第五节 焦耳定律

　　1．有2安培的电流通过一电阻器，在一定时间内产生一定的热量，如果电流增加到4安培，在相同的时间内产生的热量是前者的[ ]

　
　　C．4倍.　　　　　　　　　　　　     　 D．2倍.　　

　　【解】根据焦耳定律可知，时间、电阻一定，电流通过用电器产生的热量与电流的平方成正比，电流为原来的2倍，产生的热量为原来的4倍，所以正确答案为C选项.

　　2．用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开.如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为 [     ]

　　A．t／4　　B．t／2　　　 C．2t 　 　D．4t

　　【解】烧开同一壶水，所需热量相同.用电热丝烧水，即利用电热.根据焦耳定律和欧姆定律可知Q =U² t /R 电压为原来的一半，同样时间和电阻，产生的热量为原来的1/4，要产生相同的热量所需时间为原来的4倍，所以正确选项为D.

　　3 ．某电炉的电阻是100欧姆，通电10秒钟产生的热量是4×10³焦耳，那么，通过这个电炉的电流强度是 多少？

　　【解】根据焦耳定的表达式Q =I²Rt

　　可以得出I²= Q/ t R=4A² I=2A

　　4．有一个电路，电阻R和小灯L串联在电源两端.电源电压为15V，已知电阻R=3Ω，且R在电路中1s内产生的电热为27J,.灯L的额定功率为32W，求： 

　　（1）小灯泡的阻值.

　　（2）小灯泡的额定电压.

　　（3）小灯泡在电路中实际电功率.

　　分析  题中小灯泡L与电阻R串联.题目给出了电阻R的阻值、1秒内R产生的热量、小灯泡的额定功率.先根据Q=(U²/R)t求出U₁，再根据串联电路电压关系，求出小灯泡两端电压U₂.利用串联电路电压分配关系，求出小灯泡电阻R_L后，小灯泡的额定电压和实际功率就迎刃而解了.

　　解  （1）由公式Q=(U²/R)t得到

　　　　　　　U₁=9V

　　　　　　∵电阻R与小灯泡串联在电路中

　　　　　　∴U₂₌U- U₁=15V-9V

　　　　　　根据电压分配关系U₁ /U₂=R₁/R₂得

　　　　　　R₂=( U₁ /U₂ )R=(6V/9V)×3Ω=2Ω

　　　　（2）根据P_额=U_额²/R₂得到

　　　　　　　　U_额=8V

　　　　　　即小灯泡额定电压为8V.

　　　　（3）小灯泡的实际功率为：

　　　　　　P₂=U₂²/R₂=(6V)²/2Ω=18W

　　4 ．在电源电压不变的前提下，电炉在相等的时间内增加电热丝的发热量，可采取的措施是（  ）

    A．增大电热丝的电阻  B．减小电热丝的电阻

    C．在电热丝上并联电阻  D．在电热丝上串联电阻

　　分析  有同学认为应选A，根据焦耳定律 ，导体上放出的热量与电阻成正比，所以要增加热量，可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体上放出的热量和某一个量的比例关系是在其他一些量不变的条件下才成立的，如在电流强度和通电时间都不变的条件下放出的热量和电阻成正比。按题意，通电时间是相同的，但由于电源电压不变， 通过的电热丝的电流强度将随着电阻的增大而减小，若根据 去判断，将不易得出正确的结论。事实上，在电压一定的条件下，根据 可知，减小电热丝的电阻才可增大电功率，即在相同时间内发热多些。

　　在电热丝上并联电阻，对电热丝而言。由于它的电阻和电压都不变，在同样时间内的发热量与原来的相同，不会增加，C错。

　　答案  B