焦耳定律1．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(C)A ．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B ．导线的绝热皮隔热C ．导线的电阻远小于电阻丝的电阻D ．导线散热比电阻丝快2．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，它的电阻是(C)A ．66 Ω B．6 600 Ω C．110 Ω D．220 Ω3．某导体的电阻是10 Ω，通过3 A 的电流时，1 min 产生的热量是5__400J.请列举一个生产或生活中利用电流热效应的例子：电饭锅． 4．甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在电压为8V 的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A ，此时乙灯泡1 min 消耗的电能是180J.5．采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”．接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U 形管的液面发生变化，通过观察U 形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少．(1)如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系，通电一段时间左瓶(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多．(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少．此时该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系，一段时间后电阻丝产生的热量左瓶(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多．6．某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)．已知R 1＝44 Ω，R 2＝2 156 Ω.(1)开关S 置于2(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮档，它的功率是多大？(2)保温焖饭时电路中电流是多少？10 min 产生的热量是多少？(3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施．解：(1)P 高温＝U 2R 1＝（220 V ）244 Ω＝1 100 W (2)I ＝UR 1＋R 2＝220 V 44 Ω＋2 156 Ω＝0.1 A Q ＝W ＝UIt ＝220 V×0.1 A×600 s＝1.32×104 J(3)P 保温＝UI ＝220 V×0.1 A＝22 WR 总′＝U 2P 保温×（1＋10%）＝（220 V ）222 W×110%＝2 000 ΩR2′＝R总′–R1＝2 000 Ω－44 Ω＝1 956 Ω将R2换成阻值为1 956 Ω的电阻整合集训1．下列用电器均标有“220 V100 W”，在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是(A)A．电热水袋 B．电视机C．电风扇 D．白炽灯2．某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是(B)3．如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是(C)A．两容器中电阻产生的热量相同B．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍C．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍D．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍4．如图所示电路，电源电压恒为6 V，定值电阻R1为10 Ω，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω0.5 A”，电压表量程为0～3 V，电流表量程为0～0.6 A．则(C)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2～10 ΩD．当变阻器R2接入电路中的阻值是8 Ω时，通电1 min电阻R1产生的热量是53.3 J5．李师傅帮助学校设计了一台电保温箱，保温箱电阻丝的阻值是40 Ω，当电阻丝通过5 A电流时，30 s内产生的热量是3×104J.6．一个额定功率为1 000 W的电热水壶装有1.5 kg初温为20 ℃的水．正常工作将水烧开(100 ℃)所用时间为9 min，则水吸收的热量为5.04×105J，该电热水壶的效率为93.33%(计算结果保留两位小数)．[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]7．把一个电阻为44 Ω的电炉接入电压为220 V的电路中，通电10 min产生的热量为6.6×105J.连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况．若接触不良，电流通过时产生的热量会更多，容易引起火灾．因为此时连接处的电阻更大(填“更大”或“更小”)．8．图中电源电压保持不变，灯泡标有“6 V 3 W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8 A．则电阻R＝20__Ω，通电10 s，R产生的热量为18J.9．如图是“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验装置，请在虚线框内画出与之对应的电路图． 解：10．为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”，小柯用如图甲所示装置进行实验，图中两个250 mL 的同规格烧瓶内装有等体积的煤油，瓶塞上各插一根同规格的玻璃管，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5 Ω和10 Ω.【实验步骤】①连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至B (填字母)端，分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置；②闭合开关，通电t 0时间后，分别标记此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置；③比较发现10 Ω电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高．【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多．【交流反思】方案一：在前一次实验后，待玻璃管中的液面回到起始高度后，按小柯的实验步骤②再次进行实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论．方案二：用图乙所示装置替换图甲中对应装置(图乙中两个烧瓶规格相同容积都为500 mL)，按小柯的实验步骤①②进行实验，得出结论．以上两种方案，你认为较合适的是方案二．11．有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示．在1个标准大气压下，它在额定电压下加热7 min 刚好把质量为1 kg 、初温为20 ℃的水烧开．[c 水3]求：额定电压 220 V额定功率 1 000 W频率 50 Hz(1)水吸收的热量是多少？(2)电热水壶在7 min 内所消耗的电能是多少？(3)由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为198 V ，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？(计算结果保留到整数)解：(1)在1个标准大气压下水的沸点是100 ℃，则水吸收的热量：Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J (2)由P ＝Wt可得，电热水壶在7 min 内所消耗的电能 W ＝Pt 时＝1 000 W×7×60 s＝4.2×105 J(3)要把同样一壶水烧开，水吸收的热量不变，若电热水壶的热效率不变，则消耗的电能相同，由P ＝U 2R可得，电热水壶的电阻：R ＝U 2P ＝（220 V ）21 000 W＝48.4 Ω 由W ＝U 2Rt 可得，实际电压为198 V 时需要的加热时间： t ′时＝WR U 2＝4.2×105 J×48.4 Ω（198 V ）2≈519 s12．某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位，其原理如图所示，若已知电阻R0＝44 Ω，R＝2 156 Ω，则当开关置于2(填“1”或“2”)位置时为高温挡，当电饭锅以高温挡正常工作10 min消耗的电能为6.6×105J.13．如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1 000 W和400 W两挡功率，挡位可自动调节．其工作过程是：按下开关，自动选择1 000 W挡将汤煮至100 ℃，然后自动跳至400 W挡进行保温慢炖．设汤的初温为20 ℃，质量为3 kg，汤的比热容为4.0×103J/(kg·℃)．求：(1)若电炖锅将汤从初温加热至100 ℃耗时20 min，在此过程中汤吸收的热量是多少？电炖锅的效率是多少？(2)R1的阻值是多少？(3)电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由．解：(1)Q＝cmΔt＝4.0×103J/(kg·℃)×3 kg×(100 ℃－20 ℃)＝9.6×105 JW＝Pt＝1 000 W×20×60 s＝1.2×106 Jη＝QW＝9.6×105 J1.2×106 J＝80%(2)R1＝U2P＝（220 V）21 000 W＝48.4 Ω(3)会跳至b，根据P＝U2R，总电阻变大，总功率变小，当开关跳至b时R1、R2并联，电路中电阻变大、功率变小，电炖锅进入保温慢炖14．电热加湿器靠电流的热效应工作，某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示．电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度．当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中．(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值．(2)如果加热仓内冷水的温度为20 ℃，用最大运行功率工作，经过5 min 36 s水沸腾产生蒸汽，求加热仓中水的体积．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，ρ水＝1×103 kg/m3，电热丝R1产生的热量全部被水吸收，环境为标准大气压](3)当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为605 Ω，加湿器以低气雾量工作．求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？24小时R1消耗多少度电？(计算结果保留一位小数)解：(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，有R1连入电路R1＝U2P＝（220 V）240 W＝1 210 Ω(2)电热丝R1产生的热量Q放＝W＝Pt＝40 W×336 s＝13 440 J由题意可得Q放＝Q吸＝cm(t－t0)，加热仓中水的质量m＝Q吸c（t－t0）＝13 440 J4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃－20 ℃）＝0.04 kg加热仓中水的体积工作电压：220 V工作频率：5 Hz最大运行功率：40 W储水箱容量：2.4 L尺寸：高315 mm，底部直径168 mm满水工作时间：高气雾量10 h，低气雾量24 hV ＝m /ρ＝0.04 kg/1×103 kg/m 3＝4×10－5 m 3＝0.04 L(3)当滑片移到最右端时，气雾调节器R 2＝605 Ω根据串联电路特点得U 1U 2＝R 1R 2＝1 210 Ω605 Ω＝21又因为串联电路U ＝U 1＋U 2，所以U 1＝2/3UR 1消耗的功率P 1＝U 21R 1＝（23U ）2R 1＝（23×220 V）21 210 Ω＝17.8 W 24 h 消耗的电能W ＝P 1t ＝17.8×10－3 kW×24 h＝0.4 kW·h。