初中物理焦耳定律试题

电动机是一种使用广泛地动力机械。从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。
（1）如果某电动机线圈的电阻为R，电动机工作时两端的电压为U，通过电动机的电流为I，请推导此电动机电能转化为机械能的效率η=（U-IR）/U。
（2）如果有一个直流电动机，把它接入0.3V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.6A，若把它接入3V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是2A。如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）

如图所示的装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与　 　的关系，R₁产生的热量比R₂产生的热量　     　（填多”或“少”）。若电路中的电流为1A，则1min内电流通过R₁产生的热量为　      　J。

小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系” ．

（1）如图所示，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段材料与长度均相同的金属丝，已知甲电阻比较小，则两根金属丝中横截面积较大的是   （选填“甲”或“乙”）．
（2）实验中，小明和小丽发现     烧瓶中温度计的示数升高较快．这表明：在      和通电时间相同的情况下，导体的电阻越       ，产生的热量越多．
（3）小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成      相等的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻     .水和煤油吸热升温，这是通过        来改变液体内能的．
（4）为了使看到的现象更明显，小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种方法的是      
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．

如图甲所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R₁的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，它的电流随电压变化的图象如图乙所示。

（1）当只闭合开关S₁时，将滑动变阻器R₁的滑片调到中点，此时小灯泡恰好正常发光。求电源电压和小灯泡的额定功率；

（2）当只闭合开关S₂时，此时电流表的示数为0.4A，求电阻R₂的阻值，小灯泡的实际功率；

（3）当只闭合开关S₂时，通电1min，求电流通过电阻R₂产生的热量。

小明学习了焦耳定律Q＝I²Rt后，他想用如图所示的实验器材继续探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。

（1）他将电路设计成并联的目的是                。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过__________显示电流产生热量的多少的：这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：__________________。
（3）两个瓶中用煤油而不用水的原因是                 。
（4）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有__________。
（5）小明在实验中发现，在相同时间内甲瓶内的电阻丝放出的热量较多，根据你所学知识判断，甲乙两电阻的阻值较大的是：__________（甲/乙）。

在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R₁>R₂．

(1)烧瓶中不装水而装煤油．是因为水的比热容较    （选填“大”或“小”）．开关接在干路中，是为了控制      相同．
(2)闭合开关后，发现A中温度计的示数上升较慢，则A中电阻丝放出的热量比B中放出的热量      （选填“多”或“少”）．由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越      （选填“多”或“少”）。
(3)电烘箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路的电阻丝
的长度来实现的，由上述实验可知：低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要     （选填“长”或“短”）一些．

家庭电路中，电风扇和照明灯是　   　（填“串联”或“并联”）的，用久后扇叶上沾满灰尘，是由于带电体具有　           　的性质。电炉丝热得发红，而与之相连的导线却几乎不发热，根据焦耳定律可知，是因为电炉丝的　   　大。

（·龙岩）某简易电吹风简化电路如图所示，其主要技术参数如下表，在家庭电路使用中：

（1）当电吹风吹冷风时，通过电动机的电流多大？若电动机电阻R₁为1Ω，则40s内电流通过电动机产生的热量是多少焦？
（2）当电吹风吹热风时，电热丝R₂的电功率是多少瓦？电热丝R₂的电阻值是多少欧？

如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量_________（选填“相等”或“不等”）的_______（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R_甲大于R_乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系；实验中通过观察_________________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择_________来进行实验。

小强和同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一个电阻丝，甲瓶中的电阻比乙瓶中的电阻要大，通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里升高。电流产生的热量越多，煤油柱升高的高度越大。

（1）接通电路后，小强发现甲、乙两瓶通电时间越长，
瓶中煤油上升越高，电流产生的热量越    （选填“多”或“少”）。
（2）接通电路一段时间后，比较瓶中煤油上升高度。实验结果是：   （选填“甲”或“乙”）瓶中的煤油上升得高，这表明电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
（3）断开开关，让两玻璃管中的液柱回到原来的高度，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高，实验结果：在第二次实验中，瓶中的煤油上升得较     （选填“高”或“低”），这表明电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量就越     （选填“多”或“少”）。

现用如图所示的器材来探究通电导体产生的热量与电阻的关系：

(1)将A、B两烧瓶的锰铜合金丝和镍铬合金丝串联接入电路，其目的是控制     相等．
(2)随着时间增加，两瓶中煤油温度都逐渐上升，说明通电导体产生的热量与     有关．
(3)已知镍铬合金丝比锰铜合金丝的电阻大，通电一段时间后，烧瓶   中的煤油温度上升快(填A或B)．由此，小明得出结论：通电时间一定，电阻越大，导体产生的热量越多．
(4)另一个同学指出小明的结论不严密，请你将小明的结论补充完整：_______________________________________________________________．

在计算电动机工作时所消耗的电功率时，小杰和小施产生了不同意见。小杰利用公式P=IU计算电动机所消耗的电功率，小施利用P=I²R来计算电动机所消耗的电功率。
（已知：电动机线圈电阻为R，电动机工作时两端的电压为U,通过电动机的电流强度为I)
（1）请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功率的方法是否正确，并说明理由。
（2）求这台电动机在时间t内，电动机线圈产生的热量。
（3）求电动机在时间t内所做的机械功。

如图所示，电源电压恒定，电阻 $R_1$为 $20\Omega$， $R_2$为 $10\Omega$，闭合开关 $S$，电流表 $A_1$、 $A_2$的示数分别为 $0.9A$和 $0.6A$．求：

（1）通过 $R_1$的电流；

（2）通电10秒电阻 $R_2$产生的电热。

某款迷你电饭煲有加热和保温两档。其电路如图所示，已知 $R_1=88\Omega$， $R_2=2112\Omega$．开关 $S$置于　 （选填“1”或“2” $)$时是保温挡，保温 $10\mathit{min}$产生的热量是　　 $J$。

（1）如图1为一个装满水盖上硬纸片后倒置的杯子，请在纸片下表面 $O$点处画出纸片受到大气压力 $F$的示意图；

（2）图2是“探究电流通过导体产生热量与电阻关系”的实物电路，请用笔画线代替导线完成电路连接。