1、焦耳定律(限时：30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. 电视机、洗衣机、电饭锅、电冰箱这些家用电器中属于电热器的有，其工作原理是，工作时能量的转化过程是。3. 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K17-14. 2019长沙如图K17-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，小海用此电路来探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关
2、。由图可知，在电流大小和通电时间相等的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越，若通过电阻的电流为0. 5 A，通电10 s，阻值为10 的电阻产生的热量是J。图K17-25. 2019绥化图K17-3所示是探究电流通过导体时产生的热量与关系的实验装置。通电一段时间，左侧容器和右侧容器中的电阻丝产生的热量之比为。图K17-36. 2019哈尔滨在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是。如图K17-4所示，R1=5 ，R2=10 ，电源电压3 V，则通电 10 s 电流通过R1、R2产生的热量之比为。图K17-47. 2019南充如图K17-5所示，灯L标
3、有“4 V2 W”的字样，R=20 ，闭合开关S时，灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响)，电流表示数为A，通电1 min电路中产生的热量为J。图K17-58. 2018成都如图K17-6所示的电热水壶上标有“220 V1800 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K17-69. 2019湘潭图K17-7是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1 min产生J的热量，如果这些热量的84%被冷水吸收，能使2. 0 L的水温度升高。图K17
4、-710. 2018枣庄如图K17-8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。图K17-8二、选择题11. 2019乐山如图K17-9所示为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1R2。下列说法正确的是()图K17-9A. 该实验装置用于探究电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系B. 闭合开关后，通过R1的
5、电流大于R2的电流C. 闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢D. 闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动12. 如图K17-10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(R1R2R2，铭牌见下表所示。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源，保证安全。电暖器有“高温挡”“中温挡”和“低温挡”三个挡位，解答下列问题：已知c煤油=2. 1103 J/(kg)，煤油=0. 8103 kg/m3(1)煤油温度升高20 时，吸收了多少焦耳的热量？(2)R1的阻值是多少？ (写出必要的文字说明)(3)某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，
6、制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作11 min，产生的热量是多少？ 额定电压220 V煤油体积25 L功率选择1500 W/1100 W/400 W 三挡可调操作方式手动图K17-13四、实验与探究题19. 2019昆明在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图K17-14乙所示的实验器材，其中R1R2。图K17-14实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系。(1)请按照图甲所示的电路图将图乙中对应实物图连接完整。(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制；电阻丝放出热量的多少，通过来进行判断。(3)闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了t1，用电阻丝R2加
7、热的煤油温度升高了t2，那么t1(选填“大于”“等于”或“小于”)t2。实验二：探究电流产生的热量与电流的关系。(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1(或R2)加热的煤油，温度升高量t1(或t2)(选填“大于”“等于”或“小于”)2t1(或2t2)。该实验说明电流产生的热量与电流正比例关系。(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是。【参考答案】1. 焦耳内2. 电饭锅电流的热效应电能转化为内能3. 4. 多25解析右边容器中的U形管液面高度差较大，故右边的电阻产生的热量多，这表明，在相同时间内，电流相同的情况下，电阻
8、越大，电流通过导体时产生的热量越多；电阻产生的热量为Q=I2Rt=(0. 5 A)210 10 s=25 J。5. 电流416. 电阻和通电时间127. 0. 7168解析 由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光，所以，U=UR=UL=4 V，由P=UI可得通过灯泡的电流：IL=PLUL=2W4V=0. 5 A，由欧姆定律可得通过R的电流：IR=URR=4V20=0. 2 A，由并联电路的电流特点可得电流表示数：I=IL+IR=0. 5 A+0. 2 A=0. 7 A。通电1 min电路中产生的热量：Q=W=UIt=4 V0. 7 A60 s=168 J。8. 小
9、3. 61059. 91049解析 由图知，电水壶的额定功率为1500 W，所以正常工作1 min产生的热量：Q=W=Pt=1500 W60 s=9104 J。由=mV可得水的质量：m=V=1. 0103 kg/m32. 010-3 m3=2 kg，这些热量的84%被冷水吸收，即Q吸=84%Q，由Q=cmt得水升高的温度：t=84%Qcm=84%9104J4. 2103J/(kg)2kg=9 。10. 22003. 9610511. C解析两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可探究电流产生的热量与电阻的关系，A、B错误；根据Q=I2Rt，电流与通电时间相同，因R1R2，由
10、P=U2R可知，当电压一定时，电阻越大，功率越小，所以S、S1闭合，只有R1工作时，电路中电阻最大，功率最小，P低= 400 W。 所以R1的阻值为R1= U2P低=(220V)2400W=121 。(3)结合(2)的分析可知，当S、S2闭合时，只有R2工作，此时为中温挡，P中=1100 W，则R2的阻值为R2=U2P中=(220V)21100W=44 。新电热器电阻丝的总电阻为R串=R1+R2=121 +44 =165 ，产生的热量为Q=U2R串t=(220V)21651160 s=1. 936105J。19. (1)如图所示(2)电流相等温度计升高的示数(3)大于(4)大于不成(5)有热量损失解析(3)根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相等时，电流通过导体产生的热量与电阻成正比，因为R1R2，所以Q1Q2；根据Q=cmt可知，在煤油的比热容和质量相等时，温度变化量与热量成正比，所以t1t2。(5)在实验过程中，电流通过导体产生的热量没有完全被煤油吸收，所以实验产生误差的主要原因是有热量损失。
