18 4 焦耳定律（課后課堂講義） 人教新版九年級(jí)全一冊(cè)物理

第十八章電功率第4節(jié)焦耳定律第一部分課后習(xí)題（P102）再現(xiàn)【習(xí)題1】某導(dǎo)體的電阻是2Ω，通過(guò)2A的電流時(shí)，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量?【答案】導(dǎo)體在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J.點(diǎn)評(píng)：把已知條件帶入焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：Q=I2Rt之間求結(jié)果。注意計(jì)算前要把物理量單位都統(tǒng)一化為國(guó)際單位?！玖?xí)題2】一只額定功率是450W的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少熱量?【答案】電飯鍋每分鐘產(chǎn)生的熱量為：Q=W=Pt=450W×60s=2.7×104J?！玖?xí)題3】一只電烙鐵的額定電壓是220V,在額定電壓下工作時(shí)的電阻是1210Ω，它的額定功率有多大?在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量?【答案】40W2.4×104JU=220V,R=1210ΩP額=U額2/R=(220V)2/1210Ω=40W在額定電壓下通電10min產(chǎn)生熱量為Q=W=P額t=40W×600s=2.4×104J點(diǎn)評(píng)：（1）用P額=U額2/R這個(gè)公式求額定功率。（2）在額定電壓下通電10min產(chǎn)生熱量等于電流做功Q=W=P額t【習(xí)題4】某校師生自制了一臺(tái)電烘箱。電烘箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn)生6.6x104J的熱量。求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻?！敬鸢浮?100W44ΩI=5A,t=1min=60s,Q=6.6×104J電流做功等于焦耳熱，W=Q=6.6×104J根據(jù)P=W/t電烘箱的電功率P=W/t=6.6×104J/60s=1100W根據(jù)焦耳定律：Q=I2Rt得電阻絲工作時(shí)的電阻：R=Q/I2t=6.6×104J/(5A)2×60s=44Ω點(diǎn)評(píng)：（1）根據(jù)P=W/t求電烘箱的電功率；（2）根據(jù)焦耳定律：Q=I2Rt得電阻絲工作時(shí)的電阻：R=Q/I2t【習(xí)題5】電流的熱效應(yīng)有時(shí)對(duì)我們有益，我們利用它;有時(shí)對(duì)我們有害，需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱，或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。(1)列舉兩個(gè)生活或生產(chǎn)中利用電流熱效應(yīng)的實(shí)例;(2)列舉兩個(gè)生活和生產(chǎn)中為防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害而采取的措施?！敬鸢浮侩娕瘹?、電熱毯等在供暖時(shí)都利用了電流的熱效應(yīng)；電視機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)需定時(shí)通電，用電熱驅(qū)潮；電冰箱在冬天長(zhǎng)時(shí)間停用的過(guò)程中也需要通電，用電熱驅(qū)潮。防止電熱危害的方法多種多樣，如：電動(dòng)機(jī)利用翼狀散熱片增大散熱面積；電冰箱在放置時(shí)后背要與墻壁保持一定距離，使熱量通過(guò)空氣散發(fā)；計(jì)算機(jī)中小風(fēng)扇用來(lái)散熱。點(diǎn)評(píng)：能舉出一些對(duì)人們有利的實(shí)例，也能舉出一些有害的實(shí)例。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱，把這種現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)．電流的磁效應(yīng)（通電會(huì)產(chǎn)生磁），奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)．此題主要考查電流的熱效應(yīng)和電流的磁效應(yīng)在生活中的應(yīng)用．解答此題的關(guān)鍵是要把握住電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)的概念，看是否把電能主要轉(zhuǎn)化為熱能，來(lái)區(qū)分是電流的熱效應(yīng)還是電流的磁效應(yīng)．【習(xí)題6】在家庭電路中，有時(shí)導(dǎo)線長(zhǎng)度不夠，需要把兩根連接起來(lái)，而連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)。這是為什么？【答案】導(dǎo)線連接處只是表面相接處，芯未接觸，導(dǎo)致接觸面積減小，電阻變大。由焦耳定律Q=I2Rt可知，導(dǎo)線連接處產(chǎn)生的熱量較多，即電能轉(zhuǎn)化為熱能較多。所以連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)。點(diǎn)評(píng)：關(guān)鍵要知道接觸處電阻變大是因?yàn)榻佑|面積減小。

第二部分課后習(xí)題變式練A?基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．下列設(shè)備中不屬于利用電熱工作的是A．電褥子 B．電飯煲 C．電風(fēng)扇 D．電熱水器2．如圖所示，在探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置中，兩個(gè)透明容器中分別接入了電阻絲和，且密封著等量的空氣。將導(dǎo)線和接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是A．若和阻值相等，則可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 B．若和阻值相等，則可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系 C．若和阻值不相等，則可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 D．若和阻值不相等，則可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系3．如圖所示家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是A．抽油煙機(jī) B．電熱水壺 C．電視機(jī) D．電風(fēng)扇4．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為，線圈的電阻為，線圈中通過(guò)的電流為．這臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的熱量為A． B． C． D．5．如圖是探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是A．圖甲為探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 B．圖乙為探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系 C．形管兩側(cè)液面的高度差越大，說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量越多 D．圖乙將放入空氣盒內(nèi)，連接方式不變，不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系6．如圖是“探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。、、的阻值均為，兩個(gè)容器中密封著等量的空氣，形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說(shuō)法正確的是A．該實(shí)驗(yàn)裝置形管液面高度變化是液體熱脹冷縮的緣故 B．通電一段時(shí)間后，左側(cè)形管中液面的高度差比右側(cè)的小 C．圖中實(shí)驗(yàn)是為了探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 D．若將圖中也放入右側(cè)密閉容器里，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系7．如圖甲是小燈泡和電阻的圖象。將小燈泡和電阻接入如圖乙所示電路中，只閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率為。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．只閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，小燈泡的電阻為 B．再閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表示數(shù)增加了 C．開(kāi)關(guān)、同時(shí)閉合時(shí)，電路總功率為 D．閉合開(kāi)關(guān)、時(shí)，在內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量為8．甲、乙兩個(gè)電爐子，產(chǎn)生的熱量相同，所用時(shí)間之比為，通過(guò)兩個(gè)電爐絲的電流之比為，則電阻絲阻值之比為A． B． C． D．9．如圖，電阻和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)接到電路中，已知電阻與電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，開(kāi)關(guān)接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作，經(jīng)過(guò)時(shí)間電流通過(guò)電阻做功為，產(chǎn)生熱量為，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功為，產(chǎn)生熱量為，則有A． B． C． D．10．如圖所示，定值電阻的阻值為，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為。閉合開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表的示數(shù)為，的示數(shù)為，則A．電源電壓為 B．內(nèi)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能為 C．通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為 D．內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)熱11．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，是定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片從端移動(dòng)到端的過(guò)程中，電壓表與電流表示數(shù)的比值（選填“變大”、“變小”或“不變”，在移動(dòng)過(guò)程中，電壓表示數(shù)的最大值為，電流表的變化范圍為，則電源電壓為，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為，通電定值電阻產(chǎn)生的最多熱量為。12．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，、為定值電阻且。先閉合開(kāi)關(guān)，電流表示數(shù)為，再閉合開(kāi)關(guān)，電流表示數(shù)變化了。則電源電壓為。閉合開(kāi)關(guān)、，通電定值電阻產(chǎn)生的熱量為。13．小明過(guò)年時(shí)買(mǎi)了一個(gè)電熱杯墊給媽媽?zhuān)鐖D所示。電熱杯墊有加熱和保溫兩擋功能（通過(guò)閉合或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能），通過(guò)接口接到電腦上可以隨時(shí)喝上熱飲。杯墊內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示，、為加熱元件，接口的輸出電壓為，電阻，當(dāng)處于加熱狀態(tài)時(shí)，整個(gè)電路消耗的功率為。求：（1）杯墊保溫時(shí)整個(gè)電路的電流是多少？（2）保溫時(shí)產(chǎn)生的熱量是多少？（3）電阻的阻值是多少？14．如圖所示電路中，小燈泡標(biāo)有“”字樣，，當(dāng)開(kāi)關(guān)均閉合時(shí)，電流表示數(shù)為，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）。求（1）電源電壓；（2）當(dāng)、都斷開(kāi)時(shí)，小燈泡消耗的功率。（3）開(kāi)關(guān)均閉合時(shí)通電電阻產(chǎn)生的熱量。15．某儲(chǔ)水式電熱水器的額定容量為，儲(chǔ)水模式額定功率為，將水加至額定容量后開(kāi)啟加熱模式，水溫顯示，半個(gè)小時(shí)后，水溫顯示。求：（1）該過(guò)程中，水吸收的熱量；（2）該過(guò)程中，消耗的電能；（3）電熱水器的效率。B?能力提升練16．如圖是“研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，下列分析正確的是A．實(shí)驗(yàn)探究中用到了轉(zhuǎn)換法，形管中液面的高度差反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少 B．必須把甲、乙兩圖接在電壓相同的電源兩端，實(shí)驗(yàn)結(jié)論才具有科學(xué)性 C．探究電熱與電流的關(guān)系，選擇乙裝置，通電一段時(shí)間，右邊形管內(nèi)液面的高度差更大 D．探究電熱與電阻的關(guān)系，選擇甲裝置，通電一段時(shí)間，左邊形管內(nèi)液面的高度差更大17．在家庭電路中，導(dǎo)線連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引發(fā)火災(zāi)，解釋此現(xiàn)象應(yīng)用下列的A．歐姆定律 B．焦耳定律 C．牛頓第一定律 D．阿基米德原理18．下列用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是A．電冰箱 B．電餅鐺 C．電視機(jī) D．電風(fēng)扇19．用電熱水壺?zé)舨豢紤]能量損失和電熱水壺電阻的變化，當(dāng)它兩端電壓為時(shí)，用可燒開(kāi)一壺水，若它兩端電壓為時(shí)，燒開(kāi)同樣一壺水所用的時(shí)間為A． B． C． D．20．家住陜西的小明同學(xué)用一個(gè)廢舊熱水器的兩個(gè)電熱絲和三個(gè)開(kāi)關(guān)以及若干導(dǎo)線組成一個(gè)簡(jiǎn)易電熱水器。接入家庭電路，下表為其三種加熱模式的相關(guān)參數(shù)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是加熱模式工作狀態(tài)額定功率1發(fā)熱電阻單獨(dú)工作22發(fā)熱電阻單獨(dú)工作33發(fā)熱電阻與交替工作A．電阻和是并聯(lián)的 B．按“加熱模式1”連續(xù)正常工作，產(chǎn)生的熱量是 C．該電熱水器最大額定功率可改造為 D．連續(xù)工作，消耗電能，此時(shí)加熱模式為“2”21．如圖，甲、乙為興趣小組設(shè)計(jì)的兩種電熱器的電路原理圖，托盤(pán)上放有兩塊相同的石蠟，、為電熱絲，阻值不變。已知兩種電熱器的工作電壓相同，閉合開(kāi)關(guān)后，說(shuō)法中正確的是A．甲中通過(guò)的電流等于乙中通過(guò)的電流 B．甲中兩端的電壓小于乙中兩端的電壓 C．甲中石蠟熔化得較快 D．若使兩塊石蠟均完全熔化，則甲電路通電時(shí)間更長(zhǎng)22．一臺(tái)快速電熱水壺的銘牌如圖所示。為了測(cè)量它燒水時(shí)的實(shí)際功率，小陳進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：關(guān)掉家里所有用電器，將該電水壺裝了、的水，接入家庭電路中，閉合壺的開(kāi)關(guān)，測(cè)得壺中的水從上升到所用的時(shí)間是。同時(shí)觀察到家中電子電能表（見(jiàn)圖（b）表盤(pán)上的脈沖閃燈閃爍240次。電子式電能表的表盤(pán)上標(biāo)有“”字樣。則下列計(jì)算結(jié)果不正確的是產(chǎn)品型號(hào)最大容積額定電壓額定頻率額定功率A．電熱水壺中水的質(zhì)量為1.5 B．電熱水壺中水吸收的熱量為 C．電熱水壺?zé)膶?shí)際功率為 D．電熱水壺加熱這壺水的效率為23．某家用電熱水壺有加熱和保溫兩擋，內(nèi)部電路簡(jiǎn)化示意圖如圖甲所示，其中是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，和均為阻值不變的電熱絲。使用該電熱水壺在額定電壓下工作，其消耗的電功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，已知水的比熱容為，則下列說(shuō)法中正確的是A．開(kāi)關(guān)打到1時(shí)電熱水壺處于保溫狀態(tài) B．的阻值為 C．整個(gè)工作過(guò)程中消耗電能為 D．加熱過(guò)程使的水溫度升高了，則加熱效率為24．燈泡的圖像如圖甲所示，電阻的阻值是，電源電壓是。在圖乙所示的電路中，若只閉合和時(shí)，此時(shí)電路中的電流是；若只閉合和時(shí)，電壓表的示數(shù)是，內(nèi)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量是；若將電壓表?yè)Q成電流表，閉合、和時(shí)，電流表的示數(shù)是。25．如圖所示，電源電壓恒為，和為定值電阻，其中。閉合開(kāi)關(guān)，電壓表示數(shù)為，則通電電阻產(chǎn)生的熱量為。26．某電熱水器的電功率為，其數(shù)值的物理含義是。若自來(lái)水的溫度為，該電熱水器的電加熱效率為，則一度電可使該電熱水器將千克的自來(lái)水加熱至。已知27．小明與同學(xué)開(kāi)展“節(jié)約一度電”主題實(shí)踐活動(dòng)。請(qǐng)你和他們一起，完成以下活動(dòng)內(nèi)容。（1）某型號(hào)洗衣機(jī)完成一次洗滌的時(shí)間為，一度電可供該洗衣機(jī)完成8次洗滌，則該洗衣機(jī)洗滌時(shí)的功率是多少？（假設(shè)洗衣機(jī)每次洗滌時(shí)的功率均相等）（2）某電熱水器的容量是，電熱水器裝滿水后，一度電可使其中的水從加熱到，則該電加熱器的加熱效率是多少？28．小亮家新買(mǎi)了一輛汽車(chē)，具有后視鏡加熱功能，如圖甲所示。通過(guò)觀察和研究，他了解到該功能有“高溫”、“低溫”和“關(guān)”三個(gè)擋位，根據(jù)氣溫、雨水和雨刮器使用情況自動(dòng)切換，“高溫”擋功率為，“低溫”擋功率為。電路簡(jiǎn)圖如圖乙所示，電源電壓為，為擋位切換開(kāi)關(guān)。和為電熱絲。通過(guò)計(jì)算回答：（1）當(dāng)座椅墊處于“高溫”擋加熱時(shí)，工作10分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？（2）電熱絲和的阻值是多少？（3）當(dāng)處于“低溫”擋加熱時(shí)，電熱絲的電功率是多少？C?創(chuàng)新思維練29．閱讀短文，回答問(wèn)題：白熾燈是一種熱輻射光源，電流通過(guò)燈絲（鎢絲制成）后會(huì)使燈絲加熱到白熾狀態(tài)?，F(xiàn)在家庭中多數(shù)的白熾燈被燈替代，小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究白熾燈的相關(guān)物理現(xiàn)象。（一多功能計(jì)量插座是一種新型插座，它由數(shù)字顯示屏和普通插座等幾個(gè)部分組成，它不僅可以給用電器供電，還可以直接測(cè)出該用電器的電功率，操作簡(jiǎn)單、讀數(shù)快捷如下圖是一款多功能計(jì)量插座測(cè)量一盞標(biāo)有“”白熾燈的情形。小明將白熾燈接入家庭電路中（電源電壓恒定），觀察白熾燈的發(fā)光情況，同時(shí)，用多功能計(jì)量插座記錄了白熾燈從剛接入電路到一段時(shí)間以后的電功率，并畫(huà)出了電功率隨時(shí)間的變化圖象，如下圖所示，通過(guò)觀察圖象可以看出，白熾燈接入電路的前內(nèi)實(shí)際電功率逐漸降低，后狀態(tài)穩(wěn)定。問(wèn)：（1）白熾燈工作原理是利用電流的效應(yīng)；（2）白熾燈接入電路的前內(nèi)，電功率逐漸降低，主要原因是；（3）小明還發(fā)現(xiàn)白熾燈泡的燈絲斷了，燈絲重新“搭接”使用時(shí)，搭接處非常容易燒斷。分析原因，以下選項(xiàng)正確的是；燈絲搭接后總長(zhǎng)度變短，電阻變小，電壓相同的情況下，電流變大，根據(jù)焦耳定律產(chǎn)生的熱量變多燈絲搭接處電阻要比燈絲其他部分的電阻大，電流通電時(shí)間相同的情況下，根據(jù)焦耳定律，搭接處產(chǎn)生的熱量較多。（4）小明接著用多功能計(jì)量插座測(cè)出另一款燈的實(shí)際功率，他通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)燈的額定功率和實(shí)際功率比該白熾燈低很多，但燈卻更亮，則燈的發(fā)光效率比白熾燈（選填“更高”、“更低”或“相同”；（二若有、、、四個(gè)標(biāo)有“”的小燈泡，小明要把它們接在的電路中使用，設(shè)計(jì)了兩種電路如圖甲和圖乙，若燈絲電阻保持不變，請(qǐng)你幫助小明分析，圖接法更好（填“甲”或“乙”，理由是。30．請(qǐng)閱讀文章，回答下列問(wèn)題。散熱器風(fēng)扇上的灰塵電風(fēng)扇葉片上容易沾上一層灰，打開(kāi)電腦機(jī)箱，散熱器的風(fēng)扇上同樣也有厚厚一層灰塵，影響散熱效果。明明風(fēng)扇葉片不停地轉(zhuǎn)著，為什么沒(méi)有把灰塵甩下去反而越積越多？簡(jiǎn)單來(lái)講，葉片沾灰是因?yàn)殪o電。風(fēng)扇葉片運(yùn)行時(shí)會(huì)與空氣產(chǎn)生摩擦，使其帶電，微量的帶電就足以吸引捕獲微小的灰塵顆粒。具體來(lái)說(shuō)，使物體帶上電荷叫做起電，兩種不同物質(zhì)相互摩擦?xí)r，電子在物體之間發(fā)生轉(zhuǎn)移，由此風(fēng)扇葉片帶上了靜電。而帶電物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，于是扇葉吸引了空氣中的灰塵。這些灰塵通常由空氣中的懸浮微粒組成，比如毛發(fā)、灰塵與一些體積較小的垃圾或碎屑，它們積聚成灰塵集合體，并且會(huì)因?yàn)殪o電而形成類(lèi)似毛氈的結(jié)構(gòu)。靜電的吸引以及毛氈結(jié)構(gòu)的吸附，就會(huì)造成風(fēng)扇片積聚越來(lái)越多灰塵。電腦散熱器的風(fēng)扇實(shí)際上就是一個(gè)電動(dòng)機(jī)，它的工作電路可以簡(jiǎn)化為如右圖所示。若風(fēng)扇積累了大量灰塵，就會(huì)增加電機(jī)負(fù)荷、減慢葉片旋轉(zhuǎn)速度并降低冷卻器的性能，嚴(yán)重時(shí)還可能堵塞并卡住扇葉，導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱損壞?；覊m體受潮也會(huì)滋生衛(wèi)生問(wèn)題，并有腐蝕的可能。且由于灰塵帶電，甚至可能會(huì)影響內(nèi)部電路從而帶來(lái)更壞的結(jié)果。那么，我們應(yīng)該如何處理呢？空氣干燥容易出現(xiàn)靜電現(xiàn)象，可以使用加濕器增加空氣濕度。比較省事的一個(gè)方法是使用防靜電噴霧。另外，可以加裝一個(gè)過(guò)濾網(wǎng)（通常由聚酯或者金屬制成）來(lái)干擾靜電荷積聚以及灰塵進(jìn)入，同時(shí)需要定期清理風(fēng)扇口濾網(wǎng)上的灰塵。（1）電腦散熱器風(fēng)扇是將電能轉(zhuǎn)化為；（2）摩擦起電的實(shí)質(zhì)是；（3）某散熱器風(fēng)扇功率為，積聚上厚厚的灰塵后，每分鐘送出風(fēng)能，則此時(shí)該散熱器風(fēng)扇的能量轉(zhuǎn)化效率是；（4）請(qǐng)分析說(shuō)明灰塵堵塞并卡住扇葉后，為什么會(huì)導(dǎo)致風(fēng)扇電機(jī)過(guò)熱損壞？。

參考答案參考答案第十八章電功率第4節(jié)焦耳定律A·基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．【答案】【解答】解：電褥子和電飯鍋、電飯煲，都是利用電流的熱效應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能工作的，故不符合題意；電風(fēng)扇的工作原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，把電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能工作的，故符合題意。故選：。2．【答案】【解答】解：、若和阻值相等，通電時(shí)間相同，通過(guò)兩個(gè)電阻的電流不同，所以能探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故錯(cuò)誤，正確；、若和阻值不相等，電流不同，則無(wú)法探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系，故錯(cuò)誤。故選：。3．【解答】解：、抽油煙機(jī)工作時(shí)，主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，沒(méi)有利用電流的熱效應(yīng)，故不合題意；、電熱水壺工作時(shí)，是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用了電流熱效應(yīng)，故符合題意；、電視機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲音，沒(méi)有利用電流的熱效應(yīng)，故不合題意；、電風(fēng)扇工作時(shí)，主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，沒(méi)有利用電流的熱效應(yīng)，故不合題意。故選：。4．【解答】解：由題可得，線圈產(chǎn)生的熱量。故選：。5．【答案】【解答】解：、甲圖中兩電阻絲串聯(lián)，則通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，密閉容器中兩電阻絲的阻值不相等，所以探究的電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故正確，不符合題意；．由乙圖可知，右側(cè)盒內(nèi)的電阻絲與盒外的電阻絲并聯(lián)，再與左側(cè)盒內(nèi)的電阻絲串聯(lián)，故左右盒中電阻絲的阻值和通電時(shí)間相同，但通過(guò)電阻的電流不同，即電阻的阻值、通電時(shí)間一定時(shí)，探究電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，故正確，不符合題意；．空氣盒相同，盒內(nèi)的空氣質(zhì)量相等，電流產(chǎn)生的熱量越多，容器內(nèi)空氣吸收的熱量越多，氣體壓強(qiáng)越大，則形管兩側(cè)液面的高度差越大，故正確，不符合題意；．圖乙將放入空氣盒內(nèi)，連接方式不變，則右側(cè)容器內(nèi)的總電阻變小通過(guò)的總電流不變，故左右密閉容器中通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，密閉容器中兩電阻絲的阻值不相等，可以探究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，故不正確，符合題意。故選。6．【答案】【解答】解：．電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量不能直接顯示出來(lái)，容器中空氣會(huì)由于熱脹冷縮而使形管液面出現(xiàn)高度差，所以該實(shí)驗(yàn)裝置形管液面高度變化是氣體熱脹冷縮的緣故，不是液體熱脹冷縮，故錯(cuò)誤；．由題圖可知，和并聯(lián)，在干路上，由并聯(lián)電路中干路電流等于各支路的電流之和可知，通過(guò)的電流大于通過(guò)的電流，又因?yàn)閮扇萜髦须娮杞z的阻值相等，通電時(shí)間相同，所以該實(shí)驗(yàn)是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；左側(cè)容器中通過(guò)電阻的電流大于右側(cè)容器中通過(guò)電阻的電流，已知，通電時(shí)間相同，由可知，左側(cè)形管中液面的高度差更大，故錯(cuò)誤；．若將右側(cè)的兩個(gè)電阻并聯(lián)都放入容器中，把右側(cè)的電阻看作一個(gè)整體，由并聯(lián)電路的電阻關(guān)系可知，其電阻為，此時(shí)左側(cè)電阻和右側(cè)電阻是串聯(lián)的，則電流和通電時(shí)間都是相同的，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故正確。故選：。7．【答案】【解答】解：、只閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，為只接燈泡的簡(jiǎn)單電路。從甲圖中看出，當(dāng)小燈泡電流為，電壓為時(shí)，電功率為。此時(shí)小燈泡電阻，故正確。、再閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電阻和小燈泡并聯(lián)，和相互不影響，故小燈泡電流為不變。電阻的電阻的電壓與小燈泡的電壓相同，為。電阻的電流可從圖中讀出，為。電流表在干路上，測(cè)量總電流，原來(lái)的示數(shù)為小燈泡的電流，現(xiàn)在有多了電阻的電流，故電流表示數(shù)增加。故正確。、再閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電阻和小燈泡并聯(lián)，總電流為電阻和小燈泡的電流之和，即。此時(shí)電路總功率為，故錯(cuò)誤。在內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量，故正確。故選：。8．【答案】【解答】解：由題知，，，，由可有：，所以：。故選：。9．【答案】【解答】解：電阻和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)接到電路中，開(kāi)關(guān)接通后，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知：通過(guò)電阻和電動(dòng)機(jī)的電流相等；已知電阻跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，根據(jù)焦耳定律可知：；故、錯(cuò)誤；對(duì)電阻來(lái)說(shuō)，電流所做的功，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)是非純電阻用電器，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則電流所做的功（消耗的電能）大于電流產(chǎn)生的熱量，即：，所以，，故正確，錯(cuò)誤。故選：。10．【答案】【解答】解：由圖可知，定值電阻和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，電流表測(cè)量通過(guò)定值電阻的電流，電流表測(cè)量干路電流；、由可知，定值電阻兩端的電壓：，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，電源電壓：，故錯(cuò)誤；、根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流：，故錯(cuò)誤；內(nèi)電動(dòng)機(jī)的線圈產(chǎn)生的熱量：，故錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)內(nèi)消耗的電能：，內(nèi)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能：，故正確。故選：。11．【答案】變大；6；50；216?！窘獯稹拷猓河呻娐穲D可知，與串聯(lián)，電壓表測(cè)兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，滑片從端移動(dòng)到端的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可得電壓表與電流表示數(shù)的比值即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，所以電壓表與電流表示數(shù)的比值變大；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓①，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓②，①②聯(lián)立可得：，；滑動(dòng)變阻器的最大阻值：。電流最大為，通電定值電阻產(chǎn)生的最多熱量。故答案為：變大；6；50；216。12．【答案】6；72?！窘獯稹拷猓海?）只閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電路為的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)通過(guò)電路的電流，由可得電源電壓：；（2）當(dāng)同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)、時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以當(dāng)閉合，由斷開(kāi)到閉合通過(guò)的電流不變，電流表的示數(shù)變化了，則通過(guò)的電流為，并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，通電定值電阻產(chǎn)生的熱量為：。故答案為：6；72。13．【答案】（1）杯墊保溫時(shí)整個(gè)電路的電流為；（2）保溫時(shí)產(chǎn)生的熱量是；（3）電阻的阻值是?！窘獯稹拷猓海?）由電路圖可知，當(dāng)只閉合時(shí)，只有電阻工作，此時(shí)電路中電阻較大，電源電壓一定，知，電功率較小，為保溫狀態(tài)；兩開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電路中電阻較小，電功率較大，為加熱狀態(tài)；則杯墊保溫時(shí)整個(gè)電路的電流：；（2）保溫時(shí)產(chǎn)生的熱量：；（3）當(dāng)、同時(shí)閉合時(shí)，與并聯(lián)，處于加熱狀態(tài)，由可得，加熱狀態(tài)時(shí)整個(gè)電路的電流：；因?yàn)椴⒙?lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過(guò)的電流為：，由歐姆定律可得，。答：（1）杯墊保溫時(shí)整個(gè)電路的電流為；（2）保溫時(shí)產(chǎn)生的熱量是；（3）電阻的阻值是。14．【答案】（1）電源電壓為；（2）當(dāng)、都斷開(kāi)時(shí)，小燈泡消耗的功率。（3）開(kāi)關(guān)均閉合時(shí)通電電阻產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)、都閉合時(shí)，與并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，所以電源電壓：；（2）根據(jù)可得，燈泡的電阻：，當(dāng)、都斷開(kāi)時(shí)，與串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，由歐姆定律可得電路中的電流：，小燈泡消耗的電功率：。（3）由可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)燈泡的電流：，開(kāi)關(guān)均閉合時(shí)，與并聯(lián)，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過(guò)的電流：，通電電阻產(chǎn)生的熱量。答：（1）電源電壓為；（2）當(dāng)、都斷開(kāi)時(shí)，小燈泡消耗的功率。（3）開(kāi)關(guān)均閉合時(shí)通電電阻產(chǎn)生的熱量。15．【答案】（1）該過(guò)程中，水吸收的熱量為；（2）該過(guò)程中，消耗的電能為；（3）電熱水器的效率為?！窘獯稹拷猓海?）水的體積：，由可知，水的質(zhì)量：，水吸收的熱量：；（2）由可知，電熱水器消耗的電能：；（3）電熱水器的效率：。答：（1）該過(guò)程中，水吸收的熱量為；（2）該過(guò)程中，消耗的電能為；（3）電熱水器的效率為。B·能力提升練16．【答案】【解答】解：．電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量使容器內(nèi)的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致形管中的液面發(fā)生變化，故雖然熱量的多少不能直接觀察，但可以通過(guò)形管中液面的高度差來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，故正確；．甲實(shí)驗(yàn)探究電流產(chǎn)生熱量與電阻關(guān)系，乙實(shí)驗(yàn)探究電流產(chǎn)生熱量與電流關(guān)系，兩實(shí)驗(yàn)沒(méi)有聯(lián)系，所以兩次實(shí)驗(yàn)沒(méi)有必要控制電壓相同，故錯(cuò)誤；．探究電熱與電流的關(guān)系，需要控制兩容器中的電阻相同，僅改變通過(guò)兩容器中電阻的電流大小，乙裝置中右邊兩個(gè)電阻并聯(lián)后再與左邊一個(gè)的電阻串聯(lián)，通過(guò)左邊容器中電阻的電流是干路電流，通過(guò)右邊容器中電阻的電流是支路電流，干路電流大于支路電流，由可知，左右兩邊容器中的電阻阻值相同，通過(guò)左邊容器中電阻的電流大于通過(guò)右邊容器中電阻的電流，則通電一段時(shí)間，左邊容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量更多，所以左邊形管內(nèi)液面的高度差更大，故錯(cuò)誤；．探究電熱與電阻的關(guān)系，需要控制通過(guò)兩容器中電阻的電流大小相同，僅改變兩容器中的電阻大小，甲裝置左邊的電阻與右邊的電阻串聯(lián)，通過(guò)它們的電流大小相同，由可知，右邊容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量更多，所以右邊形管內(nèi)液面的高度差更大，故錯(cuò)誤。故選：。17．【答案】【解答】解：由可知，導(dǎo)線連接處和別處是串聯(lián)的，通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同，而連接處的接觸電阻較大，電流通過(guò)導(dǎo)線連接處產(chǎn)生的熱量比別處的多，所以容易發(fā)熱、老化甚至引發(fā)火災(zāi)等。故選：。18．【答案】【解答】解：、電冰箱的用電元件主要是壓縮機(jī)，是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力而轉(zhuǎn)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，不是利用電流的熱效應(yīng)，故不符合題意。、電餅鐺工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)，故符合題意；、電視機(jī)工作時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為光能和聲能，不是利用電流的熱效應(yīng)，故不符合題意；、電風(fēng)扇工作時(shí)，主要是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流的熱效應(yīng)，故不符合題意。故選：。19．【答案】【解答】解：燒開(kāi)同樣一壺水消耗的電能相等，設(shè)電熱水壺的電阻為，由可得：，解得：。故選：。20．【答案】【解答】解：、發(fā)熱電阻與交替工作，也可以獨(dú)立工作，說(shuō)明不相互影響，因而電阻和是并聯(lián)的，故正確；、熱水器將電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，故按“加熱模式1”連續(xù)正常工作，產(chǎn)生的熱量：；故正確；、因?yàn)殡娮韬褪遣⒙?lián)的，當(dāng)兩個(gè)支路同時(shí)工作時(shí)，由于并聯(lián)不相互影響，電路的總功率；故正確；、當(dāng)連續(xù)工作，消耗電能，此時(shí)電功率：，與加熱模式為“2”的電功率不等，說(shuō)明不是加熱模式2；故錯(cuò)誤。故選：。21．【答案】【解答】解：由圖知，甲中、并聯(lián)，乙中、串聯(lián)，且兩種電熱器的工作電壓相同，即電源電壓相同。（1）由串聯(lián)和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律知，甲中、兩端的電壓等于電源電壓，乙中、兩端的電壓之和等于電源電壓，所以甲中兩端的電壓大于乙中兩端的電壓，故錯(cuò)誤；同理，甲中兩端的電壓大于乙中兩端的電壓，由知，甲中通過(guò)的電流大于乙中的電流，即，由串聯(lián)電路的電流規(guī)律知，乙中通過(guò)的電流等于乙中的電流，即，所以，故錯(cuò)誤；（2）由串聯(lián)和并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)知，甲電路總電阻小于乙，由可知，在相等時(shí)間內(nèi)，甲電路產(chǎn)生熱量較多，所以甲中石蠟熔化的較快，要使相同兩塊石蠟均完全熔化，甲電路通電時(shí)間短一些，故正確，錯(cuò)誤。故選：。22．【答案】【解答】解：（1）由可得水的質(zhì)量為：，故正確；（2）水吸收的熱量為：△，故正確；（3）表盤(pán)上的脈沖閃燈閃爍240次消耗的電能：；電水壺?zé)膶?shí)際功率：，故正確；（4）電水壺加熱的效率：，故錯(cuò)誤。故選：。23．【答案】【解答】解：、由圖甲可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)打到1時(shí)，只有電阻接入電路，此時(shí)電路總電阻最小，由可知，電路總功率最大，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，故錯(cuò)誤；、由圖乙可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)打到2時(shí)，電阻、串聯(lián)接入電路，此時(shí)電路總電阻最大，由可知，電路總功率最小，電熱水壺處于保溫狀態(tài)；由圖乙所示圖像可知，加熱功率，保溫功率：，由可知，，，電阻的阻值：，故錯(cuò)誤；、由圖乙可知，整個(gè)工作過(guò)程中，加熱時(shí)間，加熱過(guò)程消耗的電能：，保溫時(shí)間，保溫過(guò)程消耗的電能：，整個(gè)工作過(guò)程中消耗電能：，故正確；、電熱水壺在加熱過(guò)程中消耗的電能：，水吸收的熱量△，加熱效率：，故錯(cuò)誤。故選：。24．【答案】0.6；32；2.4【解答】解：（1）只閉合和時(shí)，與串聯(lián)，由圖象知，當(dāng)燈泡兩端電壓時(shí)，通過(guò)的電流，因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等，所以此時(shí)通過(guò)的電流，由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律可得，電源電壓，符合題意，故此時(shí)電路中的電流為；（2）若只閉合和時(shí)，與串聯(lián)，電壓表測(cè)兩端電壓，此時(shí)燈泡兩端電壓，電阻兩端電壓，由圖象知，電路中的電流，內(nèi)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量；（3）在只閉合和時(shí)，由可得：，若將電壓表?yè)Q成電流表，閉合、和時(shí)，與并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，由并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，電流表的示數(shù)：。故答案為：0.6；32；2.4。25．【答案】36【解答】解：由圖知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)兩端電壓，由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得，兩端電壓：，由串聯(lián)電路的電流規(guī)律和