内容 15.3电热器 电流的热效应(培优练习1) 日期
【典型例题】 1、如图所示的实验装置:三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的水或煤油,瓶中电阻丝的阻值分别为、、且。当闭合开关S,通电一段时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸腾),下列判断正确的是(不计热损失,比热容)( ) A.三个烧瓶中的液体末温由低到高顺序: B.选择烧瓶A、B作为研究对象,可以粗略地探究电热的多少与电流大小有关 C.选择烧瓶B、C作为研究对象,可以粗略地探究物质的吸热能力 D.烧瓶C中水的末温虽然比烧瓶A中煤油的末温低,但是它们增加的内能是一样多的 2、将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h,屏幕显示如图所示,若该时间内消耗的电能全部被40kg的水吸收(水未沸腾)已知电费单价为,,则下列说法正确的是( ) A.电热水器是电源 B.该过程消耗电能0.5kW h C.水温升高30℃ D.电热水器的功率为400W 3、有一台“3V 3W”的迷你小电风扇(如图所示),电动机的线圈电阻为 0.1 Ω,忽略一切摩擦,下列说法不正确的是( ) A.小电风扇正常工作 1min消耗的电能为 180 J B.小电风扇正常工作 1min产生的热量为 6J C.若小电风扇的扇叶被卡住,通电1min产生的热量为180J D.小电风扇正常工作 1min产生的机械能为 174J 4、如图所示是两定值电阻R1和R2中的电流与其两端的电压关系图像。则:(1)将电阻R2接在2V的电源上,通电1min消耗的电能是 J;(2)当R1和R2两电阻串联后接在4V的电源上时,两电阻的功率之比是 ;(3)给R1和R2两电阻两端加相同的电压,要让它们产生相同的热量,则通电时间之比是 。 5、如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1是“20Ω 1A”的滑动变阻器,R2是定值电阻,电压表量程为0-15V。闭合开关S,在保证电路元件安全的情况下,滑片移动过程中,电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。则:(1)电源电压为 V,R2的阻值为 Ω;(2)R1的最大功率是 W;(3)滑片在中点时,通电90s,电流通过变阻器R1产生的热量为 J。 6、如图所示是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置。 (1)两透明相同的容器中密封着等质量的空气,M、N两U形管中注入体积相等的同种液体.实验中通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫 。通电时电热丝的内能增加是通过 方式实现的. (2)图甲装置实验时,可探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系,这样设计的目的是控制 ; (3)图乙装置中,在右侧容器的外部并联一个R5=5Ω的电阻,实验时根据现象可得到的结论是:在通电时间和导体电阻相同时,通过导体的 越大,导体产生的热量越多.通电相同时间,R3和R4放出的热量之比是 。 (4)图乙装置通电一段时间后,发现M和N两U形管液面均出现高度差,但高度差始终相等,出现该现象的电路故障可能是 (写出一种即可)。 7、某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知R1=44Ω,R2=2156Ω。 (1)开关S置于2位置时,电饭锅处于 挡;保温焖饭时电路中的电流是多少? (2)某次做饭时,在1个标准大气压下,用高温烧煮挡将2.2kg的水从20℃烧开用时16分钟,此次烧煮过程利用电能的效率是多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (3)若只要求高温烧煮挡的功率提升10%,请通过计算具体说明改进措施。
【随堂练习】 8、如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析不正确的是( ) A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法和转换法 B.甲实验通电一段时间后,右侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的 9、如图所示,在两个相同的容器中装有质量和初温相同的煤油和水(),两个容器中电阻丝的电阻相同。闭合开关,电阻丝发热对煤油和水分别加热,下面四图中的哪幅图能反映该实验情况( ) A. B.C. D. 10、如图甲是某品牌家用电吹风,其电路如图乙所示,R1、R2为电阻丝,M为电动机。通过调节开关,可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。则下列说法不正确的是( ) A.要使电吹风正常工作,图甲中的A处应安装电阻丝,B处应安装电动机 B.要使电吹风处于“冷风”状态,应只闭合开关S,要使电吹风处于“暖风”状态,应只闭合开关S、S2 C.电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会变大 D.已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1∶R2=1∶2 11、如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V;闭合开关,保证各元件不损坏,则:(1)移动滑动变阻器滑片,当滑动变阻器接入电路中的阻值为 小灯泡正常发光; (2)电路中消耗的最大功率为 W;(3)滑动变阻器两端电压变化范围为 V;当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为 J。 12、如图1所示,将阻值为R0=5Ω,R1=10Ω,R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中,可以通过比较 来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路,将S置于1,通电1分钟,A、B两温度计示数分别升高和,R1的功率为P1,则 (选填“>”、“<”或“=”,下同)。断开S,待煤油温度降到初温,将S置于2,通电1分钟,A温度计示数升高,R2的功率为P2,则 ,P1 P2。 13、以下是甲、乙、丙三个热学实验: (1)三个实验中必须用到实验器材天平、温度计和秒表的是 (填实验号); (2)三个实验中吸收热量通过升高温度来反映的是 (填实验号); (3)实验丙中A、B两烧瓶内煤油的质量及温度均相同,闭合开关,通电2min温度计2的示数变化更大,可得出结论: 。利用该装置 (选填“可以”或“不可以”)探究电热与电流的关系。 14、如图所示,电源电压为6V且保持不变,小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.2A,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:(1)灯泡正常发光时的电阻;(2)滑动变阻器的最大阻值;(3)将滑片移到某位置,电压表示数为1V,滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量。 15、电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品,小敏查阅使用说明书,其相关参数如下表乙。 (1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要多少时间? (2)图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为 4.8 V,已知电热丝R1阻值为4 Ω,电热丝R2阻值为6 Ω,开关S3只接a或b。 ①丙图电路中S1闭合,S2断开,S3接a时,加热电路为 (选填“高”“中”或“低”)温挡。 ②中温挡功率为多少瓦?③高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为多少焦?
【参考答案】 1、D;2、C;3、C;4、24;1:2;1:2;5、12;8;4.5;400;6、M、N两U形管中液面高度差的大小;转换法;电流做功/做功;电阻;电流和通电时间相同;电流;4∶1;电阻R5断路;7、高温烧煮;0.1A;70%;把R1的阻值改为40Ω,R2的阻值改为2160Ω。8、D;9、C;10、C;;4.8;8~10;;12、温度计示数升高的多少;<;>;>;13、甲和丙;乙;在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;可以;14、(1)10Ω;(2)20Ω;(3)30J;15、1.44;低;5.76;;
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