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4. 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为$380V$,线圈的电阻为$2\Omega$,线圈中通过的电流为$10A$。这台电动机工作$1s$产生的热量为( )。
A.$3800J$
B.$72200J$
C.$200J$
D.$4000J$
A.$3800J$
B.$72200J$
C.$200J$
D.$4000J$
答案
C
解析
【解析】
电动机是非纯电阻用电器，计算其工作时产生的热量需使用焦耳定律。已知线圈电阻$R=2\Omega$，线圈中电流$I=10A$，工作时间$t=1s$，根据焦耳定律公式$Q=I^2Rt$，代入数据得：
$Q=(10A)^2×2\Omega×1s=200J$，因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律、非纯电阻电路的热量计算
【点评】
本题考查非纯电阻电路中热量的计算，需注意电动机工作时大部分电能转化为机械能，只有少部分转化为内能，计算热量只能用焦耳定律$Q=I^2Rt$，不能误用纯电阻电路的公式$Q=W=UIt$，避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
电动机是非纯电阻用电器，计算其工作时产生的热量需使用焦耳定律。已知线圈电阻$R=2\Omega$，线圈中电流$I=10A$，工作时间$t=1s$，根据焦耳定律公式$Q=I^2Rt$，代入数据得：
$Q=(10A)^2×2\Omega×1s=200J$，因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律、非纯电阻电路的热量计算
【点评】
本题考查非纯电阻电路中热量的计算，需注意电动机工作时大部分电能转化为机械能，只有少部分转化为内能，计算热量只能用焦耳定律$Q=I^2Rt$，不能误用纯电阻电路的公式$Q=W=UIt$，避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
5. 小夏在户外拓展训练中,将锡纸撕成中间窄两端宽的条形,两端分别接在电池的正、负极上,锡纸就可以燃烧了(图 17 - 16)。锡纸通电后燃烧是因为电流的________效应。锡纸从中间先燃烧起来,原因是锡纸中间部分________。
答案
热
电阻大，电流产生的热量较多
电阻大，电流产生的热量较多
解析
【解析】
锡纸通电后燃烧，是电流通过锡纸时产生热量，使锡纸温度达到着火点，这是电流的热效应；锡纸中间部分较窄，在材料、长度相同的情况下，横截面积小，电阻大，根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，锡纸各部分串联，电流$I$相同，通电时间$t$相同，中间电阻$R$大，产生的热量多，温度先达到锡纸的着火点，所以从中间先燃烧起来。
【答案】
热；电阻大，电流产生的热量较多
【知识点】
电流的热效应、焦耳定律
【点评】
本题结合生活实际场景，考查电流热效应和焦耳定律的应用，需要结合影响电阻的因素和焦耳定律分析热量产生的多少，理解物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.7
锡纸通电后燃烧，是电流通过锡纸时产生热量，使锡纸温度达到着火点，这是电流的热效应；锡纸中间部分较窄，在材料、长度相同的情况下，横截面积小，电阻大，根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，锡纸各部分串联，电流$I$相同，通电时间$t$相同，中间电阻$R$大，产生的热量多，温度先达到锡纸的着火点，所以从中间先燃烧起来。
【答案】
热；电阻大，电流产生的热量较多
【知识点】
电流的热效应、焦耳定律
【点评】
本题结合生活实际场景，考查电流热效应和焦耳定律的应用，需要结合影响电阻的因素和焦耳定律分析热量产生的多少，理解物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.7
1. 下列事例中属于防止电流热效应产生危害的是( )。
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.电脑里的散热风扇
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服
D.家里使用电烤箱做饼干
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.电脑里的散热风扇
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服
D.家里使用电烤箱做饼干
答案
B
解析
【解析】
逐一分析各选项：
A. 养鸡场使用电热孵化器孵小鸡，是利用电流的热效应提供适宜温度，属于利用电流热效应；
B. 电脑里的散热风扇，是为了散发电脑元件工作时因电流热效应产生的热量，防止元件因过热损坏，属于防止电流热效应产生危害；
C. 用电熨斗熨衣服，是利用电流的热效应产生热量熨烫衣物，属于利用电流热效应；
D. 使用电烤箱做饼干，是利用电流的热效应产生热量烤制食物，属于利用电流热效应。
因此属于防止电流热效应产生危害的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
电流的热效应
【点评】
本题考查对电流热效应的利用与防止的区分，需结合生活实际理解电流热效应的不同应用场景，注重基础概念的辨析。
【难度系数】
0.8
逐一分析各选项：
A. 养鸡场使用电热孵化器孵小鸡，是利用电流的热效应提供适宜温度，属于利用电流热效应；
B. 电脑里的散热风扇，是为了散发电脑元件工作时因电流热效应产生的热量，防止元件因过热损坏，属于防止电流热效应产生危害；
C. 用电熨斗熨衣服，是利用电流的热效应产生热量熨烫衣物，属于利用电流热效应；
D. 使用电烤箱做饼干，是利用电流的热效应产生热量烤制食物，属于利用电流热效应。
因此属于防止电流热效应产生危害的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
电流的热效应
【点评】
本题考查对电流热效应的利用与防止的区分，需结合生活实际理解电流热效应的不同应用场景，注重基础概念的辨析。
【难度系数】
0.8
2. 图 17 - 17 是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量空气。
(1)实验中,可以通过比较与容器相连的 U 形管中________来比较电阻丝产生的热量。
(2)图 17 - 17(a)可探究电流产生的热量与________的关系。通电一段时间后,________(选填“甲”或“乙”)容器中电阻产生的热量多。
(3)图 17 - 17(b)可探究电流产生的热量与________的关系。装置中的电阻$R_{0}$的作用主要是________。通电一段时间后,________(选填“甲”或“乙”)容器中电阻产生的热量多。
(1)实验中,可以通过比较与容器相连的 U 形管中________来比较电阻丝产生的热量。
(2)图 17 - 17(a)可探究电流产生的热量与________的关系。通电一段时间后,________(选填“甲”或“乙”)容器中电阻产生的热量多。
(3)图 17 - 17(b)可探究电流产生的热量与________的关系。装置中的电阻$R_{0}$的作用主要是________。通电一段时间后,________(选填“甲”或“乙”)容器中电阻产生的热量多。
答案
液面高度差
电阻
乙
电流
电流 使通过$R_{1}$、$R_{2}$的电流不同
甲
电阻
乙
电流
电流 使通过$R_{1}$、$R_{2}$的电流不同
甲
解析
【解析】
(1) 实验中采用转换法，将电阻丝产生热量的多少转换为U形管中液面的高度差，液面高度差越大，说明电阻丝产生的热量越多。
(2) 图(a)中两个电阻串联，通过的电流和通电时间相同，电阻不同，因此可探究电流产生的热量与电阻的关系。根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，乙容器中电阻为10Ω，大于甲的5Ω，所以乙容器中电阻产生的热量多。
(3) 图(b)中，乙容器的电阻与$R_{0}$并联后再与甲容器的电阻串联，甲、乙容器中电阻的阻值相同、通电时间相同，但通过的电流不同，因此可探究电流产生的热量与电流的关系。$R_{0}$的作用是分流，使通过甲、乙容器中电阻的电流不同。根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，通过甲容器中电阻的电流更大，所以甲容器中电阻产生的热量多。
【答案】
(1) 液面高度差
(2) 电阻；乙
(3) 电流；使通过甲、乙容器中电阻的电流不同；甲
【知识点】
焦耳定律；转换法；控制变量法
【点评】
本题考查焦耳定律的探究实验，主要运用控制变量法和转换法，需结合串并联电路的电流特点分析实验，理解焦耳定律的应用。
【难度系数】
0.7
(1) 实验中采用转换法，将电阻丝产生热量的多少转换为U形管中液面的高度差，液面高度差越大，说明电阻丝产生的热量越多。
(2) 图(a)中两个电阻串联，通过的电流和通电时间相同，电阻不同，因此可探究电流产生的热量与电阻的关系。根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，乙容器中电阻为10Ω，大于甲的5Ω，所以乙容器中电阻产生的热量多。
(3) 图(b)中，乙容器的电阻与$R_{0}$并联后再与甲容器的电阻串联，甲、乙容器中电阻的阻值相同、通电时间相同，但通过的电流不同，因此可探究电流产生的热量与电流的关系。$R_{0}$的作用是分流，使通过甲、乙容器中电阻的电流不同。根据焦耳定律$Q=I^{2}Rt$，在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，通过甲容器中电阻的电流更大，所以甲容器中电阻产生的热量多。
【答案】
(1) 液面高度差
(2) 电阻；乙
(3) 电流；使通过甲、乙容器中电阻的电流不同；甲
【知识点】
焦耳定律；转换法；控制变量法
【点评】
本题考查焦耳定律的探究实验，主要运用控制变量法和转换法，需结合串并联电路的电流特点分析实验，理解焦耳定律的应用。
【难度系数】
0.7
3. 便携式封口机使用电压为$3V$的电源,接通电路,发热电阻温度升高,利用电流的________效应实现高温封口。若封口时总是烫坏包装袋,则应将发热电阻换成阻值更________的发热电阻。
答案
热
大
大
解析
【解析】
电流通过导体时产生热量的现象是电流的热效应，便携式封口机利用该效应实现高温封口；根据焦耳定律$Q=\frac{U^{2}}{R}t$，在电源电压$U$和工作时间$t$不变时，增大发热电阻的阻值，相同时间内产生的热量会减少，可避免烫坏包装袋。
【答案】
热；大
【知识点】
电流的热效应；焦耳定律
【点评】
本题考查电流热效应的应用及焦耳定律的实际应用，结合生活场景理解物理规律是解题核心。
【难度系数】
0.7
电流通过导体时产生热量的现象是电流的热效应，便携式封口机利用该效应实现高温封口；根据焦耳定律$Q=\frac{U^{2}}{R}t$，在电源电压$U$和工作时间$t$不变时，增大发热电阻的阻值，相同时间内产生的热量会减少，可避免烫坏包装袋。
【答案】
热；大
【知识点】
电流的热效应；焦耳定律
【点评】
本题考查电流热效应的应用及焦耳定律的实际应用，结合生活场景理解物理规律是解题核心。
【难度系数】
0.7
