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- 2021-11-06 发布
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焦耳定律
(限时：30分钟)
一、填空题
1. [2018·黔南]1840年，英国物理学家 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系；从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为 能。
2. 电视机、洗衣机、电饭锅、电冰箱这些家用电器中属于电热器的有 ，其工作原理是 ，工作时能量的转化过程是 。
3. 如图K17-1所示是林红同学探究焦耳定律的实验装置，已知R1”“<”或“=”)
图K17-1
4. [2019·长沙]如图K17-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，小海用此电路来探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关。由图可知，在电流大小和通电时间相等的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越 ，若通过电阻的电流为0. 5 A，通电10 s，阻值为10 Ω的电阻产生的热量是 J。
图K17-2
5. [2019·绥化]图K17-3所示是探究电流通过导体时产生的热量与 关系的实验装置。通电一段时间，左侧容器和右侧容器中的电阻丝产生的热量之比为 。
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图K17-3
6. [2019·哈尔滨]在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是
。如图K17-4所示，R1=5 Ω，R2=10 Ω，电源电压3 V，则通电 10 s 电流通过R1、R2产生的热量之比为 。
图K17-4
7. [2019·南充]如图K17-5所示，灯L标有“4 V 2 W”的字样，R=20 Ω，闭合开关S时，灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响)，电流表示数为 A，通电1 min电路中产生的热量为 J。
图K17-5
8. [2018·成都]如图K17-6所示的电热水壶上标有“220 V 1800 W”，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻 。在额定电压下，烧开一壶水用时3 min 20 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J。
图K17-6
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9. [2019·湘潭]图K17-7是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1 min产生 J的热量，如果这些热量的84%被冷水吸收，能使2. 0 L的水温度升高 ℃。
图K17-7
10. [2018·枣庄]如图K17-8所示是某种电热器的电路图，电源电压220 V，R1、R2的阻值分别为11 Ω、22 Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换，电热器在低温挡工作时的电功率是
W，在高温挡工作1 min产生的热量是 J。
图K17-8
二、选择题
11. [2019·乐山]如图K17-9所示为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1R2，铭牌见下表所示。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源，保证安全。电暖器有“高温挡”“中温挡”和“低温挡”三个挡位，解答下列问题：[已知c煤油=2. 1×103 J/(kg·℃)，ρ煤油=0. 8×103 kg/m3]
(1)煤油温度升高20 ℃时，吸收了多少焦耳的热量？
(2)R1的阻值是多少？ (写出必要的文字说明)
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(3)某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作11 min，产生的热量是多少？
额定电压
220 V
煤油体积
25 L
功率选择
1500 W/1100 W/400 W 三挡可调
操作方式
手动
图K17-13
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四、实验与探究题
19. [2019·昆明]在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图K17-14乙所示的实验器材，其中R1>R2。
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图K17-14
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系。
(1)请按照图甲所示的电路图将图乙中对应实物图连接完整。
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制 ；电阻丝放出热量的多少，通过
来进行判断。
(3)闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，那么Δt1 (选填“大于”“等于”或“小于”)Δt2。
实验二：探究电流产生的热量与电流的关系。
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1(或R2)加热的煤油，温度升高量Δt1'(或Δt2') (选填“大于”“等于”或“小于”)2Δt1(或2Δt2)。该实验说明电流产生的热量与电流 正比例关系。
(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是 。
【参考答案】
1. 焦耳 内
2. 电饭锅 电流的热效应 电能转化为内能
3. < <
4. 多 25
[解析]右边容器中的U形管液面高度差较大，故右边的电阻产生的热量多，这表明，在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多；电阻产生的热量为Q=I2Rt=(0. 5 A)2×10 Ω×10 s=25 J。
5. 电流 4
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