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文档简介
第=page22页,共=sectionpages22页Page1电流的热效应练习一、单选题如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的试验装置,两个透亮容器中密闭着等量的空气,R1=R2=R3A.该试验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B.通过电阻R1和R2的电流相等
C.通电一段时间后,右边U形管内液面的高度差比左边小
D.该试验装置是利用U超导体指某些材料当温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消逝,变为零。假如将来科学家研制出室温下的超导材料,它可以用来制作成( )A.输电线路上的电线 B.加热器内的电热丝
C.白炽灯泡里的灯丝 D.光感和热感元件最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是( )A.欧姆 B.焦耳 C.奥斯特 D.法拉第将一台“220V 100W”的电风扇、一个“220V 100W”的充电器、一把“220V 100W”的电烙铁分别接到220V的电源上,在相同的时间内,产生的热量最多的是( )A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇 D.一样多如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水,先后将两个电阻R1和R2以串联和并联的方式分别放入甲、乙、丙、丁容器中,其中R1<RA.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.丙、丁、乙、甲 D.甲、乙、丁、丙用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,甲比乙的横截面积大,如图所示.将它们串联在电路中,通电一段时间后,比较甲、乙两导体上升的温度.正确的是( )A.甲导体的温度上升得多 B.乙导体的温度上升得多
C.甲、乙两导体上升的温度相同 D.条件不足,无法推断下列说法正确的是( )A.电荷的移动肯定能形成电流
B.电路中有电压就肯定有电流
C.把一根铜丝匀称拉长后电阻变小
D.长时间运用的手机发烫,是因为电流的热效应下列状况中属于防止电热危害的是( )A.电视机背后有散热窗
B.家用电器长时间停用,隔一段时间应通电一次
C.家庭电路一般安装自动爱护装置,当电流过大时,自动切断电路
D.大型爆破工程,用电热装置引发炸药家庭电路运用的电炉,电炉丝与导线是串联的,当电炉丝发热发红时,连接导线却不热,这是因为( )A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大
B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小
C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小
D.电炉丝的电阻比连接导线的电阻大在如图所示的家用电器中,相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是( )A.
电风扇 B.
电水壶
C.
电熨斗 D.电暖气下列电路中,已知R1、R2为加热电阻,电源电压相等,且R1A. B.
C. D.二、填空题从能量转化的角度看,电动机主要是把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现将一台电动机接在家庭电路中正常工作1分钟,通过电动机线圈的电流为50 A,其线圈电阻为0.4 Ω。则该电动机1分钟消耗的电能是_______J,1分钟内线圈产生的热量是_______J。如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为______A,若这6只灯泡同时工作10s,整个电路产生的热量是______J;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为______Ω。如图所示,直流电动机通过电流做功提升重物。已知电源电压为80V,电压表示数60V,线圈电阻1.5Ω,电动机正常工作时,通过线圈的电流2A,在10s内电动机将重物提升了40m,此过程中电动机消耗电能____J,电流通过线圈产生的热量____J。
如图所示,两个密闭容器中接入电热丝R1、R2,右边容器上方接入电热丝R3,在通电时间相同的状况下,视察两个U形管中液面高度的改变。试验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫______(选填“限制变量”或“转换”)法。已知R1=10Ω,R3=6Ω,为了探讨电流产生的热量与电流的关系,则R2=______Ω。若将R3如图所示是一款新型节能装置:空气能热水器,它的制热能效比(制热量和压缩机所耗电能之比)为3:1,某同学洗一次澡用水40kg,这些水温度由17℃上升到42℃汲取的热量为______J,若这些热量分别由空气能热水器和效率为70%的电热水器供应,则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比,可节约电能______J.[c水小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个,同时运用时它们之间是___(“串”或“并”)联的。若让它们各自正常工作相同时间,_____产生的热量最多,______消耗的电能最少。三、试验探究题小西在探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的试验中,采纳如图所示的装置,接通电源,瓶内空气被加热而膨胀,使U型管的液面高度发生改变。(1)在试验过程中,通过视察_____来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;(2)图甲所示的装置是用来探讨电流通过电阻丝产生的热量与_____的关系;(3)由图乙可知:在电阻相同、通电时间相同的状况下,通过一个电阻的电流越_____,产生热量越多。某班同学利用如图所示的电路进行试验探究,电路的甲、乙是两个完全相同的烧瓶,其中分别装有电阻R甲、R乙和相同的温度计。(1)小丽利用这套装置可以探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关,她设计电路时应使R甲、R乙阻值_______________(选填“相同”或“不同”);除限制电流大小和通电时间相同外,还应限制液体的种类和___________________相同。该试验中用到了转换法,即用(2)小明利用这套装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容,为了使两种液体在肯定时间内汲取的热量相等,他设计电路时必需满意的条件是R甲、R乙的阻值__________(选填“相同”或“不同”)。试验中保持液体质量相同。闭合开关,通电一段时间后,小明发觉甲瓶中温度计示数上升15℃,乙瓶中温度计示数上升10℃,则____________
(选填“甲”或“乙”)瓶中液体的比热容较小。该试验中也用到了转换法,即用小明同学对于“电流产生的热量与哪些因素有关”的问题,作了如下猜想:猜想A:电流产生的热量可能与电阻有关。
猜想B:电流产生的热量可能与电流有关。
猜想C:电流产生的热量可能与通电时间有关。
小明为了验证自己的猜想,他选择了如图所示的装置(除电阻丝阻值不同外,其余条件均相同)及电源、电流表,开关、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路,如图乙所示。(1)将两电阻丝串联接入电路的目的是为了限制通过电阻丝的_______和通电时间相同,他采纳的科学探究方法是_______;(2)试验中选择的液体是煤油而不是水,试说出煤油相对于水的优点是_______;(3)接通电路前他想:通电一段时间后视察_______改变,间接反映导体产生热量的多少,他采纳的是科学探究方法是_______。若结论不同,则说明电流做功与电阻丝的______有关,这就验证了猜想_______。
答案和解析1.【答案】C【解析】【试题解析】解:
A、装置中R2、R3并联后再与R1串联,通过R1的电流I1=I2+I3,而I2=I3,所以右边容器中通过R2的电流I2是左侧通过R1电流的一半,即是探讨电流产生的热量与电流的关系,故A错误;
B、由图知,通过R1的电流I1=I2+I3,而I2=I3,所以通过电阻R1和R2的电流不相等,故B错;
C、左右两容器中的电阻相同,而通过电阻R1的电流大于R2的电流,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量多,左边U形管内液面的高度差比右边U形管内液面的高度差大,故C正确;
【解析】【试题解析】解:
英国物理学家焦耳做了大量试验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,得出Q=I2Rt;为了纪念他做出的贡献,人们将他的名字命名为热量(能量)的单位,
4.【解析】【解答】3个用电器虽然功率一样,但是电风扇主要把电能转化为机械能,发热量较小,充电器将电能转化为化学能在电池里储存起来,发热量很小,只有电烙铁是利用电热,电能全部变成内能。
故选A。
5.【答案】C
【解答】
左图中,R1与R2串联,依据串联电路特点和焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同的状况下,电阻大的产生的热量多。因为R2>R1,所以Q乙>Q甲;
右图中,R1与R2并联,依据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式Q=U2Rt可知,在电压和通电时间相同的状况下,电阻小的产生的热量多。因为R2>R2,所以Q丙>Q丁;
左图中,通过R【解析】【试题解析】解:如图所示,
∵甲、乙两导体用同种材料制成、长度相等、甲比乙的横截面积大,
∴R甲<R乙,
∵甲、乙两导体串联,
∴通过的电流:
I甲=I乙,
∵Q=I2Rt,t甲=【解析】解:
A、电荷的定向移动形成电流,该说法中缺少“定向”二字,故A错误。
B、电路中有电压时,要形成电流还必需保证电路是通路,故B错误。
C、铜丝被匀称拉长之后,材料和温度不变,铜丝的横截面积变小、长度变长,铜丝的电阻变大,故C错误。
D、手机电路中的元件有电阻,长时间运用后,由于电流的热效应会使得手机发热,故D正确。
8.【答案】A【解析】【试题解析】A、电视机背后有散热窗,是为了把各电器元件产生的热量刚好散失掉,符合题意;
B、家用电器长时间停止运用,隔一段时间应通电一次,是应用电热来给电器驱潮,不符合题意;
C、家庭电路一般安装自动爱护装置,当电流过大时,自动切断电路,是应用电热的例子,不符合题意;
D、大型爆破工程,用电热装置引发炸药,是应用电热的例子,不符合题意。
故选A。
9.【答案】D
【解析】【试题解析】解:电炉在运用时,电阻丝和铜导线串联,在串联电路中电流到处相等,即:I电阻丝=I导线;通电时间t相同,依据焦耳定律:Q=I2Rt,因为R【解析】解:电水壶、电熨斗、电暖气三个用电器都是利用电流热效应工作的,电流通过它们做功时电能全部转化为内能,即Q=W。
而电流通过电风扇做功时,将电能大部分转化为机械能使风扇转动,只有一少部分转化为内能,即Q<W。
所以相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是电风扇。
11.【答案】B【解析】解:电阻串联相当于增加导体的长度,电阻越串越大,即总电阻大于任何一个分电阻,
所以选项B中电路的总电阻最大,
电路的并联相当于增加导体的横截面积,电阻越并越小,即总电阻小于任何一个分电阻,
所以A选项中电路的总电阻最小,
电源电压肯定,由Q=I2Rt=U2Rt可知,B选项电路总电阻最大,相同时间内整个电路产生的热量最少。
12.【答案】6.6×105;6×104
【解答】
1分钟电动机消耗的电能:W=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J;
1分钟内线圈产生的热量:Q=I【解析】解:(1)若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时,
因灯泡的电阻相等且通过的电流相等,
所以,由I=UR的变形式U=IR可知,每只灯泡两端的电压相等,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,每只灯泡两端的电压UL=U6=6V6=1V,
由图象可知,通过灯泡的电流为0.2A;
若这6只灯泡同时工作10s,整个电路产生的热量:
Q=W=UIt=6V×0.2A×10s=12J;
(2)若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由图象可知,通过灯泡的电流IL=0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻的电流:
IR=I'-IL=1.5A-0.5A=1A,
则该电阻的阻值:
R=U'IR=6V1A=6Ω。
14.【答案】1200;60
【解答】
【解析】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能干脆视察,但容器内空气温度的改变可以通过U形管内液面高度差的改变来反映,这种探讨方法叫转换法;
(2)为了探讨电流产生的热量与电流的关系,则应当限制两个容器中的电阻相等、通电时间相同,故R2=R1=10Ω;
(3)R3和R2并联接入右边密闭容器中,左右两个密闭容器中电阻不同,可限制通电时间相同、电流相同来【解析】解:(1)这些水温度由17℃上升到42℃汲取的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×40kg×(42℃-17℃)=4.2×106J;
(2)因空气能热水器的制热能效比为3:1,
所以,由空气能热水器供应这些热量时,消耗的电能:
W1=【解析】【解答】
家庭电路中,各用电器都是并联,工作时才会互不影响,由此可知,同时运用时它们之间是并联的;
电饭煲的额定功率大于电熨斗的额定功率,它们工作时都将电能全部转化为内能,若它们各自正常工作相同时间,由Q=W=Pt可知,电饭煲产生的热量比电熨斗多;
电饭煲与电吹风的额定功率相同,但电饭煲将电能全部转化为内能,电吹风还会产生一部分机械能,因此,若它们各自正常工作相同时间,电饭煲产生的热量比电吹风多,即它们各自正常工作相同时间,电饭煲产生的热量最多;
因为电熨斗的额定功率最小,所以由W=Pt可知,工作相同的时间,电熨斗消耗的电能最少。
故答案为:并;电饭煲;电熨斗。
18.【答案】(1)U形管中液面高度
(2)电阻
(3)大【解析】【试题解析】解:(1
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