初中物理焦耳定律知识点及练习

焦耳定律练习

知识点：

1、焦耳定律

（1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

（2）焦耳定律公式，其中，，均用国际单位，则的单位才是。

（3）焦耳定律公式可根据电功的公式和欧姆定律公式推导出来：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么电流产生的热量就等于电流所做的功，即再根据欧姆定律，就得到。

（4）电热的利用：电热器是利用电来加热的设备。电热器的主要组成部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。

（5）防止电热的危害：在电动机、电视机等电器中，电热会造成危害，要考虑散热。

2、要点点拨

（1）电功与电流产生热量的关系：

在推导焦耳定律的过程中，我们知道：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量就等于电流所做的功。

例如，在给蓄电池充电时，电流通过蓄电池引起化学反应，电流做的功大部分转化成化学能，又因为任何导体有电流通过时导体都要发热，所以也有一部分电能转化为内能，故蓄电池充电时，电流产生的热量并不等于电功。总之，只有当电能全部转化为内能时，电流产生的热量才等于电流所做的功。

（2）怎样理解和运用焦耳定律？

焦耳定律揭示了电流通过导体时热效应的规律，实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。焦耳定律的公式是。如果利用欧姆定律，可将变换为或的形式，要注意的是，欧姆定律只对纯电阻电路才成立，故和只适用于像电炉、电烙铁、电灯等可以看作纯电阻性用电器的电路。

焦耳定律的运用中，当讨论导体产生的热量与电阻的关系时，对不同形式的三个公式，即，，，选用哪一个更简便，这要针对问题的条件做具体的分析与选择。例如，当几个导体串联时，因为流经各导体的电流相等，通电时间亦相等，选用公式，可知导体产生的热量与电阻成正比；当几个导体并联时，各用电器的电压是相等的，通电时间相同时，根据，可知产生的热量与导体的电阻成反比。

由以上分析可知，在应用焦耳定律解释电热现象时，要明确或比较与的关系，必须分清导体是串联还是并联，然后再根据电路的具体条件分析，才能得出正确的结论。

选择和填空：

1.下面四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）

A. 抽油烟机                   B. 电风扇                          C. 电视机                                D. 电热水壶

2.两条电热丝串联在电路中，在相同的时间内产生热量较多的是（　　）

A. 通过电流较大的电热丝      B. 电阻值较大的电热 C. 电压较小的电热丝     D. 电阻值较小的电热丝

（串并问题）

3.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串：t并为（   ）

A.  1:1                                       B. 2:1                                       C. 4:1                                       D. 1:4

4.有两个电阻：R1=3Ω，R2=4Ω，若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比W1：W2=________；若将它们并联在电路中，则在相同时间内产生的热量之比Q1：Q2=________．

5. 两个电热器的电阻之比是3：2，如果通过的电流强度相同，在相同的时间里，它们产生的热量之比是________ ．两个电阻值相同的电热器，如果通过的电流强度之比为1：2，在相同时间里，它们产生的热量之比是________ ．

6. 电能表是测量________的工具．如图所示是探究电流热效应跟什么因素有关的实验装置，电阻丝R1的阻值是电阻丝R2的阻值的两倍，接通电源后，R1、R2产生热量之比为________；若将两瓶的电阻丝并联后接入同一电路中，R1、R2产生热量之比为________

7.两根导线的电阻之比是3∶4，通过的电流之比是4∶3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（   ）

A. 1∶1                                    B. 4∶3                                    C. 3∶4                                    D. 16∶9

（热量多少）8.如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，不正确的（   ）

A. 消耗的电能一样多      B. 电流做的功一样多      C. 产生的热量一样多      D. 产生的热量电烙铁最多

10.电褥子是利用电流的______来工作的．小明家的电褥子使用时太热，小明想剪掉一段电阻丝，此方法________（选填“可行”或“不可行”）．当电褥子没接入电路时，电阻丝的电阻_______（选填“为零”或“不为零”）．

（实际电压）11.用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为（　　）

A.                                           B. ​                                          C. 2t                                          D. 4t

12.电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，其原因是（　　）

A. 导线散热快，所以温度低                                  B. 导线电阻小产生的热量少

C. 通过导线的电流小于通过电熨斗的电流              D. 导线有绝缘保护层，能隔热

13.下列家用电器中，正常工作一小时耗电接近1kW•h的是（　　）

A. 空调                                  B. 电风扇                                  C. 电视机                                  D. 台灯

14.对焦耳定律的理解，下列说法正确的是（   ）

A. 电流做了多少功就有多少电能转化为内能 B. 电流通过电阻产生的热量与电流成正比

C. 用电器两端的电压越大，产生的热量越多            D. 通过电阻的电流越大，产生的热量不一定越多

15.下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的是（   ）

A. 电视机                              B. 电热水器                              C. 抽油烟机                              D. 电冰箱

16.中央电视台“加油向未来”某期节目中,有一项比赛,两个小组利用完全相同的设备,通过骑车发电来烤熟两个一样的面包,首先烤熟面包的小组获胜。以下判断正确的是（   ）

A. 骑车发电利用了电流的磁效应                             B. 骑车发电利用了磁场对电流的作用

C. 获胜小组获得的电流要大些                                D. 两个小组烤熟面包用的发热体是串联的

17.在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾．原因是连接处（   ）

A. 电流比别处小，产生的热量多                             B. 电流比别处大，产生的热量多

C. 电阻比别处小，产生的热量多                             D. 电阻比别处大，产生的热量多

18.小芳家夏天常用的“电热驱蚊器”是利用电流的________效应工作的，发热元件是一个阻值为1000Ω的电阻，接在照明电路中通电100s产生的热量为________ J．

19.一度电可以供一盏“220V 100W”的灯大约工作几小时（　　）

A. 0.01h                                   B. 0.45h                                   C. 2.2h                                   D. 10h

20.如图所示电路，电源电压恒为6V，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A．下列说法正确的是（   ）

A. 电压表测量的是电阻R1两端的电压

B. 当变阻器R2的滑片P向左移动时，电压表的示数变小

C. 为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R2接入电路的阻值范围是2～10Ω

D. 当变阻器R2接入电路中的阻值是5Ω时，通电1min电阻R1产生的热量是9.6J

实验探究题

4.实验小组利用图示装置探究焦耳定律，他们将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭有适量的空气，乙装置中另有一个5Ω的电阻在盒外与d并联．

（1）该实验是通过观察________来比较电阻丝产生热量的多少的．

（2）根据甲装置中的实验现象得到的实验结论是________．

（3）乙装置右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是________．

5.用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”．

（1）实验中通过观察________来比较电流产生的热量的多少．

（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不是用水，主要是由于________．

（3）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入________、________的同种液体．

（4）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能________．

（5）实验结论是________．

（6）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与________的关系．你还需要的操作是________．

6.某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”．图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．

（1）试验采用的是________ 的研究方法，试验的设计依据是电流的________ 效应．

（2）闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是的________ ．（选填“相等”或“不相等”）

（3）一段时间后，可以观察到甲瓶中温度计的示数________ 乙瓶中温度计的示数；（选填“大于”.“等于”或“小于”）判断依据是________ ．

计算题：

1.学习了电学知识之后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画出电饭锅的电路原理图如图所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表．

（1）R1、R2中哪个是加热电阻？要使电饭锅加热，开关S闭合还是断开？

（2）电饭锅正常加热时，电路的电流是多大？

（3）电路中电阻R1、R2的阻值各是多大？保温时，R1、R2产生的电热之比是多少？

2.小强就爱买了一个自动电热水壶，其铭牌如下表，小强装了1L的水，加热6min后把水烧开，水壶自动断电．已知大气压为1个标准大气压，家庭电路电压为220V，电热水壶的电阻不变，水的初温为20℃，c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3 ． 求：

①这壶水吸收的热量；

②电热水壶的热效率；

③在用电高峰期，电路中的实际电压降为198V时，电热水壶的实际功率．

3.某品牌电热水壶的铭牌内容如下，根据提供的信息计算：

（1）电热水壶正常工作时的电阻和电流是多少？

（2）当电热水壶装满水时，将水从 20℃烧开需要吸收多少热量？

[C水=4.2×103J/（kg•℃），1L=10﹣3m3 ， 气压为一标准大气压，电热水壶吸收的热量忽略不计]

（3）若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需要5分钟，可信吗？请通过计算说明理由．

4.小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图24（甲）所示，图24（乙）所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这台豆浆机的主要技术参数。图25 所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的P-t图像。请解答下列问题：

（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？

（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其他用电器都关闭，观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200R/(kW·h)”字样的电能表转盘在1min内转过了20转。此时电路的实际电压是多大？

5.在图甲所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R1标有“100Ω 2A”字样。闭合开关S后，电流表A1和A2的示数分别如图乙所示。求：

⑴电阻R2的阻值。

⑵通电10秒钟，电流通过电阻R2所做的功W2。

⑶重新移动滑动变阻器R1的滑片P，使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同，求此时变阻器R1消耗的功率P1。

6.微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将质量为275g、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min，取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求：

（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？

（2）加热过程中消耗的电能是多少？

（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？

（4）微波炉的效率是多少？

7.如图22所示，电源电压U=18V，当滑动变阻器的滑片P移至最左端时，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.5A； 当滑片P移至中点时，电流表的示数变为0.25A。（灯丝的电阻不随温度的改变而改变）

求：（1）小灯泡的额定功率；

（2）滑动变阻器的最大阻值；

（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为多少时？

滑动变阻器消耗的功率最大。

8.现在我市许多家庭浴室使用天然气热水器来加热水。某同学家安装了天然气热水器，在一次使用时，进入热水器前水的温度是20℃，流出热水器热水的温度为40℃，所用水的体积为20L(1L=1dm3)。求：

（1）水从热水器中吸收了多少热量?

（2）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少体积的天然气?

（天然气的热值q=4×107J/m3)

9.家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P1,送风状态时的功率P2，它们是交替运行的，空调工作时主要消耗的电能是在制冷过程。现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图26所示。求：

(1)空调器在前5min 内处于什么状态?此时通过它的电流是多少? 

(2)在1h内，空调器消耗的电能是多少度?

(3)请你说出一条使用空调器时节能的做法。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/81417f19f4335a8102d276a20029bd64783e62bc.html