人教版第4节 焦耳定律学案设计

【巩固练习】

一、填空题
　　1.两只电阻并联，已知电阻之比为1：2，则通过的电流之比为_________，电压之比为_________，电功率之比为_________，单位时间内产生的热量之比为 _________。

　　2.（2015•济宁中考）某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是1200J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是             J。

　　3.把“220V　 500W”的电炉接在110V的电源上，10s内电炉产生_________J的热量。

　　4.据报道：近几年有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良所造成的，教训十分深刻。线路连接处接触不良引起火灾的原因是：当线路连接处接触不良时，该处的电阻将 _________(填“减小”“增大”或“不变”)。在该接触处就会局部过热而升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_________(填“减小”“增大”或“不变”)，……从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾。

二、选择题

　  5.额定电压和额定功率相同的电风扇、电灯、电热水器，接入电路中正常工作相同的时间，比较三个用电器产生的热量(　　　)
　　A.一样多　　　　　　　　　　　 B.电热水器产生的热量多
　　C.电灯产生的热量多　　　　　　 D.电风扇产生的热量多

　　6.下列事例中，能防止电热危害的是(　　　)
　　A.收音机、电视机的机壳上开有许多网状小孔
　　B.高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置
　　C.烘干物品的电烘箱
　　D.大型爆破工程，用电热装置引爆炸药

　　7.两用电器电阻之比是R1：R2=3：2，通过它们的电流之比是I1：I2=1：2，则它们的发热功率之比是(　　 )
　　A.3：4　　 B.4：3　 C.3：8　 D.8：3

　　8.李刚同学想利用两阻值分别为R1、R2(R1>R2)的电阻丝各制作一个电热器.要使同质量的水升高相同温度所用时间长短，下列四种设计方案中最可行的是　 (　　)
　　A.两根电阻丝并联　　　　　　　　 B.两根电阻丝串联
　　C.单独用阻值为R1的阻值　　　　　 D. 单独用阻值为R2的阻值

　　9.电炉丝烧断后，人们常用这样来修理：第一种方法是把电炉丝烧断处两端刮干净，并把它们紧紧地扭在一起；第二种方法是把断头两端刮干净，放在弯成槽形的管槽铜片上，然后用尖嘴钳把它夹扁夹紧。比较两种方法，则(　　 )
　　A.第一种方法效果好　　　　　　　　 B.第二种方法效果好
　　C.两种效果方法一样　　　　　　　　 D.无法判定

　　10．（2015•乐山中考）如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（　　）

A．a                 B．b               C．c                D．三个相同

　　11.粗细均匀的电热丝放入水中，通电10min水开始沸腾；若将电阻丝对折并联后放入同一壶水中，通电到水开始沸腾，所需的时间是(不计一切热损失)  (　 )
　　A.2.5min　　 B.5min　　 C.20min　　 D.40min
 

窗体底端窗体顶端三、实验与计算

　  12. 学了P=I2R后，李明认为：甲、乙两电炉，如果R甲>R乙，那么把它们分别接在220V的照明电路中，甲的发热功率一定大于乙的发热功率，你认为对吗?拿出你的理由。

13.有一条电热毯，使用时感到温度太高，现用一个开关和一个电阻把它改装成两档，使电热毯单位时间内产生的热量或为原来的数值，或为原来的一半。厂家说明书上只写着额定电压为220V，没有其他电气指标，请设计一个方案完成这项改装，要求：
　　(1)画出电路图。
　　(2)证明改装所用的电阻R0与原电热器电阻R的关系为

　　14.为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管，两根不同阻值的电阻丝，以及滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了图甲、乙所示的两个方案。 　　　　　
　　　　　　　　　
　　(1)这两个方案的共同点是通过观察什么知道电热的多少？
　　(2)甲方案探究的问题是什么?
　　(3)乙方案探究的问题是什么?
　　
    15.（2015•黄冈中考）图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额定功率为1500W，图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表（由量程为0-0.6A电流表改成），R0阻值为10Ω，R1为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。

（1）热水器正常加热时，电热丝电阻多大？（结果保留一位小数）

（2）阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[设电热全部被水箱中的水吸收，且水无热损失，c水=4.2×103J/（kg•℃）]

（3）当水位指示表指示储水箱深为0.2m时，探测电路中的电流多大？

【答案与解析】

一、填空题
1、【答案】2：1； 1：1；　 2：1；　 2：1

2、【答案】4800

【解析】由Q=I2Rt，当通过它的电流增大为原来的2倍时，在相同的时间内产生的热量：
Q′=（2I）2Rt=4I2Rt=4Q=4×1200J=4800J。
3、【答案】1250

【解析】，
　　　　　　　　　

4、【答案】增大；增大

二、选择题

5、【答案】B

【解析】虽然三个用电器的额定电压、额定功率相同，但不选A，因为电风扇主要将电能转化为动能，电灯把电能转化为内能和光能，电热水器将电能全部转化为热能，故选B。

6、【答案】A.
7、【答案】C

8、【答案】A

【解析】本题是用控控制变量法分析放热公式：、Q=UIt、Q=I2Rt的运行情况，究竟选哪个公式是解本题的关键，本题中隐含了电压相等这个条件，根据可得并联时电阻最小，相同时间放热多，故选A。

9、【答案】B

【解析】第一种方法接头处的电阻大，发热功率大，易发热，会加速电炉丝老化。

10、【答案】C

【解析】由图示电路可知，三电阻丝串联接入电路，则通过三个电阻的电流I与通电时间t都相等，
由题意可知：R1＜R2＜R3，由焦耳定律：Q=I2Rt可知：Q1＜Q2＜Q3，c瓶中的电阻丝阻值最大，放出的热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大；故选C。

11、【答案】A

三、实验与计算

12、【答案与解析】李明的看法是错误的。把两个电炉分别接到220V的照明电路中，U相等，而，根据欧姆定律可知，.在电流不相等的情况下，P与R不是正比关系，所以甲的发热功率不一定大于乙的发热功率[也可根据来分析]。

13、【答案与解析】(1)如图所示：　　　　
　　(2)证明：当S闭合时，R0被短路，R的发热功率是；当S断开时，电路中的电流，R的发热功率，因，所以，计算可知。

14、【答案】（1）观察玻璃管中液面的高度；
              (2）在电流一定时，电热与电阻的关系；

            （3）在电压一定时，电热与电阻的关系。

【解析】实验中用煤油柱升高的高度来体现煤油温度的变化，从而体现出煤油吸收热量的多少，而反映出电流产生热量的多少，这是利用转换法。在甲图中两根电热丝串联，利用串联电路中电流相等的特点控制了电流相同来探究在电流一定时，电热与电阻的关系；在乙图中两根电热丝并联，利用并联电路中各支路两端的电压相等的特点控制了电压相同来探究在电压一定时，电热与电阻的关系。

15、【答案】（1）32.3Ω；（2）2800s；（3）0.15A

【解析】（1）因为电加热时，P=1500W，U=220V，所以由P=U2/R 得：R=U2/P=(220V)2/1500W≈32.2Ω；（2）水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃-30℃）=4.2×106J，又因为W=Q=Pt所以t=W/P=4.2×106J/1500W=2800s；（3）由丙图可知，h=0.2m时，Rx=150Ω，则探测电路中的电流为I=U/（Rx+R0）=24V/（150Ω+10Ω）=0.15A。