(tài)時,正常工作1 min所消耗電能為多大?

9、 12.[2018·濱州]圖K21-10甲是一家用電暖器,有“低溫”“中溫”“高溫”三擋,銘牌見下表(“高溫”擋功率空出)。圖乙為其簡化的電路原理圖,S是自我保護開關(guān),電暖器跌倒,S自動斷開,切斷電源,保證安全。閉合S1時為“低溫”擋,請完成下列問題: 額定電壓 220 V 額定功率 低溫擋 550 W 中溫擋 1100 W 高溫擋 頻率 50 Hz 圖K21-10 (1)“低溫”擋正常工作時的電阻是多少? (2)“高溫”擋正常工作時的總電流是多少? (3)若某房間內(nèi)空氣質(zhì)量為60 kg,空氣溫度為10 ℃,空氣的比熱容為1.1×103 J/(

10、kg·℃)且保持不變,用該電暖器的“高溫”擋正常工作20 min,放出熱量的50%被房間內(nèi)的空氣吸收,那么可使此房間的空氣溫度升高多少攝氏度? 參考答案 1.B　2.D　3.D 4.A　[解析] 由圖乙可知,當兩電阻兩端的電壓均為3 V時,通過它們的電流分別為0.6 A和0.3 A,可知R1∶R2=I2∶I1=1∶2;將它們并聯(lián)起來,產(chǎn)生的熱量之比等于其電阻之比的倒數(shù),即Q1∶Q2=R2∶R1=2∶1,故選A。 5.D 6.電熨斗　6×104 7.小　3.6×105 8.180　30　150 9.(1)絕緣體 (2)如圖所示 (3)相等　小于

11、(4)在電阻和通電時間相同的條件下,通過導體的電流越大,導體產(chǎn)生的熱量越多 (5)A (6)不能　因為用Q=UIt計算出來的是電路產(chǎn)生的總功,而總功除了用電器產(chǎn)生的熱量,另外一部分可能轉(zhuǎn)化為其他能量,例如電風扇電路產(chǎn)生的總功一部分轉(zhuǎn)化為電熱,一部分轉(zhuǎn)化為機械能 10.解:(1)由圖丙可知5~10 min的功率為P1=660 W。 (2)由圖丙可知20~30 min的功率為P2=440 W, 時間為t2=30 min-20 min=10 min=600 s, 由Q=W=Pt可得,20~30 min內(nèi)電飯煲產(chǎn)生的總熱量 Q2=P2t2=440 W×600 s=2.64×105 J。

12、 11.解:(1)豆?jié){吸收的熱量為 Q吸=cm(t-t0)=4×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-40 ℃)=2.4×105 J。 (2)當S接a時,只有R1接入電路,電路處于加熱狀態(tài),此時電路的功率為加熱功率1000 W,所以R1的電阻為R1=U2P加=(220V)21000W=48.4 Ω。 當S接b時,R1和R2串聯(lián),電路處于保溫狀態(tài),此時電路的電功率為保溫功率242 W, 此時電路總電阻R=R1+R2=U2P保=(220V)2242W=200 Ω, 所以R2的電阻為R2=R-R1=200 Ω-48.4 Ω=151.6 Ω?！? (3)消耗的電能為W=P加t'+

13、P電機t'=(1000 W+180 W)×60 s=70800 J。 12.解:(1)由題圖可知,閉合S、S1時,電路為R1的簡單電路,處于低溫擋,電暖器功率為550 W,家庭電路電壓為220 V,則R1=U2P1=(220V)2550W=88 Ω。 (2)分析電路圖可知,開關(guān)S、S2閉合時為中溫擋,開關(guān)S、S1、S2同時閉合時,電路中電阻最小,功率最大,電暖器處于高溫擋,此時R1和R2同時連入電路,總功率為P=P1+P2=550 W+1100 W=1650 W, 則電路中的電流為I=PU=1650W220V=7.5 A。 (3)t=20 min=1200 s,電暖器高溫擋工作20 min放出的熱量是Q放=W=Pt=1650 W×1200 s=1.98×106 J, 則空氣吸收的熱量為Q吸=Q放η=1.98×106 J×50%=9.9×105 J, 升高的溫度Δt溫=Q吸cm=9.9×105J1.1×103J/(kg·℃)×60kg=15 ℃。 7