专题四 焦耳定律-2022年九年级物理寒假重难点培优特训

专题四 焦耳定律 一、单选题 1．如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（　　） A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比4∶3 【答案】B 【解析】 ABC．由电路图可知R和R1串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；设滑动变阻器的最大阻值为R，即当滑片置于滑动变阻器的b端时，其阻值为R；当滑片P置于滑动变阻器的中点时，其阻值为；由题意可知，当滑片置于滑动变阻器的中点时，电压表示数为4V，即UR＝4V，由欧姆定律可得此时电流为 当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，即 由欧姆定律可得此时电流为 则前后两次的电流之比为 滑片置于滑动变阻器的中点时，由电阻的串联和欧姆定律可得电源电压为 滑片置于滑动变阻器的b端时，同理可得电源电压为 因电源电压不变，联立①②③解得 当滑片置于滑动变阻器的b端时，变阻器的最大电阻和R1串联，且二者的阻值相等 由串联分压的规律可知，此时R1的电压 则电源电压 故A错误； 此时100s内定值电阻R1产生的热量为200J，由可得R1的阻值 则滑动变阻器R的最大阻值也为18Ω，故B正确；C错误； D．当滑片P置于滑动变阻器的中点时，R1消耗的电功率为 当滑片P置于滑动变阻器的b端时，R1消耗的电功率为 则R1先后两次消耗的电功率之比为 故D错误。 故选B。 2．如图，2只相同的烧瓶，瓶寒上各插入1支温度计，瓶内装有电阻丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2；在2只烧瓶中装入煤油或水，两电阻丝接入相应电路，无法完成的实验是（　　） A．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联，探究电热与电阻大小的关系 B．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，探究电热与电流大小的关系 C．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1=R2且串联，比较水和煤油的吸热能力 D．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1=R2且串联，粗略测量煤油的比热容 【答案】B 【解析】 A．要探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，应控制电流相同、通电时间相同、液体的质量、种类相同，而电阻的大小不同，所以当烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联时，可以探究电热与电阻大小的关系，故A可以完成，不符合题意； B．要探究“电流通过导体产生的热量与电流大小的关系”，应控制电阻相同、通电时间相同、液体种类和质量相同，而电流的大小不同，所以当烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，不能探究电热与电流大小的关系，故B无法完成，符合题意； C．在探究水和煤油的吸热能力时，采用的是控制变量法，需要控制水和煤油的质量和初温相同，实验中需要将阻值相同的两电阻丝串联，这样保证电热丝在相同时间内放出的热量相同，通过比较升高的温度来比较水和煤油的吸热能力，故C可以完成，不符合题意； D．若R1=R2且串联，两电阻的电流和电阻相同，根据Q=I2Rt知在相同时间内电流产生的热量相同，可以让相同质量的水和食用油吸收相同的热量，则能粗略测量食用油的比热容，故D可以完成，不符合题意。 故选B。 3．甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的3倍，甲、乙产生的热量之比是4：3，则通过甲、乙两导体的电流之比是（　　） A．4：9 B．2：3 C．9：2 D．3：2 【答案】B 【解析】 【详解】 由题知，甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的3倍，即R甲=3R乙，甲、乙产生的热量之比是4：3，即3Q甲=4Q乙，由Q=I2Rt知 3I甲2R甲t=4I乙2R乙t 即 3I甲2×3R乙t=4I乙2R乙t 所以 9I甲2=4I乙2 解得 故选B。 4．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法不正确的是（　　） A．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系 B．甲图通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大 C．甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的 D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4：1 【答案】C 【解析】 A．乙图实验装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知 I右I1+I2 两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1I2，所以右边容器中通过电阻的电流