1、 第 19 课时 电与热一、选择题1如图 197 所示，下列电器设备工作时，主要利用电流热效应进行工作的是( )图 1972 【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( )AUIt B. tU2RCI 2Rt D前面三个都可以3下列关于能量转化的说法中错误的是( )A干电池对外供电时，电能转化为化学能B发电机工作时，机械能转化为电能C电饭锅在煮饭时，电能转化为内能D电风扇工作时，电能主要转化为机械能4当一个电阻的阻值为 R 时 ，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为 Q。如果要使它产生的热量为 2Q，下列办法中可行的是( )A将电压变为原来的 2 倍， 通电时间
2、变为原来的12B将电阻变为原来的 2 倍， 通电时间变为原来的12C将电阻变为原来的 ，通电时间变为原来的 2 倍12D将电压变为原来的 ，电阻变为原来的 2 倍125如图 198 所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为 10 ，甲地的电源电压为 220 V 不变，下列说法正确的是( )图 198A当乙地用户消耗的总功率增大时 ，相同时间内输电线上产生的热量增多B乙地用户用电器上的电压仍为 220 VC在 100 s 的时间内 ，输电线上产生的热量为 4.84105 JD若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员6如图 199 所示是“探究电流通过导体
3、时产生热的多少跟什么因素有关”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。下列说法正确的是( )图 199A该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系B将左边容器中的电阻丝换成 10 的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C通电一段时间后，左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大D该实验装置是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少7 【2017岳阳】图 1910 甲是小灯泡的电流电压图像。将此灯泡 L 与滑动变阻器 R 串联在电压为 4.5 V 的电路中( 如图乙) ， 闭合开关，移动滑片 P，当小灯泡的功率为 0.
4、75 W 时，则有( )图 1910A电流表的示数为 0.2 AB滑动变阻器 R 接入电路中的电阻为 15 C电路消耗的总功率为 1.35 WD10 s 内滑动变阻器 R 产生的热量为 13.5 J二、填空题8 【2017宜昌】在家庭电路中 ，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来，连接处电阻比别处要_(选填“大”或“小 ”)，在相等时间内，导线连接处发热比别处更 _(选填“多”或“少”)。9如图 1911 所示是两定值电阻 R1 和 R2 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，干路上的电流为_A ，通电时间相同，R 1 和 R2 产生的热量之比 Q1Q 2
5、_。图 191110 【2017青海】如图 1912 所示的电路中，电源电压保持不变，R 130 ，R 220 ，闭合开关 S，电流表的示数为 0.2 A，则电源电压为_V ，通过 R2 的电流是_A，1 min 内电流通过 R2 产生的热量是_J。图 191211 【2017西宁】如图 1913 所示的电路，电源电压为 6 V，R 110 ，R 220 ，当 S1、S 2、S 3 闭合时，电路消耗的总功率为_W；当闭合 S1，断开 S2、S 3 时，电压表示数为 3 V，则 10 s 内 R3 产生的热量为_J，此时 R1 的功率与 S1、S 2、S 3 闭合时 R1 的功率的比值为_。图
6、191312如图 1914 所示，电源电压恒为 12 V，闭合开关 S，当滑动变阻器的阻值为 10 时，电压表的示数为 10 V，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是 _W；若电动机内部线圈的电阻为 2 ，则通电 5 min电流通过电动机内部线圈产生的热量是_J。图 191413电动机在工作时会产生大量的热，因此利用油对电动机降温。已知电动机正常工作的电压为 220 V，电阻为5 ，通过的电流为 10 A，则 5 min 内电动机产生的热量为 _J；产生热量的 80%被油吸收，这些热量可以使质量为 4 kg 的油温度上升_。c 油 2.010 3 J/(kg)14某太阳能热水器装有 1
7、00 kg 初温为 20 的冷水，经过一天的太阳照射 ，水温升高到 65 ，则这些水吸收的热量等于完全燃烧_m 3 天然气所放出的热量；假如用功率为 2 kW 的电热水器产生同样多的热量，则通电的时间为_s。已知水的比热容为 4.2103 J/(kg)，天然气的热值为 4.2107 J/m315 【2017兰州】如图 1915 甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，将滑动变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，两只电压表与电流表示数的变化关系图像如图乙所示，则电源电压为_V，滑片移至最左端时 10 s 内电流通过 R1 产生的热量为 _J。图 1915三、实验探究题16小明利用如图 191
8、6 所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系” 。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。图 1916(1)实验中煤油吸热的多少是通过_(选填“温度计示数变化”或 “加热时间”) 来反映的。(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验 ，是因为煤油的比热容_( 选填“大于”或“小于”)水的比热容。(3)通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是_。(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是_ 、_。17小明猜想电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关。为了探究“电流通过导体产生的热量与电
9、流是否有关” ，所用的器材有：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；绝热的塑料盒一个，盒内密封着空气，盒内电阻丝的阻值是 10 ，插在盒中的温度计量程是 0100 ；导线若干。(1)请用笔画线代替导线，将图 1917 中的电路连接完整。图 1917(2)记录的实验数据如下表：实验次数通电时间t/s电阻R/电流I/A盒内空气的初温 t0/盒内空气的末温 t/盒内空气升高的温度t/热量Q1 0.2 20 32 12 小2 0.3 20 47 27 中320 100.4 20 69 49 大分析表中的数据，得到的探究结论是_。从表格中提取的能得出该结论的信息是_。四、计算题18 【2016
10、巴中】如图 1918 所示的电路中，电源电压恒为 6 V，小灯泡 L 上标有“6 V 3 W”的字样，电阻R1 的阻值为 8 ，滑动变阻器 R2 上标有“10 2 A ”的字样。求：(1)小灯泡 L 正常工作时的电阻。(2)开关 S1 与 S2 都断开、S 闭合时，R 1 在 10 min 内产生的热量。(3)当开关 S1、S 2、S 都闭合，电流表的示数为 1.5 A 时，R 2 消耗的电功率。图 191819 【2017天水】某电饭锅简化电路如图 1919 甲所示，R 1 和 R2 均为定值电热丝，S、S 1 为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入 220 V 电路中， 电路中总电流随时间变化的
11、图像如图乙所示。求：(1)电饭锅工作时的最大功率和最小功率。(2)电热丝 R2 的阻值。(3)若电压降低，S 1 断开，这时电路中的电流始终为 1 A， 10 min 内电饭锅产生的热量。图 1919参考答案1D 2.C 3.A 4.A5A 解析 当乙地用户消耗的总功率增大时，甲地向乙地的输出功率变大，甲地电源电压不变，因此通过输电线的电流增大，根据 QI 2Rt 可知相同时间内输电线上产生的热量增多，故 A 正确。因为用户与输电线是串联的 ，串联电路有分压特点，则乙地用户用电器上的电压要比 220 V 小，故 B 错误。由于电流不确定，则根据 QI 2Rt 可知输电线上产生的热量不确定，故
12、C 错误。若出现触电事故 ，应迅速切断电源，再实施救援，故 D 错误。6C 解析 要探究电流产生的热量与电阻的关系，应保持通过两电阻的电流和通电时间相同，而电阻不同，由题图可知，这个装置无法满足这一条件，因而无法探究电流产生的热量与电阻的关系，故 A 错误。将左边容器中的电阻丝换成 10 的电阻后，两电阻中的电流仍不相同， 故 B 错误。通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而两电阻的阻值相同，根据焦耳定律 QI 2Rt 可知，通电一段时间后，左侧电阻产生的热量多，因而左侧 U 形管中液面的高度差大 ，故 C 正确。该实验装置是利用 U 形管中液体的压强差来反映电阻丝放出热量的
13、多少的，故 D 错误。7C 解析 当小灯泡的功率为 0.75 W 时，根据题图甲可知，灯泡 L 两端的电压为 2.5 V，通过灯泡的电流为0.3 A，则电流表示数为 0.3 A，故 A 错误。电路消耗的总功率 P 总 U 总 I4.5 V0.3 A1.35 W，故 C 正确。滑动变阻器 R 两端的电压为 UR U 总 U L4.5 V2.5 V2 V，则在 10 s 内滑动变阻器产生的热量 QU RIt2 V0.3 A10 s6 J ， 故 D 错误。滑动变阻器 R 接入电路中的电阻为 R 滑 6.7 ，故 B 错误。URI 2 V0.3 A8大 多90.6 21106 0.3 108115.
14、4 9 14解析 S1、S 2、 S3 都闭合时， R1、R 2 并联，R 3 被短路，在并联电路中 UU 1U 26 V，通过 R1 的电流 I1 UR10.6 A，通过 R2 的电流 I2 0.3 A，电路中的总电流 II 1I 20.6 A0.3 A0.9 A，电路消耗的6 V10 UR2 6 V20 总功率 PUI6 V0.9 A 5.4 W。此时 R1 的功率 P1 UI16 V0.6 A3.6 W。当闭合 S1，断开 S2、S 3 时， R1 和R3 串联 ，电压表测 R1 两端的电压，通过 R1 的电流 I1 0.3 A，在串联电路中 I1I 30.3 U1R1 3 V10 A，
15、U 3UU 16 V3 V3 V，R 3 的电阻 R3 10 ，10 s 内 R3 产生的热量 QI 32R3t(0.3 A)210 U3I3 3 V0.3 A10 s9 J 。此时 R1 的功率 P1U 1I 13 V0.3 A0.9 W，电功率之比 P1P 10.9 W3.6 W14。120.4 24131.510 5 15140.45 94501515 6解析 由题图可知，滑动变阻器与 R1 与 R2 串联，电压表 V1 测 R2 两端的电压，电压表 V2 测量滑动变阻器与 R2电压之和，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中电压表 V1 示数变大、V 2 示数减小，
16、 电路电流增大。由图乙可知，当滑片移到最左端时，由欧姆定律可得 I 左 0.2 A，当滑片移到最右端时 ，由U 12 VR1欧姆定律可得 I 右 0.6 A，联立解得 U15 V，R 115 。当滑片移到最左端时，R 1 在 10 s 产生的热U 6 VR1量 QI 左 2R1t(0.2 A) 215 10 s6 J。16(1)温度计示数变化(2)小于(3)在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多(4)控制变量法 转换法17(1)如图所示(2)电流通过导体产生的热量与电流有关通电时间和导体的电阻一定，电流变化，导体产生的热量也变化解析 (1)滑动变阻器串联在电路中，按“一上一下”
17、原则接入电路。(2)由数据分析可知，电阻相等，通电时间相等，电流越大 ，盒内空气升高的温度越高，说明电流越大，产生的热量越多，故可以得出结论：电流通过导体产生的热量与电流有关。18解：(1)灯泡正常工作时的电阻RL 12 。U额 2P额 （6 V）23 W(2)开关 S1 与 S2 都断开、S 闭合时，灯泡和 R1 串联，电路中的电流I 0.3 A ，UR UR1 RL 6 V8 12 R1 在 10 min 内产生的热量QI 2R1t(0.3 A) 28 10 60 s432 J。(3)当开关 S1、S 2、S 都闭合时，R 1 被短路，灯泡和滑动变阻器并联，小灯泡正常工作，由 PUI 得灯
18、泡中的电流IL 0.5 A，P额U额 3 W6 VR2 支路的电流I2II L1.5 A0.5 A 1 A，R2 消耗的电功率P2UI 26 V1 A6 W 。19解：(1)由题图可知，当 S 和 S1 都闭合时，电热丝 R1 与 R2 并联，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流 I 大 3 A，则电饭锅的最大功率：P 大 UI 大 220 V3 A660 W；当开关 S 闭合、S 1 断开时，电路为 R1 的简单电路，电路中的电流最小 ，由图乙可知，电路中的最小电流 I 小 2 A，则电饭锅的最小功率：P 小 UI 小 220 V 2 A440 W。(2)因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电热丝 R1 与 R2 并联时，通过 R1 的电流为 2 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电热丝 R2 的电流 I2I 大 I 小 3 A2 A1 A，由 I 可得，电热丝URR2 的阻值 R2 220 。UI2 220 V1 A(3)当开关 S 闭合、S 1 断开时，电路为 R1 的简单电路，则 R1 的阻值 R1 110 ，UI小 220 V2 AS1 断开，且电路中的电流始终为 1 A 时，10 min 内电饭锅产生的热量QI 2R1t(1 A) 2110 10 60 s6.610 4 J。
