江西省2019中考物理一輪專項 第17單元 焦耳定律課時訓練

課時訓練(十七)　焦耳定律 (限時:50分鐘) 一、填空題 1.[2018·黔南] 1840年,英國物理學家　　　　最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和時間的關系;從能量轉化的角度看,電熱器的電熱絲工作時是將電能轉化為　　　　能。  2.如圖K17-1所示是林紅同學探究焦耳定律的實驗裝置,已知R1<R2,閉合開關后,兩段電阻絲兩端的電壓U1　　　　U2,電流通過兩段電阻產生的熱量Q1　　　　Q2。(均選填“>”“<”或“=”)  圖K17-1 3.[2018·遼陽]如圖K17-2所示實驗裝置,可用來探究通電時間相同時,電流通過導體產生的熱量與　　　　　的關系。將裝置接在電壓為3 V的電源上,通電2 min,電流通過電阻R2產生的熱量為　　　　　J。  圖K17-2 4.[2017·重慶]如圖K17-3所示,電源電壓恒為6 V,R1=30 Ω,只閉合開關S1時,電流表示數(shù)為　　　A;同時閉合開關S1、S2,電流表示數(shù)為0.5 A,則通電1 min電阻R2產生的熱量為　　　J。  圖K17-3 5.如圖K17-4所示的電路中,閉合開關S,電壓表V1和V2的示數(shù)之比為1∶3,在相同的時間內電流通過R1、R2產生的熱量之比為　　　　。  圖K17-4 6.如圖K17-5所示是兩定值電阻RA和RB中的電流與其兩端電壓的關系,若將兩電阻并聯(lián)在電壓為2 V的電路中,干路上電流為　　　　A,通電相同時間,RA、RB產生的熱量之比QA∶QB=　　　　。  圖K17-5 7.[2018·成都]如圖K17-6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　　　　。在額定電壓下,燒開一壺水用時3 min 20 s,這段時間內電熱水壺發(fā)熱體產生的熱量為　　　　J。  圖K17-6 8.[2018·威海]標有“220 V　2000 W”的即熱式電熱水龍頭,其加熱電阻絲的阻值是　　　　Ω;在額定電壓下工作21 s,若不計熱量損失,能夠使　　　　kg的水從15 ℃上升到35 ℃。[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]  9.[2018·棗莊]如圖K17-7所示是某種電熱器的電路圖,電源電壓220 V,R1、R2的阻值分別為11 Ω、22 Ω,通過旋轉扇形開關S,接觸不同觸點,實現(xiàn)高、中、低三個擋位的轉換,電熱器在低溫擋工作時的電功率是　　　W,在高溫擋工作1 min產生的熱量是　　　　J。  圖K17-7 二、選擇題 10.[2018·欽州]電爐工作時,根據(jù)焦耳定律可知,相同時間內電爐絲產生的熱量比導線多,所以電爐絲熱得發(fā)紅而連接電爐絲的導線不太熱,其原因是 (　　) A.電爐絲的電阻較大 B.電爐絲與導線是并聯(lián)的 C.電爐絲的橫截面積大 D.通過電爐絲的電流較大 11.[2018·深圳]圖K17-8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、質量相等的煤油,通電一段時間后,右側玻璃管中液面比左側高。下列說法正確的是 (　　) 圖K17-8 A.通過玻璃管中液面的高度判斷電流產生熱量的多少,這種方法是控制變量法 B.右側電阻絲的阻值比左側小 C.通過右側電阻絲的電流比左側小 D.該裝置用于探究電流通過導體產生的熱量多少與電阻大小的關系 12.如圖K17-9所示,林紅同學將三個相同的空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封,用三段阻值不同的電阻絲(R1<R2<R3)分別給三個燒瓶中的空氣加熱,通電一段時間后體積變化最大的氣球是 (　　) 圖K17-9 A.a　 B.b C.c D.三個相同 13.[2017·自貢]計算電流通過電風扇產生的熱量,下列公式選用正確的是 (　　) A.UIt　　 B.U2Rt C.I2Rt　　 D.前面三個都可以 14.通過一根電阻絲的電流為2 A,通電1 min產生了2.64×104 J的熱量,則它的電阻是 (　　) A.66 Ω B.6600 Ω C.110 Ω D.220 Ω 15.如圖K17-10所示,阻值為R的電阻絲,用四種方法分別接在電壓為U或2U的電源上。閉合開關后,在相同時間內虛線框里的電阻絲產生的總熱量最多的是 (　　) 　　　　　　A　　　　　　　　　B 　　　　　　C　　　　　　　　　D 圖K17-10 16.某電熱器有兩根電阻絲,在同一電源上,要燒開同一壺水,只用第一根電阻絲時,需要6 min。只用第二根電阻絲時需要12 min。若把兩根電阻絲并聯(lián)起來仍接在原電源上,燒開這一壺水,則需要 (　　) A.18 min B.9 min C.4 min D.2.4 min 17.如圖K17-11所示,電阻R1、R2的大小關系是R2=2R1,當開關S斷開和閉合時,在相同的時間內,電流通過R1產生的熱量之比為 (　　) 圖K17-11 A.1∶3 B.1∶9 C.3∶1 D.9∶1 三、計算題 18.[2018·江西]如圖K17-12所示是某型號的爆米花機的電路圖,該爆米花機具有制作和保溫功能。只閉合開關S1時,R1加熱,電動機攪拌,開始制作爆米花;只閉合開關S2時,R2保溫,防止爆米花變涼;爆米花機的銘牌如下表所示。[c玉米=1.2×103 J/(kg·℃)] (1)將100 g、20 ℃的玉米加熱到300 ℃成為爆米花時,求玉米粒需要吸收的熱量。 (2)電阻R1發(fā)熱,把100 g、20 ℃的玉米粒加熱成為爆米花,需要用時5 min,求R1的加熱效率。 (3)求保溫電阻R2的阻值。 圖K17-12 　　 額定電壓 220 V 加熱功率 200 W 保溫功率 22 W 電動機功率 40 W 四、實驗探究題 19.[2018·河北]用如圖K17-13甲所示的裝置探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”。相同燒瓶內裝滿了煤油。 圖K17-13 (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,乙燒瓶中玻璃管內液面上升的高度較大。說明 　。  (5)小紅用如圖丙所示的裝置,進一步探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”。經多次實驗測量,收集實驗數(shù)據(jù),繪制了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流I的關系圖像。根據(jù)焦耳定律可知,圖丁中能正確反映h-I關系的是　　　　。  [拓展] (6)用Q=I2Rt可以計算電流通過任何用電器產生的熱量,能用Q=UIt計算電流通過任何用電器產生的熱量嗎?回答:　。  請用實例說明原因:  　。  參考答案 1耳　內 2.<　< 3.電阻　24 4.0.2　108 5.1∶2 6.0.6　2∶1 7.小　3.6×104 8.24.2　0.5 [解析] 加熱電阻絲的阻值R=U2P=(220V)22000W=24.2 Ω。在額定電壓下工作21 s消耗的電能W=Pt=2000 W×21 s=4.2×104 J;若不計熱量損失,則Q吸=W=4.2×104 J,由Q吸=cmΔt可得,加熱水的質量m水=Q吸c水Δt= 4.2×104J4.2×103J/(kg·℃)×(35℃-15℃)=0.5 kg。 9.2200　3.96×105 10.A　11.D　12.C　13.C　14.C　15.D　 16.C　[解析] t1=6 min,t2=12 min, 燒開同一壺水,則Q水吸=Q1放=Q2放=Q并放,即 Q水吸=U2R1t1=U2R2t2=U2R并t3; 代入數(shù)據(jù),得R1∶R2=t1∶t2=6 min∶12 min=1∶2,t1∶t3=R1∶R并,R并=R1R2R1+R2=23R1,則t3=R并R1·t1=23×6 min=4 min。 17.B 18.解:(1)由題意可知,玉米粒吸收的熱量為 Q=c玉米m(t-t0)=1.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(300 ℃-20 ℃)=3.36×104 J。 (2)由題意可知,加熱5 min消耗的電能為W=P加t'=200 W×5×60 s=6×104 J, 加熱的效率為η=QW=3.36×104J6×104J=56%?！? (3)由電路圖可知,保溫時電路中只有電阻R2,所以電阻R2的阻值為R2=U2P保=(220V)222W=2200 Ω。 19.(1)絕緣體 (2)如圖所示 (3)相等　小于 (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生的總功,而總功除了用電器產生的熱量,另外一部分可能轉化為其他能量,例如電風扇電路產生的總功一部分轉化為電熱,一部分轉化為機械能 7