初中物理焦耳定律试题

如图所示的电饼铛，其主要部件是发热体。请回答：

（1）电饼铛工作时，发热体发热的原理是什么？

（2）加热过程中，食品的内能是通过什么方式增加的？

（3）电饼铛的指示灯是个发光二极管，二极管主要是由什么材料制成的？

小华做了以下电学实验。
（1）他用“伏安法”测电阻：
①请用笔画线代替导线，将图所示的实物电路连接完整。
②在连接电路时，开关应____，滑动变阻器滑片P应位于____端（选填“A”或“B”）。
③闭合开关，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图所示，其示数为____A，则R的阻值是   Ω。实验中需要多次测量求平均值的目的是________。
（2）他想设计一个电路探究电流产生的热量与电流和电阻的关系。提供的器材是：图所示的三个插有温度计的相同玻璃瓶（瓶内装有质量、温度相同的煤油，三根电阻丝的电阻大小关系为：R_甲=R_乙>R_丙），还有一个滑动变阻器，一个单刀单掷开关，一个单刀双掷开关（符号），电源以及若干导线。
①本实验中通过观察   比较电流产生的热量多少。
②请你选择合适的器材，设计一个不能拆装且合理的实验电路，在虚线框内画出实验电路图，并标出选择的电阻。

运用知识解决问题:
(1)白炽灯是将       能转化为内能的装置。工作时，通过导线和灯丝的电流相等，灯丝的电阻比导线大，根据                 可知，相同时间内灯丝产生的热量比导线多，所以灯泡烫手而导线不热。
(2)清你根据实物电路，在方框内画出电路图。
(3)在如图电路中，电流表A₁示数为0.5A,电流表A₂示数为0.3A，此时R₁消耗的功率为1.2W,则R₁ =    Ω，R₂=    Ω。请你写出求解R的思路:

关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）

A．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大

B．电饭煲是利用电流的热效应工作的

C．如果家庭电路中不安装保险丝，那么发生短路时，会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器

D．电炉工作时，电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线并不太热是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小很多

如图所示，是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。下列选项正确的是

A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系

B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系

C．在甲图中，闭合开关一段时间后，A瓶中温度计的示数更高

D．乙图只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系

电动机是一种使用广泛地动力机械。从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。
（1）如果某电动机线圈的电阻为R，电动机工作时两端的电压为U，通过电动机的电流为I，请推导此电动机电能转化为机械能的效率η=（U-IR）/U。
（2）如果有一个直流电动机，把它接入0.3V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.6A，若把它接入3V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是2A。如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）

如图所示的装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与　 　的关系，R₁产生的热量比R₂产生的热量　     　（填多”或“少”）。若电路中的电流为1A，则1min内电流通过R₁产生的热量为　      　J。

晚上，小红来到书房，准备做作业，闭合开关，白炽灯瞬间发光后立即熄灭。爸爸放下手中正在清洗的苹果，马上过来踩着木凳上去看了一下说：“灯丝烧断了……”，然后拿着灯口轻轻摇了几下，白炽灯又重新发光了……
(1)请帮小红分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因。
(2)请对小红爸爸的某一做法进行简单评价并解释。

为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图甲所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R_甲>R_乙。

⑴为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要是由于___________________________；实验中电流产生的热量的多少是通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
⑵通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与_______的关系。
⑶要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是_________________________ _________________________________________________________________。
⑷将此装置改装后可测量煤油的比热容，如图乙所示．测量时，分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t₀质量相等的水和煤油，通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达c_煤油=________________（已知水的比热容为c_水）。

关于家庭电路，下列说法正确的是(  )

A．在家庭电路中，同时工作的用电器越多，总电阻越大

B．微波炉是利用电流的热效应工作的

C．如果家庭电路中不安装保险丝，那么发生短路时，会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器

D．电炉工作时，电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线并不太热是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小很多

小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系” ．

（1）如图所示，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段材料与长度均相同的金属丝，已知甲电阻比较小，则两根金属丝中横截面积较大的是   （选填“甲”或“乙”）．
（2）实验中，小明和小丽发现     烧瓶中温度计的示数升高较快．这表明：在      和通电时间相同的情况下，导体的电阻越       ，产生的热量越多．
（3）小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成      相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻     .水和煤油吸热升温，这是通过        来改变液体内能的．
（4）为了使看到的现象更明显，小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种方法的是      
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．

小明学习了焦耳定律Q＝I²Rt后，他想用如图所示的实验器材继续探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

（1）他将电路设计成并联的目的是                。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过__________显示电流产生热量的多少的：这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：__________________。
（3）两个瓶中用煤油而不用水的原因是                 。
（4）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有__________。
（5）小明在实验中发现，在相同时间内甲瓶内的电阻丝放出的热量较多，根据你所学知识判断，甲乙两电阻的阻值较大的是：__________（甲/乙）。

如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为 $220V$的电源和阻值 $R=88\Omega$的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻 $R_0=20\Omega )$、开关、滑动变阻器 $R_2$（取值范围 $0~80\Omega )$和热敏电阻 $R_1$组成； $R_1$阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流 $I⩾50\mathit{mA}$时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流 $I⩽40\mathit{mA}$时，衔铁被释放接通工作电路。

温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	80	66	60	50	46	40	36	35	34
$R_1/\Omega$	10	20	40	50	70	80	100	120	130	150

（1）工作电路正常工作时， $R$在 $1\mathit{min}$内产生的热量是多少？

（2）当温度为 ${60}^{°}\text{C}$，滑动变阻器 $R_2=50\Omega$时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变 $R_2$的阻值。

如图所示的电路中，电源电压 $U=9V$，电阻 $R_1=20\Omega$， $R_2=10\Omega$，则通电 $1\mathit{min}$该电路产生的热量为　 　 $J$。

如图甲所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R₁的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，它的电流随电压变化的图象如图乙所示。

（1）当只闭合开关S₁时，将滑动变阻器R₁的滑片调到中点，此时小灯泡恰好正常发光。求电源电压和小灯泡的额定功率；

（2）当只闭合开关S₂时，此时电流表的示数为0.4A，求电阻R₂的阻值，小灯泡的实际功率；

（3）当只闭合开关S₂时，通电1min，求电流通过电阻R₂产生的热量。