2021年中考物理一轮专项复习《焦耳定律》课时训练(含答案)

中考物理一轮专项复习《焦耳定律》

课时训练

一、单选题

1.通过一根电阻丝的电流为2 A,通电1 min产生了2.64×104 J的热量,则它的电阻是(　　)

A.66 Ω                   B.6600 Ω        C.110 Ω       D.220 Ω

2.电炉工作时,根据焦耳定律可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线多,所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热,其原因是              (　　)

A.电炉丝的电阻较大

B.电炉丝与导线是并联的

C.电炉丝的横截面积大

D.通过电炉丝的电流较大

3.下图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是(　　)

A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法

B.右侧电阻丝的阻值比左侧小

C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小

D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系

4.在如图甲所示的电路中，电源电动势为 3.0 V，内阻不计，灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列说法正确的是(　　)

A．灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍

B．灯泡L1的电阻为7.5 Ω

C．灯泡L2消耗的电功率为0.75 W

D．灯泡L3消耗的电功率为0.30 W

5.用电器到发电厂的距离为l，线路上的电流为I，已知输电线的电阻率为ρ.为使线路上的电压降不超过U.那么，输电线的横截面积的最小值为(　　)

A.        B.         C.           D.

6.下图中的四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是(　　)

7.金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，而且有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．根据以上的信息，判断下列说法中正确的是(　　)

A．连接电路用的导线一般用合金来制作

B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作

C．白炽灯中的钨丝的电阻随亮度的增大而减小

D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作

8.如图所示,电阻R1、R2的大小关系是R2=2R1,当开关S断开和闭合时,在相同的时间内,电流通过R1产生的热量之比为(　　)

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

9.电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S的正离子数是n1，方向是从A→B，负离子数是n2，方向是从B→A，设元电荷为e，以下解释中正确的是(　　)

A．正离子定向移动形成的电流方向是从A→B，负离子定向移动形成的电流方向是从B→A

B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消

C．溶液内电流方向从A→B，电流I=

D．溶液内电流方向从A→B，电流I=

10.某电热器有两根电阻丝,在同一电源上,要烧开同一壶水,只用第一根电阻丝时,需要6 min。只用第二根电阻丝时需要12 min。若把两根电阻丝并联起来仍接在原电源上,烧开这一壶水,则需要(　　)

A.18 min         B.9 min       C.4 min                     D.2.4 min

11.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为 220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为 1 000 W．关于该电吹风，下列说法正确的是(　　)

A．电热丝的电阻为55 Ω

B．电动机线圈的电阻为  Ω

C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J

D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J

12.计算电流通过电风扇产生的热量,下列公式选用正确的是(　　)

A.UIt　　              B.U2t/R       C.I2Rt                    D.前面三个都可以

二、填空题

13.如图所示是两定值电阻RA和RB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,干路上电流为　　　A,通电相同时间,RA、RB产生的热量之比QA：QB=　　　。 

14.如图所示的电热水壶上标有“220 V　1800 W”,小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻　　。在额定电压下,烧开一壶水用时3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　　J。

15.标有“220 V　2000 W”的即热式电热水龙头,其加热电阻丝的阻值是　　　　Ω;在额定电压下工作21 s,若不计热量损失,能够使　　　　kg的水从15 ℃上升到35 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 

16.如图所示是某种电热器的电路图,电源电压220 V,R1、R2的阻值分别为11 Ω、22 Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是　　　W,在高温挡工作1 min产生的热量是　　　　J。 

17.1840年,英国物理学家　　　　最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系;从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时是将电能转化为　　　　能。 

18.如图所示,电源电压恒为6 V,R1=30 Ω,只闭合开关S1时,电流表示数为　　　A;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5 A,则通电1 min电阻R2产生的热量为　　　J。 

三、实验题

19.用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。

(1)烧瓶中装入的煤油是　　　　　(选填“导体”或“绝缘体”)。 

(2)请根据实物图甲,在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。

(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应　　　　,通过R1的电流　　　　通过R2的电流。 

(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明 　。 

(5)小红用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映h-I关系的是　　　　。 

[拓展] (6)用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗?回答:　            。 

请用实例说明原因:  　。

四、计算题

20.如图所示是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S1时,R1加热,电动机搅拌,开始制作爆米花;只闭合开关S2时,R2保温,防止爆米花变凉;爆米花机的铭牌如下表所示。[c玉米=1.2×103 J/(kg·℃)]

(1)将100 g、20 ℃的玉米加热到300 ℃成为爆米花时,求玉米粒需要吸收的热量。

(2)电阻R1发热,把100 g、20 ℃的玉米粒加热成为爆米花,需要用时5 min,求R1的加热效率。

(3)求保温电阻R2的阻值。

0.参考答案

1.答案为：C；

2.答案为：A

3.答案为：D

4.答案为：D；

解析：

由于小灯泡L2、L3串联后与L1并联，所以L1两端电压是L2或L3两端电压的2倍，L2或L3两端电压是1.5 V，由小灯泡的伏安特性曲线可知灯泡L2中的电流是0.20 A，灯泡L1两端的电压是3 V，灯泡L1中的电流是0.25 A，A错误；由欧姆定律可得灯泡L1的电阻为R==12 Ω，B错误；由P=UI得灯泡L2(或L3)消耗的电功率P2=U2I2=1.5×0.20 W=0.30 W，C错误，D正确．

5.答案为：B；

解析：输电线的总长为2l，由公式R=、R=ρ得S=，故B正确．

6.答案为：C；

解析：

白炽灯泡为纯电阻，其功率表达式为P=，而U越大，电阻越大，图象上对应点与原点连线的斜率越小，故选项C正确．

7.答案为：B；

解析：合金的电阻率大，常用来作电阻，不作导线，选项A错误，B正确；钨丝的电阻会随温度的升高而变大，选项C错误；标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作，选项D错误．

8.答案为：B

9.答案为：D；

解析：

正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向和电流方向相反，正、负离子向相反方向移动，电流不能抵消，故A、B错误；由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的，

故其大小为I=，C错误，D正确．

10.答案为：C

11.答案为：A；

解析：

电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P=1 000 W－120 W=880 W，对电热丝，

由P=可得电热丝的电阻为R== Ω=55 Ω，选项A正确；

由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B错误；

当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 J，选项C错误；

当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J，选项D错误．

12.答案为：C

13.答案为：0.6　2∶1

14.答案为：小　3.6×104

15.答案为：24.2　0.5

16.答案为：2200　3.96×105

17.答案为：耳　内

18.答案为：0.2　108

19.答案为：(1)绝缘体

(2)如图所示

(3)相等　小于

(4)在电阻和通电时间相同的条件下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多

(5)A

(6)不能；因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能。

20.解:(1)由题意可知,玉米粒吸收的热量为

Q=c玉米m(t-t0)=1.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(300 ℃-20 ℃)=3.36×104 J。

(2)由题意可知,加热5 min消耗的电能为W=P加t'=200 W×5×60 s=6×104 J,

加热的效率为η=56%。　

(3)由电路图可知,保温时电路中只有电阻R2,所以电阻R2的阻值为R2=2200 Ω。