第4節(jié)焦耳定律練習(xí)-資料下載頁(yè)
2024-12-09 05:39本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】斯特實(shí)驗(yàn)，通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng)，這是電流的磁場(chǎng)效應(yīng)。效應(yīng)，故選項(xiàng)C不符合題意；電水壺工作時(shí)，由電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作的，故選項(xiàng)D符合題意。A.電流產(chǎn)生的熱量有些有用，有些沒(méi)有用；；；D.樂(lè)音有可能成為噪聲，是正確的。3．2021年1月，中科院物理研究所鐵基高溫超導(dǎo)研究成果，榮獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。超導(dǎo)體是指當(dāng)溫度降到足夠低時(shí)，導(dǎo)體的電阻會(huì)變?yōu)榱?，?dāng)電流通過(guò)時(shí)不會(huì)放熱，可避免了內(nèi)能的損耗，故適合做輸電線路，所以選項(xiàng)A是正確的。4．甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比為5∶4，通過(guò)的電流之比為2∶1，通電時(shí)間之比為1∶2，串聯(lián)，通過(guò)電阻的電流大小幾乎沒(méi)有變化，則接觸電阻應(yīng)當(dāng)較大，所以選擇A。7．將規(guī)格都是“220V100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇、一臺(tái)電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入家庭電路中，人感到?jīng)隹斓模荒芙档椭車臏囟?，故C、D均不對(duì)。合開(kāi)關(guān)，R1和R2兩端電壓之比為，通電1min，電阻R1產(chǎn)生的熱量為J。
【正文】 以電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱． 【解析】 （ 1） 由 Q=I2Rt 知 ，要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的大小關(guān)系，應(yīng)使電流和通電時(shí)間相同，將兩電阻串聯(lián)在電路中 ，如下 圖 所示 ； （ 2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察 “ U” 形管中液面的高度差來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空 氣溫度的變化． 觀 圖知， B液柱的液面較高，可知乙容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多．由此可知：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多． （ 3）當(dāng)密閉容器中的空氣溫度升高時(shí)，空氣的內(nèi)能將會(huì)變大． （ 4）電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，電流和通電時(shí)間相等， 由 Q=I2Rt知 ，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，電爐絲電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，相同時(shí)間內(nèi)，電爐絲產(chǎn)生的熱量較多，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱． 四．計(jì)算題（ 5分） ，如圖所示．該電熱水壺可以將水從桶中自動(dòng)抽到壺中并自動(dòng)加熱至水燒開(kāi)．明亮同學(xué)觀察該電熱水壺的銘牌時(shí)發(fā)現(xiàn)其額定加熱功率模糊不清晰，其它銘牌標(biāo)記均清晰（如表所示）；燒水前他關(guān)掉家里其它用電器，只接通電熱水壺控制開(kāi)關(guān)，小電動(dòng)機(jī)開(kāi)始額定電壓下用 5s時(shí)間將水從桶中提升了 滿刻度處自動(dòng)停止加水，此時(shí)顯示水溫為 20℃ ，電熱水壺加滿水后開(kāi)始在額定電壓下燒水至水溫為 100℃ 時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電路停止工作．明亮同學(xué)還觀察到，在電熱水壺?zé)倪^(guò)程中，家里標(biāo)有 3000r/kW?h的電能表在 30s內(nèi)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了 50轉(zhuǎn)．（ g=10N/kg， ρ 水 =10 3kg/m3，c 水 =10 3J/（ kg?℃ ））． 求： （ 1）小電動(dòng)機(jī)提升水的工作效率； （ 2）電熱水壺的額定加熱功率； 型號(hào) MH﹣ 200 額定電壓 220V 額定頻率 50Hz 額定加熱功率 小電動(dòng)機(jī)額定功率 5W 容量 （ 3）如果在用電高峰時(shí)明亮同學(xué)家中的實(shí)際電壓是額定電壓的 90%，電熱水壺在此電壓下燒水時(shí)的加熱效率為 90%，試計(jì)算在用電高峰時(shí)燒開(kāi)該壺水所需的時(shí)間． 【答案】（ 1） 64%；（ 2） 2021W；（ 3） 【解析】（ 1） 由 ρ=m/V 可得，水的質(zhì)量： m=ρV=110 3kg/m3210 ﹣ 3m3=2kg； 則水的重力： G=mg=2kg10N/kg=20N ； 有用功： W 有 =Gh=20N=16J ； 電動(dòng)機(jī)消耗的電能 W=P 機(jī) t=5W5s=25J ； 電動(dòng)機(jī)工作效率 η 機(jī) =總有WW 100%= JJ2516 100%=64% ； （ 2）根據(jù)電能表上標(biāo)的參數(shù) “ 3000r/kW?h” 的含義可知，當(dāng)電能表上轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn) 50轉(zhuǎn)時(shí)，用電器消耗的電能 W=300050 1kW?h= 601 kW?h=610 4J． 所以熱水壺的額定加熱功率 P 加 =W/t= s30106 4J? =2021W． （ 3） 把 2L水從 20℃ 加熱到 100℃ 吸收的熱量： Q 吸 =cm△ t=10 3J/（ kg?℃ ） 2kg （ 100℃﹣ 20℃ ） =10 6J； ∵ 熱水壺的額定加熱功率 P 加 =2021W， ∴ 由 P= RU2 得：加熱電阻為： R=PU2 = WV2021)220( 2 = ， 當(dāng)實(shí)際電壓是額定電壓的 90%，其實(shí)際功率為 P 實(shí) = RU實(shí)2 = ?? )90220( 200V =1620W， 由題意可知： Q 吸 =P 實(shí) t′η ′ ， 則加熱時(shí)間 t′=’實(shí) 吸?PQ=004901620 ??W J=．
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