《16.4科学探究：电流的热效应》分层作业（含解析）

1、第十六章电流做功与电功率16.4 科学探究：电流的热效应1阻值为 R 电阻丝，接到电源上 6min 烧开了一壶水。现在用两根同样的电阻丝串联起来，接在同一电源上烧开同一壶水，需要的时间是()A12minB3minC8minD6min2一台电动机正常工作时线圈两端的电压为 380V，线圈电阻为 2，线圈的电流为10A。这台电动机正常工作 1s 消耗的电能 W 和产生的热量 Q 分别为()AW3800J， Q200JBW3800J， Q3800JCW72200J， Q200JDW72200J， Q3800J3(对应例 1)如图所示，是某物理兴趣小组探究焦耳定律的部分实验装置。已知 R 甲5，R 乙

2、 10，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝_联在电路中。若电路中的电流为 0.3A，则乙电阻丝在 1min 内产生的热量为_J。4如图所示是某电器内部的电路结构图，R 1、R 2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同。下列说法不正确的是()A甲的发热功率与丙的发热功率相等B丁的发热功率是丙的发热功率的 2 倍C丙的发热功率是乙的发热功率的 2 倍D丁的发热功率是乙的发热功率的 4 倍5一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热。这台电炉的额定电压为 220V，额定功率为 1100W，与电炉丝连接的导线的电阻为 0.1，电炉正常工作10min，

3、通过导线的电流为_A，导线上产生的热量是_J。6(对应例 2)电阻 R1、R 2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R 12R 2，电源电压均为 U。图甲电路中 R1、R 2在相同时间内产生的热量为 Q 甲 1、 Q 甲 2、则 Q 甲 1 Q 甲2_，图乙电路中 R1、R 2在相同时间内产生的热量分别为 Q 乙 1、 Q 乙 2，则 Q 乙 1 Q 乙2_。7某型号的电饭锅有两档，分别是高温烧煮和保温焖饭档，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知 R144，R 22156。(1)当开关 S 置于_(选填“1”或“2”)档时是高温烧煮档，它的功率是多大？(2)保温焖饭时电路中电流是

4、多少？10min 产生的热量是多少？(3)若只要求保温焖饭档的功率提升 10%，请通过计算具体说明改进措施。参考答案【分层作业】1A2A【解析】电动机正常工作 1s 消耗的电能 WUI T380V10A1 s3800J；电动机正常工作 1s 产生的热量 QI 2RT(10A) 221 s200J。故选 A。3串 54【解析】在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，即需要将两个电阻丝串联接入电路即可；乙电阻丝在 1min 内产生的热量 Q 乙I 2R 乙 T(0.3A) 21060 s54J。4A【解析】据题意，设 R1R 2R，由电路图可知，当电器内部电路的连

5、接方式为甲时，电源的两端没有接通，电路为开路；当电器内部电路的连接方式为乙时，R 1与 R2串联，电路总电阻为 R1R 22R；当电器内部电路的连接方式为丙时，只有 R1接入电路中，电路总电阻为 R；当电器内部电路的连接方式为丁时，R 1与 R2并联，电路总电阻为 R；R1R2R1 R2 12纯电阻电路中发热功率等于总功率，根据热功率计算公式 P 可得，甲、乙、丙、丁四U2R种情况下，发热功率分别为 0、 、 和 ；故选 A。U22R U2R 2U2R55 1 500【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，所以 I 5A；由焦耳定P额U额 1 100 W220 V律得导线产生的热量为 QI 2

6、RT(5A) 20.11060 s1500J。62112【解析】由图甲可以知道，两只电阻 R1、R 2串联，因为串联电路中各处的电流都相等，所以根据 QI 2RT 可得，在相同时间内产生的热量之比 ；由图乙Q甲 1Q甲 2 I2R1tI2R2t R1R2 2R2R2 21可以知道，两只电阻 R1、R 2并联，因为并联电路中各并联支路两端的电压相等，所以根据Q T 可得，在相同时间内产生的热量之比 。U2R Q乙 1Q乙 2U2R1tU2R2t R2R1 R22R2 127解：(1)根据 P ，电阻越小发热越大，故开关置于 2 档时是高温烧煮档。此时U2RR2被短路，则高温档功率P 高 1100W。U2R1 (220 V)2 44 (2)保温档时，R 1与 R2串联，电路中的电流为I 0.1A，UR1 R2 220 V44 2 156 T10min600 s，产生的热量为QWUI T220V0.1A600 s1.3210 4J。(3)保温档时的功率为P 温 UI220V0.1A22W，功率提升 10%时，电路总电阻为R 总 2000，U2P温 (1 10%) (220 V)2 22 W110%因高温档功率需保持不变，故只能改变电阻 R2的阻值，此时 R2的阻值为R 2R 总 R 12000441956，将 R2换成阻值为 1956 的电阻可以满足保温焖饭档功率提升 10%的要求。