湖南省長沙市中考物理分類匯編 第16講 電功率 課時(shí)3 焦耳定律（含解析）

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1、 第十六講 電功率 課時(shí)3 焦耳定律 命題點(diǎn)1　焦耳定律的理解及相關(guān)計(jì)算 類型一　焦耳定律的理解 1. (2012長沙24題3分)將規(guī)格都是“220 V　180 W”的一臺(tái)電冰箱、一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時(shí)間相同，則下列說法正確的是 (　　) 第2題圖 A. 電冰箱產(chǎn)生的熱量最多 B. 電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多 C. 電熱毯產(chǎn)生的熱量最多 D. 三者產(chǎn)生的熱量一樣多 2. (2017長沙31題3分)某品牌電燉鍋有高溫、低溫兩擋

2、，它的內(nèi)部簡化電路如圖所示．當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，電燉鍋處于________溫?fù)?選填“高”或“低”)；用電燉鍋燉湯是利用了電流的________(選填“熱效應(yīng)”或“磁效應(yīng)”)． 類型二　焦耳定律相關(guān)計(jì)算 3. (2013長沙29題4分)某電熱水壺的電阻為40 Ω(假定恒定不變)，工作時(shí)電流為5 A．一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用該電熱水壺將0.5 kg的水從20 ℃加熱至100 ℃，最小需要吸收熱量________J，電熱水壺至少要工作________s. 4. (2011長沙30題2分)如圖所示，電源電壓恒為4 V，定值電阻R1＝40 Ω，R2＝20 Ω，則開關(guān)閉合后，電流表的示數(shù)是____

3、__A，通電5 min，電路中產(chǎn)生的熱量是______J. 第4題圖 5. (2009長沙31題6分)小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關(guān)系，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，由圖像可得，定值電阻R1的阻值是______Ω.實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓保持5 V不變，當(dāng)滑片P位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是________W，此時(shí)，電阻R1在10 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為________J. 第5題圖 6. (2014長沙38題6分)如圖是實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理課外活動(dòng)小組自制的電熱暖手器的電路原理圖．電源電壓恒為8 V，S為單刀三擲開關(guān)，發(fā)

4、熱體的電阻分別是R1＝2 Ω，R2＝1 Ω，R3＝5 Ω，問： (1)該電熱暖手器工作時(shí)的最小電流是多少？ (2)該電熱暖手器消耗的最大功率是多少？ (3)當(dāng)開關(guān)調(diào)至“2”擋位置時(shí)，R2在1 min時(shí)間內(nèi)最多可產(chǎn)生多少焦耳的熱量？ 第6題圖 考向拓展 1. (2014邵陽)電爐絲與導(dǎo)線串聯(lián)接到電路中，通電后電爐絲熱得發(fā)紅，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱．由焦耳定律可知，造成上述現(xiàn)象的主要原因是(　　) A. 通過電爐絲的電流比導(dǎo)線的電流小得多 B. 通過電爐絲的電流比導(dǎo)線的電流大得多 C. 電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小得多 D. 電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大得多 2. 如圖所

5、示為一款有高、低溫兩擋的蒸汽電熨斗電路原理圖，R1、R2為電熱絲，其中R2＝242 Ω.工作時(shí)，水升溫并汽化成水蒸氣，從而熨燙衣服．電熨斗處于低溫?fù)鯐r(shí)，正常工作功率為1 100 W．求： 考向拓展2圖 (1)通過電路的電流是多大？ (2)通電3 min產(chǎn)生的熱量是多少？ (3)若將該款電熨斗進(jìn)行改造，使其正常工作時(shí)高溫?fù)豕β蕿? 000 W，要求只改變其中一個(gè)電熱絲的阻值，請(qǐng)你通過分析和計(jì)算，求出該電熱絲改變后的阻值應(yīng)為多少？ 命題點(diǎn)　　2　探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān) 7. (2010長沙30題4分)小宇和小剛想利用如圖所示的裝置來探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與其電阻大小的關(guān)系”

6、．兩只相同的燒瓶中裝有適量的煤油，燒瓶A中浸泡著一段銅絲，電阻較小；燒瓶B中浸泡著一段鎳鉻合金絲，電阻較大，溫度計(jì)顯示煤油的溫度． 第7題圖 (1)為保證實(shí)驗(yàn)科學(xué)合理，兩個(gè)燒瓶中所裝煤油的質(zhì)量應(yīng)該________． (2)實(shí)驗(yàn)中，小宇和小剛發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快．這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量________． 8. (2014長沙35題6分)在做“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小寧采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置：兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，U形管中液面變化反映了密閉空氣溫度的變化． 第8題圖 (1)通電相

7、同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)B玻璃管內(nèi)液面上升較高，這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的______越大，產(chǎn)生的熱量越多． (2)小剛采用了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通電相同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)A玻璃管液面上升較高，這表明：在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，通過導(dǎo)體的________越大，產(chǎn)生的熱量越多． (3)該實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問題的方法有________法和轉(zhuǎn)換法． 答案 1. C　【解析】三個(gè)用電器在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能是相同的，但是只有電熱毯將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以它產(chǎn)生的熱量最多．故選C. 2. 高　熱效應(yīng) 3. 1.68×105　168　【解析】由題意可知水需要吸收的熱量為Q吸＝c

8、mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×105 J，水吸收的熱量是由電熱水壺通過電流熱效應(yīng)提供的，所以電熱水壺做的功就是水吸收的熱量即Q吸＝W，根據(jù)公式Q＝I2Rt可知電熱水壺的加熱工作時(shí)間t＝＝＝168 s. 4. 0.3　360　【解析】題圖為并聯(lián)電路圖，電流表測干路電流，根據(jù)I＝求出各支路電流分別為I1＝＝＝0.1 A和I2＝＝＝0.2 A，所以電流表的示數(shù)為I＝I1＋I(xiàn)2＝0.1 A＋0.2 A＝0.3 A；電路產(chǎn)生的熱量Q＝W＝UIt＝4 V×0.3 A×60 s×5＝360 J. 5. 10　0.4　60　【解析】從圖像可以看

9、出，通過R1的電壓和電流成正比關(guān)系，在圖像中取一特殊點(diǎn)，如U＝5 V，I＝0.5 A，根據(jù)歐姆定律變形公式得R1＝＝＝10 Ω；當(dāng)滑片移到a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值最大，則電路的總電阻最大，電流最小，從圖像可知：通過R1的電流I1為0.1 A，R1兩端電壓U1為1 V，定值電阻R1在10 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝IR1t＝(0.1 A)2×10 Ω×600 s＝60 J，再由串聯(lián)電路的電流和電壓關(guān)系知，通過變阻器R2的電流I2＝I1＝0.1 A，兩端的電壓U2＝U－U1＝5 V－1 V＝4 V，因此此時(shí)變阻器消耗的電功率P2＝U2I2＝4 V×0.1 A＝0.4 W. 6. 解：(1)當(dāng)電源電壓一

10、定時(shí)，電路中的電阻最大時(shí)，電流最小，因此，此時(shí)開關(guān)應(yīng)該撥到“3”擋位，使3個(gè)電阻串聯(lián)，即電路中的最小電流為Imin＝＝＝1 A (2)根據(jù)P＝可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電路中的電阻最小時(shí)，電熱暖手器消耗的功率最大，根據(jù)電路可知，開關(guān)應(yīng)該撥到“1”擋位，則P＝＝＝32 W (3)當(dāng)開關(guān)調(diào)至“2”擋位時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián)在電路中，I＝＝＝ A 則Q2＝W＝I2R2t ＝( A)2×1 Ω×60 s≈427 J 【考向拓展】 1. D　【解析】電爐絲與導(dǎo)線串聯(lián)，通過的電流相同，由Q＝I2Rt可知，由于電爐絲電阻比導(dǎo)線大得多，所以相同時(shí)間內(nèi)放出更多熱量，因此電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻不怎么熱．故選D

11、. 2. 解：(1)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中的電流 I＝＝＝5 A (2)接入電路的電阻只有R1 R1＝＝＝44 Ω 通電3 min產(chǎn)生的熱量 Q＝I2R1t＝(5 A)2×44 Ω×3×60 s＝1.98×105 J 或Q＝W＝Pt＝1 100 W×3×60 s＝1.98×105 J (3)電熨斗在高溫?fù)鯐r(shí)，R2的功率 P2＝＝＝200 W R1的功率P1＝1 100 W，大于1 000 W，所以要使高溫?fù)豕β蕿? 000 W，改R1為R′，R1′的功率 P1′＝1 000 W－200 W＝800 W R1′的電阻為R1′＝＝＝60.5 Ω 7. (1)相同　(2)越多 8. (1)電阻　(2)電流　(3)控制變量 7