初中物理焦耳定律在实际中的应用试题

如图甲所示，滑动变阻器 $R_2$标有“ $50\Omega 1A$”字样，电源电压为 $8V$且保持不变。当开关 $S$闭合时，电流表 $A_1$和 $A_2$的指针偏转情况如图乙所示。求：

（1）电阻 $R_1$的阻值

（2）通电 $100s$，电流通过电阻 $R_1$产生的热量；

（3）再次移动滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$，使两电流表指针偏离零刻度的角度相同，此时滑动变阻器 $R_2$消耗的电功率 $P_2$。

1820年，丹麦物理学家　　在课堂上做实验时发现了电流的磁效应，电流也具有热效应，20年后的1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和　　的关系，家用电风扇工作时，电动机同时也要发热，一台标明“ $220V$ $44W$”的电风扇正常工作10分钟，电流产生的热量为　　 $J$（已知电动机线圈电阻为 $2\Omega )$。

电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤。某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为 $3V$的电源 $U$、阻值为 $10\Omega$的电阻 $R$、理想电压表及其它元件制作了如图所示的简易电子秤。其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻 $R$相连的滑片 $P$平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比。当电子秤处于待称状态时滑片 $P$停在最上端 $a$点，电压表示数为0，当被测物体最大称量 $m=30\mathit{kg}$时，滑片 $P$刚好处于最下端 $b$点。问：

（1）当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电 $1\mathit{min}$在电阻 $R$上产生的热量为多少？

（2）当电压表示数为 $U\text{'}=1.2V$时，被称量物体的质量 $m\text{'}$为多少？

如图所示，电源电压为 $6V$，电阻 $R_0=10\Omega$，电流表量程为 $0-0.6A$，电压表量程为0一 $3V$，滑动变阻器上标有“ $20\Omega 0.5A$”字样。则当电路中电流最小时， $2\mathit{min}$内电流通过电阻 $R_0$产生的热量是　　 $J$；为了保证电路安全，滑动变阻器 $R$接入电路的最小阻值为　　 $\Omega$。

冬天，家里使用电烤火炉取暖时，电炉丝已经热得发红，而连接烤火炉的导线却不怎么热。请用所学物理知识解释这个现象。

把一个电阻为 $44\Omega$的电炉接入电压为 $220V$的电路中，通电 $10\mathit{min}$产生的热量为　　 $J$，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。因为相比接触良好时连接处的电阻　　（选填“更大”或“更小” $)$

电热器是利用了电流的　　效应工作的。一台家用电热水杯的发热电阻丝阻值是 $40\Omega$，工作时电流是 $5A$，则通过 $100s$产生的热量是　　 $J$。

某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，阻值为 $2\Omega$的警灯与线圈电阻为 $0.5\Omega$的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为 $1A$，则警灯两端的电压是　      　 $V$； $2\mathit{min}$内电动机线圈产生的热量是　     　 $J$。

一台直流电动机额定电压为 $220V$，其电阻为 $1\Omega$．正常工作时通过的电流为 $20A$，则该电动机的额定功率是　         　 $\mathit{kW}$，电动机连续正常工作 $10\mathit{min}$，电动机因本身有电阻而发热损失的电能为　       　 $J$。

从产品说明书得知，一台“ $6V3W$”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为 $0.1\Omega$．则小风扇正常工作 $1\mathit{min}$消耗的电能为　        　 $J$；电动机线圈 $1\mathit{min}$产生的热量为　      　 $J$。

电热器是利用电流的　　来工作的。某发热元件的阻值为 $420\Omega$，通过的电流为 $1A$，通电 $10\mathit{min}$产生的热量是　　 $J$，这些热量能使 $2\mathit{kg}$的冷水温度升高　　 ${}^{°}\text{C}$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$。

小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表 $[3000r/(\mathit{kW}·h\left)\right]$．如图所示。电水壶的规格为“ $220V1210W$”，电水龙头的规格为“ $220V2420W$”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动 $110r$，用时 $120s$。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了 $180s$。

导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：

（1）电水壶和电水龙头的电阻；

（2）导线的电阻；

（3）在洗漱时，导线上产生的热量。

如图所示，电源电压保持 $6V$不变，电阻 $R_1=10\Omega$， $R_2=20\Omega$，闭合开关 $S$，通电 $30s$，则电阻 $R_1$产生的热量为　　 $J$。

通过一根电阻丝的电流为 $2A$，通电 $1\mathit{min}$产生了 $2.64\times {10}^{4}J$的热量，它的电阻是 $($　　 $)$

A． $66\Omega$B． $6600\Omega$C． $110\Omega$D． $220\Omega$

一款家用电煮锅有加热和保温两个挡位，工作电路如图所示。当开关 $S_1$闭合， $S_2$　          　（选填“断开”或“闭合”）时，处于加热挡位。若加热时电路中电阻为 $42\Omega$，电路中电流为 $5A$，加热2分钟，不计能量损失，能使质量为 $2\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$升高到　           　 ${}^{°}\text{C}$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$