江西省2019中考物理一轮专项 第17单元焦耳定律课时训练

1 课时训练课时训练( (十七十七) ) 焦耳定律焦耳定律 (限时:50 分钟) 一、填空题 1.2018·黔南 1840 年,英国物理学家 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的 关系;从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时是将电能转化为 能。 2.如图 K17-1 所示是林红同学探究焦耳定律的实验装置,已知R1” “”或“ =”) 图 K17-1 3.2018·辽阳如图 K17-2 所示实验装置,可用来探究通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与 的关系。将装置接在电压为 3 V 的电源上,通电 2 min,电流通过电阻R2产生的热量为 J。 图 K17-2 4.2017·重庆如图 K17-3 所示,电源电压恒为 6 V,R1=30 ,只闭合开关 S1时,电流表示数为 A;同时 闭合开关 S1、S2,电流表示数为 0.5 A,则通电 1 min 电阻R2产生的热量为 J。 图 K17-3 2 5.如图 K17-4 所示的电路中,闭合开关 S,电压表 V1和 V2的示数之比为 13,在相同的时间内电流通过R1、R2 产生的热量之比为 。 图 K17-4 6.如图 K17-5 所示是两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系,若将两电阻并联在电压为 2 V 的电路 中,干路上电流为 A,通电相同时间,RA、RB产生的热量之比QAQB= 。 图 K17-5 7.2018·成都如图 K17-6 所示的电热水壶上标有“220 V 1800 W”,小明发现烧水过程中电热水壶的发热 体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻 。在额定电压下,烧 开一壶水用时 3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J。 图 K17-6 8.2018·威海标有“220 V 2000 W”的即热式电热水龙头,其加热电阻丝的阻值是 ;在额定电 压下工作 21 s,若不计热量损失,能够使 kg 的水从 15 上升到 35 。水的比热容为 4.2×103 J/(kg·) 9.2018·枣庄如图 K17-7 所示是某种电热器的电路图,电源电压 220 V,R1、R2的 阻值分别为 11 、22 ,通过旋转扇形开关 S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是 W,在高温挡工作 1 min 产生的热量是 J。 3 图 K17-7 二、选择题 10.2018·钦州电炉工作时,根据焦耳定律可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线多,所以电炉丝热得发 红而连接电炉丝的导线不太热,其原因是 ( ) A.电炉丝的电阻较大 B.电炉丝与导线是并联的 C.电炉丝的横截面积大 D.通过电炉丝的电流较大 11.2018·深圳图 K17-8 为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的 煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是( ) 图 K17-8 A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法 B.右侧电阻丝的阻值比左侧小 C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小 D.该装置 用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系 12.如图 K17-9 所示,林红同学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 (R1R2R3)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 ( ) 4 图 K17-9 A.a B.b C.cD.三个相同 13.2017·自贡计算电流通过电风扇产生的热量,下列公式选用正确的是( ) A.UIt B.t U2 R C.I2Rt D.前面三个都可以 14.通过一根电阻丝的电流为 2 A,通电 1 min 产生了 2.64×104 J 的热量,则它的电阻是( ) A.66 B.6600 C.110 D.220 15.如图 K17-10 所示,阻值为R的电阻丝,用四种方法分别接在电压为U或 2U的电源上。闭合开关后,在相同 时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是( ) A B C D 图 K17-10 5 16.某电热器有两根电阻丝,在同一电源上,要烧开同一壶水,只用第一根电阻丝时,需要 6 min。只用第二根 电阻丝时需要 12 min。若把两根电阻丝并联起来仍接在原电源上,烧开这一壶水,则需要( ) A.18 minB.9 min C .4 min D.2.4 min 17.如图 K17-11 所示,电阻R1、R2的大小关系是R2=2R1,当开关 S 断开和闭合时,在相同的时间内,电流通过 R1产生的热量之比为( ) 图 K17-11 A.13B.19 C.31D.91 三、计算题 18.2018·江西如图 K17-12 所示是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合 开关 S1时,R1加热,电动机搅 拌,开始制作爆米花;只闭合开关 S2时,R2保温,防止爆米花变凉;爆米花机的铭 牌如下表所示。c玉米=1.2×103 J/(kg·) (1)将 100 g、20 的玉米加热到 300 成为爆米花时,求玉米粒需要吸收的热量。 (2)电阻R1发热,把 100 g、20 的玉米粒加热成为爆米花,需要用时 5 min,求R1的加热效率。 (3)求保温电阻R2的阻值。 图 K17-12 6 额定电压 220 V 加热功率 200 W 保温功率 22 W 电动机功率 40 W 四、实验探究题 19.2018·河北用如图 K17-13 甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系” 。相同烧瓶内 装满了煤油。 图 K17-13 (1)烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。 (2)请根据实物图甲,在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。 7 (3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ,通过R1的电流 通过R2的电流。 (4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明 。 (5)小红用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系” 。经多次实验测量,收集 实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图丁中能正确 反映h-I关系的是 。 拓展 (6)用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的 热量吗?回答: 。 请用实例说明原因: 。 8 参考答案参考答案 1 耳 内 2. 3.电阻 24 4.0.2 108 5.12 6.0.6 21 7.小 3.6×104 8.24.2 0.5 解析 加热电阻丝的阻值R= =24.2 。在额定电 压下工作 21 s 消耗的电能W=Pt=2000 W×21 U2 P (220V)2 2000W s=4.2×104 J;若不计热量损失,则Q吸=W=4.2×104 J,由Q吸=cmt可得,加热水的质量m水= Q吸 c水t =0.5 kg。 4.2 × 104J 4.2 × 103J/(kg·) × (35 - 15) 9.2200 3.96×105 9 10.A 11.D 12.C 13.C 14.C 15.D 16.C 解析 t1=6 min,t2=12 min, 烧开同一壶水,则Q水吸=Q1 放=Q2 放=Q并放,即 Q水吸= t1= t2=t3; U2 R1 U2 R2 U2 R并 代入数据,得R1R2=t1t2=6 min12 min=12,t1t3=R1R并,R并= R1,则t3=·t1= ×6 min=4 R1R2 R1+ R2 2 3 R并 R1 2 3 min。 17.B 18.解:( 1)由题意可知,玉米粒吸收的热量为 Q=c玉米m(t -t0)=1.2×103 J/(kg·)×0.1 kg×(300 -20 )=3.36×104 J。 (2)由题意可知,加热 5 min 消耗的电能为W=P加t'=200 W×5×60 s=6×104 J, 加热的效率为= =56%。 Q W 3.36 × 104J 6 × 104J (3)由电路图可知,保温时电路中只有电阻R2,所以电阻R2的阻值为R2=2200 。 U2 P保 (220V)2 22W 19.(1)绝缘体 (2)如图所示 (3)相等 小于 (4)在电阻和通电时间相同的条件下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多 (5)A (6)不能 因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化 为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能