1第第 2121 讲讲 焦耳定律及其应用焦耳定律及其应用1 1(2016，海南)一电热水壶的铭牌上标有“220 V 2 000 W”字样，在额定电压下用 它对质量为 2 kg 的水加热，使水的温度升高 50 ，用时 6 min。则水吸收的热量为 _4.2104.2105 5_J，此过程中电热水壶消耗的电能为_0.20.2_kWh。c水4.2103 J/(kg)(导学号 9098263590982635) 2 2(2016，内江模拟)R1、R2分别连接成如图所示甲、乙两种电路，R12R2，电源电压 均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q甲 1、Q甲 2，则Q甲 1Q甲2_2121_。图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙 1、Q乙 2，则Q乙 1Q乙 2_1212_。(导学号 9098263690982636)第 2 题图第 3 题图3 3(2016，遂宁)如图是小宇家的电子式电能表。有一天他洗澡，关闭了家里其他用电 器，只让家里标有“2 000 W”的电热淋浴器正常工作，发现电能表指示灯闪烁了 600 imp 时，淋浴器内满箱水温从 23 升高到 43 ，则消耗的电能是_0.20.2_kWh，通电时间是 _6 6_min；如果水吸收的这些热量由完全燃烧 0.021 m3的天然气提供(q天然气4.0107 J/m3，c水4.2103 J/(kg)，不计热量的损失)，水箱内水的质量是_1010_kg；水箱 内水的内能的改变是通过_热传递_实现的；在用电吹风吹干头发时，发现吹热风比吹冷 风更容易让头发变干，这是由于_热风温度比冷风温度高，使水蒸发的更快_。(导学号 9098263790982637) 4 4(2016，泰州)在如图所示电路中，定值电阻R0的阻值为 20 ，电动机线圈的电阻 为 2 ，闭合开关，电流表 A1、A2的示数分别为 0.8 A，0.3 A，则该电路电源电压为 _6 6_V。1 min 内电路消耗的电能为_288288_J，1 min 内电流通过电动机产生的热量为 _3030_J。(导学号 9098263890982638)第 4 题图第 5 题图25 5(2016，衡阳)某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位，其原理如图所示，已知电 阻R044 ，R2 156 ，当开关置于_2 2_(填“1”或“2”)位置时为高温挡，当电 饭锅以高温挡正常工作 10 min 消耗的电能为_6.6106.6105 5_J。(导学号 9098263990982639)6 6(2016，苏州)如图所示，电源电压保持不变，R15 ，闭合开关 S，开关 S0拨至 b时，电压表示数是拨至a时的三分之一，则R2_1010_；若电源电压为 3 V，当开关 S0拨至b时，R1在 1 min 内产生的热量是_1212_J。(导学号 9098264090982640) 7 7(2016，鄂州)某型号电饭煲有加热和保温两个功能，如下图甲所示为其内部电路原 理图，当开关 S 接触点 1 时，该电饭煲处于_加热_(填“保温”或“加热”)状态。如图 乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是_电 热(电功)_，其大小为_4.8104.8105 5_ _J J_。(导学号 9098264190982641)8 8(2016，北京)如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是( C C )(导学号 9098264290982642)9 9(2016，扬州)电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热， 主要是( C C ) A通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B导线的绝缘皮隔热 C导线的电阻远小于电阻丝的电阻 D导线散热比电阻丝快(导学号 9098264390982643) 1010(2016，自贡)如图所示是小松同学做电学实验时所画的电路图的一部分，根据此 图中所提供的器材，可以直接研究的问题是( B B )A测小灯泡正常发光的电阻 B测小灯泡的实际电功率 C测小灯泡消耗的电能 D测小灯泡产生的热量(导学号 9098264490982644)31111(2016，孝感)如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器 都不向外放热)，下列说法正确的是( C C ) A两容器中电阻产生的热量相同 B右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍 C右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍 D右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍(导学号 9098264590982645) 1212(2016，三明)下表列出了一些导体材料的信息。现有长度和横截面积都相同的锰 铜合金丝甲和镍铬合金丝乙各一根，若将它们串联后接到电路中，不计温度对电阻的影响， 则在相同时间内它们产生的热量之比Q甲Q乙为( B B )(导学号 9098264690982646)几种长 1 m、横截面积 1 mm2的导体材料在 20 时的电阻材料电阻R/钛0.096 锰铜合金0.44 镍铬合金1.1 A.11 B25 C52 D411313(2015，枣阳)如图所示是某家用电热器内部电路结构图，其中R1、R2为加热电阻 丝(R1R2)，下列有关电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中说 法正确的是( B B )(导学号 9098264790982647)A甲的连接方式发热功率最小 B乙的连接方式发热功率最小 C丙的连接方式发热功率最大 D丁的连接方式发热功率最小 1414(2016，重庆 B)一只小灯泡标有“3.8 V”字样，额定功率模糊不清，某同学设计 了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为 6 V，电压表、电流表使用的量程分别为 03 V、00.6 A，滑动变阻器的规格为“10 1 A” ，他根据实验数据作出电压表、电 流表示数的UI图象，如图乙所示。则以下判断正确的是( C C )4A小灯泡的额定功率为 0.88 W B滑片向左移时电压表示数变大，小灯泡变亮 C变阻器允许连入电路的最大阻值约为 8.82 D小灯泡正常发光 2 s 内，变阻器产生的电热为 3.04 J(导学号 9098264890982648)1515(2017，凉山预测)如图所示，电源电压为 12 V 且保持不变。闭合开关 S，当滑片 P 置于变阻器的中点时，电压表的示数为 4 V；当滑片 P 置于变阻器的b端时，电压表的示 数变化了 2 V，在 10 s 内定值电阻R1产生的热量为 60 J。则下列结果正确的是( C C )(导 学号 9098264990982649) A电路中的最小电流为 1.5 A B滑片 P 在中点时，9 s 内滑动变阻器R消耗的电能为 60 J CR先后两次消耗的电功率之比为 89 DR1先后两次消耗的电功率之比为 431616(2016，宜昌)采用如图的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关” 。接通 电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使 U 形管的液面发生变化，通过观察 U 形管的液面变化 情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。(导学号 9098265090982650) (1)如图所示是探究电流产生的热量跟_电流_的关系，通电一段时间_左瓶_(填 “左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。 (2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较 两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟_电阻_的关系，一段时间 后电阻丝产生的热量_左瓶_(填“左瓶” “右瓶”或“两瓶一样”)多。 1717(2016，朝阳区)实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、 型号相同的温度计和阻值不等且不变的电阻丝R，如图所示。另外，还有满足实验要求的 电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。请利用上述实验器材， 设计一个实验证明：“保持电流值不变，在相同时间内，电流通过电阻产生的热量多少与 电阻大小有关” 。实验设计中可用煤油升高的温度t的大小表示电流通过电阻丝R产生热 量的多少。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。(导学号 9098265190982651)5解：实验电路如图实验步骤：按电路图连接电路，观察并记录装置甲、乙中温度计的示数 t t0 0和电阻值 R R 闭合开关一段时间后，观察并记录装置甲、乙温度计示数 t t，断开开关 根据公式 t tt tt t0 0计算煤油升高的温度 t t，并记录，实验数据记录表：R/R/t t0 0/ /t/t/t/t/18.18.(2016，包头)如图所示，某家用电器具有加热、保温的功能。用电器发热电阻R的 额定电压为 220 V，额定功率为 605 W。加热时，按下温控开关 S 与a、b接触，此时红色 指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关 S 自动跳接到c，使用电器处于保温状态，此时 绿色指示灯亮。红灯标有“6 V 1.5 W” 、绿灯标有“12 V 3 W”的字样，用电器工作时 两灯均正常发光(虚线框内为用电器的加热和保温装置)。请根据以上信息解答下列问题： (导学号 9098265290982652)(1)电阻R1的作用。 (2)当用电器处于加热状态时，加热装置 1 min 消耗的电能。 (3)当用电器处于保温状态时，保温装置的发热功率和电阻R2的阻值。 解：(1 1)R R2 2起分压(限流)的作用，以保证红灯正常发光 (2 2)W W加热P P加热t t605605 W60W60 s s3.63103.63104 4 J J (3 3)I I绿0.250.25 A A，U U保温U UU U绿220220 V V1212 V V208208 V V，P PP P绿 U U源3 3 W W 1 12 2 V V保温U U保I I绿208208 V V0.250.25 A A5252 W W，R R保温832832 ，R RU U保 I I绿2 20 08 8 V V 0 0. .2 25 5 A AU U2 2 P P加热8080 ，R R2 2R R保R R832832 8080 752752 （2 22 20 0 V V）2 2 6 60 05 5 W W1919(2016，广安模拟)张老师向同学们展示了一只具有高、低温两挡调节功能的自制 电加热器，并告知其内部电路由电阻丝R1、R2和开关 S1三个元件组成，两根电阻丝允许通 过的最大电流均为 1 A，R110 ，在不拆解加热器的情况下，小军用图 1 电路对其进行 探究：他先闭合 S2，电流表的示数为 0.24 A；再闭合 S1，电流表的示数变为 0.84 A，所 用电源电压为 6 V。(导学号 9098265390982653) (1)电阻丝R2的阻值为_。 (2)若电源电压可调，闭合 S1和 S2后，为保证电路安全，求此电加热器允许消耗的最 大电功率。 (3)张老师指导小军仅利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装，要求改装后的6电加热器须同时满足下列两个条件： 具备高、低温两挡调节功能。 在 6 V 电源电压下，用高温挡给 0.1 kg 的水加热 14 min，可使水温升高 7.2 ， 设电加热器消耗的电能全部转化为水的内能。 请在图 2 虚线框中画出内部改装电路图，并通过计算说明。解：(1 1)若图 1 1 中两电阻串联，S S1 1与其中一电阻并联，由题意，可求得两电阻 R R