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1. 小明观察家中的电风扇、白炽灯和电烙铁几种用电器,发现它们上面都标有“$ 220 V $ $ 40 W $”的字样。若它们都在额定电压下工作相同时间,产生热量最多的是(
A.电风扇
B.白炽灯
C.电烙铁
D.一样多
C
)。A.电风扇
B.白炽灯
C.电烙铁
D.一样多
答案
C
解析
在额定电压下，各用电器功率均为$40W$，工作相同时间$t$，消耗电能$W = Pt$相同。
电风扇：主要将电能转化为机械能，少量转化为内能。
白炽灯：将电能转化为光能和内能。
电烙铁：电能几乎全部转化为内能。
故产生热量最多的是电烙铁。
C
电风扇：主要将电能转化为机械能，少量转化为内能。
白炽灯：将电能转化为光能和内能。
电烙铁：电能几乎全部转化为内能。
故产生热量最多的是电烙铁。
C
2. 在某汽车尾部的挡风玻璃上,有一种电加热除雾装置,它由$ 5 条阻值均为 12 \Omega $的电阻丝并联而成,简化结构如图 17 - 19 所示。该装置与$ 12 V 的汽车电池接通工作 1 \min $,产生的总热量为
3600
J。答案
3 600
解析
已知5条阻值均为$12\Omega$的电阻丝并联，电源电压$U = 12V$，工作时间$t=1\min = 60s$。
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，每条电阻丝电阻$R_0=12\Omega$，则总电阻$R$满足：$\frac{1}{R}=\frac{5}{R_0}$，即$R = \frac{R_0}{5}=\frac{12\Omega}{5}=2.4\Omega$。
根据焦耳定律$Q=W=\frac{U^2}{R}t$，代入数据得：$Q=\frac{(12V)^2}{2.4\Omega}×60s=\frac{144}{2.4}×60 = 60×60 = 3600J$。
3600
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，每条电阻丝电阻$R_0=12\Omega$，则总电阻$R$满足：$\frac{1}{R}=\frac{5}{R_0}$，即$R = \frac{R_0}{5}=\frac{12\Omega}{5}=2.4\Omega$。
根据焦耳定律$Q=W=\frac{U^2}{R}t$，代入数据得：$Q=\frac{(12V)^2}{2.4\Omega}×60s=\frac{144}{2.4}×60 = 60×60 = 3600J$。
3600
3. 有三个用电器,一个是“$ 220 V $ $ 60 W $”的电风扇,一个是“$ 220 V $ $ 40 W $”的电热毯,另一个是“$ 220 V $ $ 45 W $”的 LED 节能灯,都正常工作相同的时间,产生热量最多的用电器是
电热毯
。若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的$ 80\% $,则它在$ 100 s $内产生的热量为2560
J(不考虑温度对其电阻的影响)。答案
电热毯 2 560
4. 小明家的电热毯内的电阻丝断了,他爸爸把断了的电阻丝连接在一起,电热毯仍能使用,但不久又会在连接处烧断。连接处烧断的原因是(
A.电阻丝上连接处电阻较小,造成局部过热
B.电阻丝上连接处电阻较大,造成局部过热
C.连接处电流比其他处电流小,造成局部过热
D.连接处电流比其他处电流大,造成局部过热
B
)。A.电阻丝上连接处电阻较小,造成局部过热
B.电阻丝上连接处电阻较大,造成局部过热
C.连接处电流比其他处电流小,造成局部过热
D.连接处电流比其他处电流大,造成局部过热
答案
B
5. 用图 17 - 20 所示的装置可探究电流产生热量与
电流
(选填“电流”或“电阻”)的关系,若通过$ R_{2} $的电流为 1 A ,通电$ 1 \min $,$ R_{2} $产生的热量为300
J。若将$ R_{3} 更换为 10 \Omega $的电阻,仍能
(选填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。答案
电流 300 仍能
6. 如图 17 - 21 所示,电源电压保持不变,$ R_{1} = 10 \Omega $,开关$ S $闭合,$ S_{0} 拨至 b 时电压表的示数是拨至 a 时的 \frac{1}{3} $,则$ R_{2} = $
20
$ \Omega $。若电源电压为$ 3 V $,当开关$ S_{0} 拨至 b $时,$ R_{1} 在 10 \min $内产生的热量是60
J。答案
20 60
解析
当开关$S$闭合，$S_{0}$拨至$a$时，电压表测电源电压$U$；拨至$b$时，电压表测$R_{1}$两端电压$U_{1}$。由题意知$U_{1}=\frac{1}{3}U$。
电路中$R_{1}$与$R_{2}$串联，电流$I = \frac{U}{R_{1}+R_{2}}$，$U_{1}=IR_{1}=\frac{U R_{1}}{R_{1}+R_{2}}$。
因为$U_{1}=\frac{1}{3}U$，所以$\frac{U R_{1}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{1}{3}U$，化简得$3R_{1}=R_{1}+R_{2}$，$R_{2}=2R_{1}=2×10\Omega = 20\Omega$。
电源电压$U = 3V$，$S_{0}$拨至$b$时，电路总电阻$R = R_{1}+R_{2}=10\Omega + 20\Omega=30\Omega$，电流$I=\frac{U}{R}=\frac{3V}{30\Omega}=0.1A$。
$R_{1}$在$t = 10\min=600s$内产生的热量$Q=I^{2}R_{1}t=(0.1A)^{2}×10\Omega×600s = 60J$。
20 60
电路中$R_{1}$与$R_{2}$串联，电流$I = \frac{U}{R_{1}+R_{2}}$，$U_{1}=IR_{1}=\frac{U R_{1}}{R_{1}+R_{2}}$。
因为$U_{1}=\frac{1}{3}U$，所以$\frac{U R_{1}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{1}{3}U$，化简得$3R_{1}=R_{1}+R_{2}$，$R_{2}=2R_{1}=2×10\Omega = 20\Omega$。
电源电压$U = 3V$，$S_{0}$拨至$b$时，电路总电阻$R = R_{1}+R_{2}=10\Omega + 20\Omega=30\Omega$，电流$I=\frac{U}{R}=\frac{3V}{30\Omega}=0.1A$。
$R_{1}$在$t = 10\min=600s$内产生的热量$Q=I^{2}R_{1}t=(0.1A)^{2}×10\Omega×600s = 60J$。
20 60
7. 在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,采用了如图 17 - 22 所示电路。
(1)为了在短时间内达到明显的实验效果,两烧瓶中应装入质量和初温都相同的
(2)如图 17 - 22(a)所示,两烧瓶中装有阻值不同的电热丝,以探究电流通过导体产生的热量与
(3)如图 17 - 22(b)所示,两烧瓶中装有阻值相同的电热丝,闭合开关,调节滑动变阻器,使两电流表示数
(1)为了在短时间内达到明显的实验效果,两烧瓶中应装入质量和初温都相同的
煤油
(选填“水”或“煤油”),实验中通过观察温度计的示数
来比较电流通过导体产生热量的多少。(2)如图 17 - 22(a)所示,两烧瓶中装有阻值不同的电热丝,以探究电流通过导体产生的热量与
电阻
的关系。(3)如图 17 - 22(b)所示,两烧瓶中装有阻值相同的电热丝,闭合开关,调节滑动变阻器,使两电流表示数
不同
(选填“相同”或“不同”),可以探究电流通过导体产生的热量与电流
的关系。答案
（1）煤油 温度计的示数 （2）电阻 （3）不同 电流
