5 焦耳定律 知识点题库

有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V，60 W”.现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量

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如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距L=0.2m，电阻不计．质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时刻开始，ab杆以初速度v₁沿右导轨平面下滑．t=ls时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始作匀加速直线运动．cd杆运动的v﹣t图像如图乙所示（其中第1s、第3s内图线为直线）．若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

如图甲所示，两根相距L=0.5m且足够长的固定金属直角导轨，一部分水平，另一部分竖直．质量均为m=0.5kg的金属细杆ab、cd始终与导轨垂直且接触良好形成闭合回路，水平导轨与ab杆之间的动摩擦因数为μ，竖直导轨光滑．ab与cd之间用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮相连，每根杆的电阻均为R=1Ω，其他电阻不计．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现用一平行于水平导轨的恒定拉力F作用于ab杆，使之从静止开始向右运动，ab杆最终将做匀速运动，且在运动过程中，cd杆始终在竖直导轨上运动．当改变拉力F的大小时，ab杆相对应的匀速运动的速度v大小也随之改变，F与v的关系图线如图乙所示．不计细线与滑轮之间的摩擦和空气阻力，g取10m/s² ． （   ）

如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动．ω=2πrad/s，外电路电阻R=4Ω．求：

如图所示为电流熔断器（保险丝），它的关键部位熔丝是由电阻率较大而熔点较低的合金制成的．熔丝会在电流异常升高到一定值时熔断，从而起到保护电路的作用．若熔丝的电阻为R，流过电流为I，则经过时间t产生的热量为（   ）

在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同的物理量是（　　）

锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（　　）

额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的电灯两盏，若接入电压是220 V的电路中，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是下图中的(　　)．

某同学自制了一个电炉，已知该电炉工作时的电阻时55Ω，工作时通过电炉的电流是4A，求：

①加在该电炉两端的电压是多少？

②该电炉工作时，10s内发的热是多少？

图甲是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L₁ ， bc长度为L₂ ， 线圈以恒定角速度ω逆时针转动(只考虑单匝线圈).

图甲                  图乙           图丙

如图所示，两条相互平行的光滑金属导轨，相距l=0.2m，左侧轨道的倾斜角θ=30°，右侧轨道为圆弧线，轨道端点间接有电阻R=1.5Ω，轨道中间部分水平，在MP、NQ间有宽度为d=0.8m，方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图乙所示。一质量为m=10g、导轨间电阻为r=1.0Ω的导体棒a从t=0时刻无初速释放，初始位置与水平轨道间的高度差H=0.8 m。另一与a棒完全相同的导体棒b静置于磁场外的水平轨道上，靠近磁场左边界PM。a棒下滑后平滑进入水平轨道（转角处无机械能损失），并与b棒发生碰撞而粘合在一起，此后作为一个整体运动。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，轨道的电阻和电感不计。求：

如图所示，宽度为L＝0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导体棒的电阻r=1.0Ω，导轨的电阻均忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：

如图所示，电阻不计的刚性17型金属导轨放在光滑水平面上，导轨的两条轨道之间的间距为L．一轻弹簧的左端与导轨的右边中点相连，轻弹簧的右端固定在水平面某一位置处，弹簧和导轨的右边垂直．质量为长度为L、电阻为r的金属杆必可始终在导轨上滑动，滑动时保持与导轨的两条轨道垂直(不计金属杆必和导轨之间的摩擦）．整个空间存在一个匀强磁场(图中未画出），磁场方向垂直于水平面，磁感应强度的大小为B．开始时，轻弹簧处于原长状态，导轨和金属杆必都处于静止状态．在t=0时刻，有一位于导轨平面内且与轨道平行的向右方向的拉力作用于金属杆必的中点上，使之从静止开始在轨道上向右做加速度为a的匀加速直线运动．在 时刻，撤去外力，此时轻弹簧的弹性势能为最大值E_P ． 已知从t=0到 的过程中，金属杆ab上产生的电热为Q．试求：

如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有磁感应强度大小为B方向垂直水平面向下，宽度为2L的平行边界匀强磁场，一个质量为m，边长为L的正方形导体线框abcd，在磁场边界以初速度 进入磁场，恰好穿出磁场，关于线框的运动，下列说法正确的是（   ）

如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比S_a：S_b=2：1。已知5s内有5×10¹⁸个自由电子通过导体a的横截面，电子的电荷量e=1.6×10^-19C。下列说法正确的是（   ）

如图所示，虚线 左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间，将两个粗细相同，边长比为 的铜质正方形闭合线框由图示位置以同样的速度ν向右完全拉出匀强磁场，下列说法中正确的是（   ）

最近，《科学》杂志报道了一种新型超材料薄膜，在不需要电源的情况下可以达到对热源物体强化冷的效果，图是这种新材料的照片．这种超材料由一层金属银及其下面的玻璃聚合物复合而成，它能够依靠被动辐射冷却来自然散热，从其覆盖的物体中吸收热量向外散去．也就是说，它能够在无需冷却水和零能量损耗的情况下，像空调系统一样冷却烈日下的建筑物．譬如，为了达到冷却屋顶的效果，可以把这种超材料轧制在屋顶表面，它会自动把太阳辐射的能量反射回到空间中，并从室内吸收热量，从而达到室内散热的效果．关于这种超材料，下列说法正确的是（   ）

如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈的面积为 ， 电阻为r=1Ω，在线圈中存在面积的垂直于线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示.有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与圆形线圈两端相连接，b端接地，则下列说法正确的是（   ）

甲乙

能量转化是自然界普遍存在的现象。下列定律中，揭示电能转化为内能的规律的是（   ）

在定值电阻两端分别加如图甲、乙所示的交变电压。将电阻两端电压的有效值分别记为和、一个周期内产生的焦耳热分别记为和。则（   ）