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23. 如图所示是研究“电流通过导体产生的热量和

电流
大小的关系”的实验,通电相同的时间,$R_1$产生的热量大于
(选填“大于”“小于”或“等于”)$R_2$产生的热量。若通过$R_2$的电流为$0.5 A$,则通电$1 min$后$R_1$产生的热量为300
$ J$。
答案:
23.电流 大于 300 解析:由图知,右边容器中的两个$5\Omega$的电阻丝并联再与左边容器中$5\Omega$的电阻丝串联,串联电路中电流处处相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以,$I_1>I_2$,因为$R_1=R_2=5\Omega$,所以该实验是探究电流通过导体产生的热量和电流大小的关系,根据$Q=I^2Rt$可知,相同时间内$R_1$产生的热量大于$R_2$产生的热量;若通过$R_2$的电流为0.5A,$R_3=R_2=5\Omega$,并联电路各并联支路两端电压相等,由欧姆定律可得,通过$R_3$和$R_2$的电流相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过电阻$R_1$的电流$I=I_2+I_3=0.5A+0.5A=1A$,通电1min后$R_1$产生的热量$Q=I^2R_1t=(1A)^2×5\Omega×60s=300J$。
[考点]电热的大小比较。
[考点]电热的大小比较。
24.(6分)某物理兴趣小组的同学,用天然气灶给$10 kg$的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在$6 min$内完全燃烧了$0.2 kg$的天然气,$[c_{水}=4.2×10^3 J/( kg· ° C)$,天然气的热值为$q = 7×10^7 J/kg$]求:
(1)经过$6 min$时间加热,水所吸收的热量;
(2)天然气灶烧水时的热效率。

(1)经过$6 min$时间加热,水所吸收的热量;
(2)天然气灶烧水时的热效率。
答案:
24.解:
(1)水的质量$m_水=10kg$;由图知,加热前水的温度$t_0=20° C$,加热6min后的温度$t=80° C$,水吸收的热量
$Q_吸=c_水m_水(t−t_0)=4.2×10^3J/(kg · ° C)×10kg×(80° C−20° C)=2.52×10^6J$;
(2)天然气完全燃烧放出的热量
$Q_放=m_{天然气}q=0.2kg×7×10^7J/kg=1.4×10^7J$,
天然气灶烧水时的热效率
$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}×100\%=\frac{2.52×10^6J}{1.4×10^7J}×100\%=18\%$答:
(1)经过6min时间加热,水所吸收的热量为
$2.52×10^6J$;
(2)天然气灶烧水时的热效率为18%。
[考点]固体和液体的热值计算;能量的利用效率;利用比热容的公式计算热量。
(1)水的质量$m_水=10kg$;由图知,加热前水的温度$t_0=20° C$,加热6min后的温度$t=80° C$,水吸收的热量
$Q_吸=c_水m_水(t−t_0)=4.2×10^3J/(kg · ° C)×10kg×(80° C−20° C)=2.52×10^6J$;
(2)天然气完全燃烧放出的热量
$Q_放=m_{天然气}q=0.2kg×7×10^7J/kg=1.4×10^7J$,
天然气灶烧水时的热效率
$\eta=\frac{Q_吸}{Q_放}×100\%=\frac{2.52×10^6J}{1.4×10^7J}×100\%=18\%$答:
(1)经过6min时间加热,水所吸收的热量为
$2.52×10^6J$;
(2)天然气灶烧水时的热效率为18%。
[考点]固体和液体的热值计算;能量的利用效率;利用比热容的公式计算热量。
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