焦耳定律的应用知识点题库

图所示电路，电源电压为6V，R₁＝10Ω，R₂＝20Ω，R₃＝5Ω，当闭合开关S₁后，下列说法不正确的是（）

A . 闭合开关S₂、S₃ ，通过R₂的电流是0.24A B . 断开S₂、S₃ ，电路消耗的功率是2.4W C . 断开S₂、闭合S₃ ， R₁两端的电压是6V D . 在相等的时间内，闭合S₂、S₃时和断开S₂、S₃时，电流通过R₁产生的热量之比是9：4

图为“探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置．将阻值分别为5Ω和10Ω的电热丝R₁和R₂ ，按如图方式接入电压为3V的电路中，则电流通过　（选填“R₁”或“R₂”）电热丝产生的热量多；通电l0min，R₂产生的热量是 J．

要使电热器在单位时间内供热减少一半，以下方法中正确的是（　　）

A . 电压不变，电阻增大到原来的2倍 B . 电阻丝不变，把通过它的电流减少一半 C . 保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半 D . 把电热器的电阻和加它两端的电压均减小一半

盛夏“酷热难耐”，人们家中的电风扇、空调都在工作，导致电路火灾时有发生．调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷，使电线内的金属导线发热，引燃了外面的绝缘皮．请你运用所学的物理知识分析：电线超负荷引起火灾的原因，并就电路安全问题提出一条合理化建议．

某电热壶的电阻为40Ω（假定恒定不变），工作时电流为5A.一标准大气压下，用该电热水壶将0.5kg的水从20℃加热至100℃，最少需要吸收热量J，电热水壶至少要工作s.

如图是电脑用风扇，长宽都是12cm，厚度为2.5cm，相邻孔距约为10.5cm，使用12v，0.25A电流．风扇转速通常是800～1500RPM，风量足转速低，能有不错的降温静音效果．风扇主要把电能转化为能，风扇本身也会产生热量，如果线圈电阻是0.5Ω，那么电风扇工作2h产生的热量是．

下列用电器中利用电流热效应工作的是（）

A .

电冰箱 B .

电视机 C .

电风扇 D .

电饭锅

某同学组装了一台直流电动机模型，他将电动机模型接入如图所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，接通电路后，电动机没转动时，电流表读数为2A；电动机正常转动时，电流表读数为0.8A . 当该电动机正常转动10min时，求：

（1）消耗的电能；
（2）线圈产生的热量 .

小明家新买了一款电热水器（内有电加热管），洗澡前只需几分钟就可以把水烧热，但他发现和热水器相连的导线却不太热，当他洗完热水澡后没有擦干，走出浴室后他用电风扇吹干时却感觉很冷．请问这都是怎么回事？

如图所示，人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板．现在市场上有一些劣质插线板，经质检部门检查发现，部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细．请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患．

如图所示，电源电压为6V，小灯泡上标有“2V 0.4W”字样，小灯泡电阻不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，小灯泡正常发光。求：

（1）小灯泡的电阻；
（2）滑片移动到中点位置时，滑动变阻器接入电路的电阻值；
（3）滑动变阻器的滑片移动到最右端后，通电10s小灯泡产生的热量。

如图所示，在研究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”时，将电阻丝R₁、R₂、R₃分别装在甲、乙、丙三个相同的透明容器中，容器中密封着等量的空气，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，容器内电阻丝的电阻R₁＝10Ω、R₂＝R₃＝5Ω；另有一个阻值为5Ω的电阻丝在容器外部，与R₃电阻丝并联。

（1）在实验中，加热空气的好处是空气受热膨胀快而其明显，观察U形玻璃管中液面高度差的目的是为了比较。
（2）若要探究导体产生的热的多少与电阻大小是否有关，则应选用两容器及其相连的U形管比较，正确结论是：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的越大，产生的热量越多。
（3）若要探究导体产生的热的多少与电流大小是否有关，则应选用两容器及其相连的U形管比较，正确的结论是：在电流和通电时间相同的情况下，导体的越大，产生的热量越多。
（4）通电一段时间后，容器相连的U形管中两侧的液面高度差变化最大。

如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。求：

（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少？
（2）在足浴盆中加入体积为4L、初温为 $\text{[math]}$ 的水，加热电阻正常工作420s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少摄氏度？ [ $\text{[math]}$ ]
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩10min，电动机线圈产生的热量是多少？

实验桌上有两个完全相同烧瓶，装有质量、初温都相等的煤油。烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，以及两个完全相同的温度计。将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 与滑动变阻器、电源、开关、以及导线等组成如图所示的电路。小亮利用上述实验器材“探究电流通过电阻产生热量跟什么因素有关”。

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（1）小亮探究的是当和一定时，电流产生的热量跟的关系；
（2）实验中，电流产生的热量是通过观察来判断，这种物理学研究方法叫做法；在以下三个实例中，未采用此方法的是；（填序号）
①借助木块被推动的距离判断动能的多少

②借助水压学习电压

③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少
（3）通电一段时间后，温度升高较多的是A温度计，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（选填“>”或“<”）

网上展示了一个户外爱好者的取火“神器”如图所示，将口香糖的锡箔纸（金属铝）剥下来，做成中间窄、两端宽的形状，将其两端搭在电池的正负极，过一会儿，锡箔纸中间部分燃烧起来。这是因为锡箔纸是导体，使电源发生了现象；锡箔纸在中间狭窄的地方开始燃烧的原因是。

如图甲所示，电源电压恒定不变，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器.闭合开关S，将滑片P从最右端逐步移到最左端，记录电流表、电压表的示数，并根据记录的数据作出R₁和R₂的“U-I”关系图像如图乙所示，则下列说法不正确的是（）

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A . 图像Ⅰ为R₂的“U-I”图像 B . 电压表V₁与电流表的示数之比不改变 C . 滑动变阻器的最大阻值为30Ω D . 当R₂=R₁时，通电10s电流通过R₁做的功为32J

小明选取了如图甲中的实验器材，探究电流产生的热量与哪些因素有关。

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（1）本实验是通过比较，来比较电热的多少。
（2）为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，他连接了如图甲所示的电路，他这样做的好处是，同时所选电热丝的阻值应（相等/不等）。
（3）为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，他仍然用如图甲所示的电路，闭合开关，读出电流表示数I₁ ，通电30min，观察并记录A瓶中的温度计示数变化；他接下来的操作应该是：断开开关，待煤油温度下降到室温，通过，使电流表示数为I₂ ，通电min，观察并记录瓶中的温度计示数变化，最终得出结论。
（4）实验结束后，小明发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他提出了如下改进的设想：
设想一：将煤油换成水来做实验，

设想二：通过加热空气来做实验。

①根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们他们判断的依据是：。

②为了验证设想二，他们设计了下面的实验：

两个透明的容器中密闭了等量的空气（如图乙），通过两U型管中液面高度差反映密闭空气温度的变化。若将两根电阻丝串联后，通电一段时间，U型管中液面如图所示，则R_CR_D。

阅读下列材料，按要求回答问题。

某校科技小组的同学们用PTC元件（即半导体陶瓷材料）制作了一个电加热保温杯。常温下的凉开水放在杯内可加热至60℃，并利用这种元件的特性设定保温温度为60℃。已知所用的PTC元件的阻值R_T随温度的变化关系如图甲，使用时PTC元件如图乙接入家庭电路中。

请回答下列问题：

（1）当温度为60℃时，电路中的电流是mA，通电1min，PTC元件消耗的电能是J。
（2） PTC元件的最大电功率是W。
（3）保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是：当温度达到60℃时，PTC元件发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变。从图甲可以看出，①当它的温度高于60℃时，，温度下降；
②当温度低于60℃时，，温度上升。因此保温杯中的水可以保持在60℃左右。