第4节 焦耳定律-【新课程能力培养】2024-2025学年九年级上册物理同步练习（人教版）

参考答案 （ 2 ） 左 （ 3 ） 0.625 10 灯丝电阻随温度的升高而增大 2. （ 1 ） 如图所示 （ 2 ） 闭合开关 ， 将滑动变阻器的滑 片从阻值最大端向阻值最小端缓慢移动 ， 观察电压表的示 数 ， 当电压表示数为 2.4 V 时 ， 观察电流表示数 。 电流表的 示数不超过 0.6 A 3. （ 1 ） 断开 （ 2 ） 右 （ 3 ） 灯泡短路 （ 4 ） 左 （ 5 ） ② 滑动变阻器滑片位置 S 、 S 2 ③ （ U 2 -U 1 ） R 1 U 1 第 4 节 焦 耳 定 律 【 基础巩固 达标闯关 】 1. C 2. C 3. D 4. 0.1 2 30 5. D 6. 720 3 7. 热 3×10 5 【 能力提升 综合拓展 】 1. D 2. A 3. C 4. 大 大 5. （ 1 ） 小 （ 2 ） 多 （ 3 ） 甲 、 丙 【 素养探究 综合实践 】 1. 热 AB 2. 超导 输电线 大 3. C 4. （ 1 ） 转换 （ 2 ） 甲 多 （ 3 ） 电流 不相等 （ 4 ） A 第十八章测试题 一 、 选择题 1. D 2. B 3. D 4. B 5. C 6. C 7. AD 8. ABC 9. ABC 二 、 填空题 10. 3200 1200 11. 100 60 12. 18 2400 13. 0.108 能 14. 0.5 12 15. 9.6 15 三 、 实验题 16. （ 1 ） 断开 0.6 （ 2 ） 如图所示 （ 3 ） A （ 4 ） 小灯泡断路 （ 5 ） 1.2 B （ 6 ） 0.5 （ 7 ） ① 闭合开关 S 、 S 2 ， 断开 S 1 ， 调节变阻器的滑片 P ， 使电流表示数为 I 额 ③ （ I-I 额 ） R 0 I 额 17. （ 1 ） 液面高度差 大于 （ 2 ） 电阻大小 右 （ 3 ） 使通过 R 1 、 R 2 的电流不相等 （ 4 ） 变小 （ 5 ） BD 四 、 综合题 18. 解 ： （ 1 ） 只闭合 S 1 时为低温挡 ， 由 P=UI 可得电 路中的电流 ， I= P 低 U = 440 W 220 V =2 A 。 （ 2 ） 由 I= U R 可得 ， 电路的总电阻 R= U I = 220 V 2 A =110 赘 。 R 1 =R-R 2 =110 赘-70 赘=40 赘 。 （ 3 ） 闭合 S 1 、 S 2 时为高温挡 ， 由 P=UI ， I= U R 得 P 高 = U 2 R 1 = （ 220 V ） 2 40 赘 =1210 W 。 （ 4 ） W= 25 r 3000 r/ （ kW · h ） = 1 120 kW · h ， P= W t = 1 120 kW · h 30 3600 h = 1 kW=1000 W ， 实际电压为 U′= PR 1 姨 = 1000 W×40 赘 姨 = 200 V 。 19. 解 ： （ 1 ） 由 P=UI 得通过输电线的电流 I= P U = 44 kW 220 V =200 A 。 （ 2 ） 由 I= U R 得供电设备的输出电压 U r =Ir=200 A×0.1 赘= 20 V ， 输出电压为 U 0 =U+U r =220 V+20 V=240 V 。 （ 3 ） 由 44 kW 增加到 88 kW ， I 2 = P 2 U = 88 kW 220 V =400 A ， ΔP=I 2 2 r-I 2 r= （ 400 A ） 2 ×0.1 赘- （ 200 A ） 2 ×0.1 赘=12000 W 。 20. （ 1 ） 串联 （ 2 ） ① 变大 变小 变小 ②100 ③10 第十九章 生 活 用 电 第 1 节 家 庭 电 路 【 基础巩固 达标闯关 】 1. C 2. BCD 3. B 4. 如图所示 5. 火线 笔尾 较小 6. 金属外壳 大地 7. 如图所示 8. D 【 能力提升 综合拓展 】 1. 220 并联 串联 2. （ 1 ） BC 间断路 （ 或灯泡 L 断 路 ） （ 2 ） CD 间断路 3. D 4. AC 第 2 题答图 P +- A B C D P - + 第 16 题答图 插 座 开 关 火线 零线 火线 零线 地线 第 7 题答图 第 4 题答图 183 九年级 人教版上册 1.电流的热效应 生活中除了超导体之外 ， 所有的导体通过电流时 ， 因为电阻的原因 ， 导体都会发热 。 电流通 过导体时电能转化成内能 ， 这种现象叫做电流的热效应 。 2.焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 ， 跟导体的电阻成正比 ， 跟通电时间成正 比 。 用公式表示 ： Q=I 2 Rt 。 公式中电流的单位是安培 （ A ）； 电阻的单位是欧姆 （ Ω ）； 时间的单位是秒 （ s ）； 热量的单位 是焦耳 （ J ）。 3.电热的利用和防止 （ 1 ） 电热的利用 ： 电热器就是利用电来加热的设备 。 如电炉 、 电熨斗 、 电饭锅 、 电烤炉 、 电 暖气 、 电褥子等都是常见的电热器 。 电热器的主要组成部分是发热体 。 发热体是由电阻率大 、 熔 点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的 。 电热器清洁卫生 ， 没有环境污染 ， 热效率高 ， 还可以方便 地控制与调节温度 ， 这些都是其优点 。 （ 2 ） 电热的防止 ： 在电动机中 ， 电流所做的功主要用来做机械功 ， 但电动机里的导线有电 阻 ， 也要产生热量 ， 使导线的温度升高 。 温度超过绝缘材料的耐热温度 ， 绝缘材料会迅速老化 ， 甚至可能烧坏 ， 这就要考虑如何加快散热 。 所以有的用电器里装有风扇 ， 外壳上有散热窗 。 4.纯电阻电路与非纯电阻电路 （ 1 ） 纯电阻电路 ： 电流通过导体时 ， 电能全部转化为内能 ， 而没有同时转化为其他形式的能 量 ， 也就是电流所做的功全部用来产生热量 。 在纯电阻电路中 ， 欧姆定律适用 Q=W ， I 2 Rt=UIt 。 （ 2 ） 非纯电阻电路 ： 类似于电风扇 、 电冰箱之类的用电器 ， 电流所做的功大部分转化为机械 能 ， 剩余部分转化为内能 。 它们就不是纯电阻电路 ， 我们称之为非纯电阻电路 。 在非纯电阻电路 中 ， 欧姆定律就不再适用了 。 此时 W=UIt ； Q=I 2 Rt 。 而且 Q≠W ， 而应该是 Q＜W 。 基础巩固 达标闯关 知识点 1 电流的热效应 1. 下列用电器中 ， 不是利用电流的热效应工作的是 （ ） A. 电饭煲 B. 电烤箱 C. 电视机 D. 电暖器 2. 将规格都是 “ 220 V 100 W ” 的电风扇 、 电视机和电熨斗分别接入家庭电路中 ， 通 电时间相同 ， 下列说法正确的是 （ ） A. 电风扇产生的热量最多 B. 电视机产生的热量最多 C. 电熨斗产生的热量最多 D. 三个用电器产生的热量一样多 第 4 节 焦 耳 定 律 知识清单 124 第十八章 电 功 率 知识点 2 焦耳定律 3. 电炉丝通电后热得发红 ， 而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热 ， 这是因为 （ ） A. 铜导线有绝缘层 ， 所以不怎么热 B. 铜导线不消耗电能 ， 所以不容易热 C. 通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大 D. 铜导线的电阻小 ， 因而产生的热量少 ， 而电炉丝电阻大产生的热量多 4. 两个电阻串联在电路中 ， R 1 =10 Ω ， R 2 =20 Ω 。 R 1 两端的电压为 1 V ， 通过 R 1 的电流 为 A ， R 2 两端的电压为 V ， 通电 5 min ， R 1 上产生的热量为 J 。 知识点 3 电热的利用和防止 5. 电流的热效应在生产和生活中被广泛应用 ， 但有时它也会给我们带来危害 。 下列事例 中 ， 属于防止电热危害的是 （ ） A. 用电饭锅煮饭 B. 用电熨斗熨衣服 C. 冬天用电暖器取暖 D. 电脑使用微型风扇散热 知识点 4 纯电阻电路与非纯电阻电路 6. 如图所示的 “ 12 V 6 W ” 的迷你型小风扇电动机线圈阻值为 0.1 Ω ， 则小风扇正常工作 2 min 消耗的电能为 J ， 电动机线圈 2 min 产生的热 量为 J 。 7. 将电能输送到几百千米之外的用户 ， 在输电线上会有能量的损耗 ， 这主 要是由于电流的 效应引起的 。 某段输电线路的总电阻为 0.5 Ω ， 若输 送电流为 100 A ， 则这段线路每输电 １ min 便会损耗 J 的电能 。 能力提升 综合拓展 1. 下列关于电流的热效应 ， 说法正确的是 （ ） A. 导体的电阻越大 ， 产生的热量越大 B. 通过导体的电流越大 ， 产生的热量越大 C. 电流的热效应对我们生活只有危害 ， 没有帮助 D. 电流流过导体时 ， 导体会发热 2. 如图所示是探究 “ 电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素 有关 ” 的实验装置 ， 下列选项正确的是 （ ） A. 通电后 ， 电阻丝内能增加和空气内能增加的方式是不同的 B. U 形管中液体高度变化是因为 U 形管中液体的热胀冷缩造成的 C. 通电一段时间 ， 容器中 R 1 和 R 2 产生的热量之比是 2 ∶ 1 D. 若将 R 3 也放入右侧容器里 ， 加热相同时间 ， 右侧容器中的电 阻产生热量多 3. “ 220 V 100 W ” 的电热杯和 “ 110 V 100 W ” 的电风扇各自在额定电压下正常工 第 6 题图 5 Ω5 Ω R 2 R 1 R 3 第 2 题图 5 Ω 125 九年级 人教版上册 作相同的时间 ， 以下有关它们消耗的电能和产生的热量的说法正确的是 （ ） A. 电热杯和电风扇产生的热量一样多 B. 电风扇消耗的电能少 C. 电热杯和电风扇消耗的电能一样多 D. 电热杯把电能的一小部分转化为内能 4. 家用空调的功率一般比较大 ， 因此通过它的电流较 。 为使与空调串联的导线 减少发热 ， 应该选用直径较 的导线连接 。 （ 均选填 “ 大 ” 或 “ 小 ”） 5. 如图是探究 “ 电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关 ” 的实验装置 ， 利用五 个阻值均为 5 Ω 的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成实验 。 三个容器串联 ， 在丙容 器的外部将一个 5 Ω 的电阻并联 。 （ 1 ） 这个实验中烧瓶所装物质是空气却不是水 ， 这是因为空气的比热容 （ 选填 “ 大 ” 或 “ 小 ”）， 温度变化明显 。 （ 2 ） 通电后观察甲 、 乙两个容器 ， 可以得出结论 ： 在电流和通电时间一定时 ， 电阻越 大 ， 产生的热量越 。 （ 3 ） 若要探究电流大小对产生热量多少的影响 ， 应该选择观察 两个容器 。 素养探究 综合实践 1. 取口香糖锡纸 ， 剪成如图甲所示形状 ， 其中 AB 和 CD 段等长 ； 戴好防护手套 ， 将锡 纸条 （ 带锡的一面 ） 两端连接电池正 、 负极 ， 如图乙所示 ， 由于电流的 效应 ， 发现 锡纸条很快开始冒烟着火 ， 正常情况下 ， 段会先着火 。 2. 我国科学家曹原研究发现 ， 当两层平行石墨烯堆成约 1.1° 的 “ 魔角 ” 时 ， 石墨烯的电 阻变为零 ， 这种现象称为 现象 ， 可用它制作 （ 选填 “ 输电线 ” 或 “ 电热 丝 ”）； 同等条件下 ， 用上述堆成 “ 魔角 ” 的石墨烯连接的电路中电流较 （ 选填 第 1 题图 甲 乙 A B C D 第 5 题图 甲 乙 5 Ω 5 Ω 5 Ω 5 Ω 5 Ω 丙 126 第十八章 电 功 率 “ 大 ” 或 “ 小 ”）。 3. 如图是探究焦耳定律的实验装置 ， 两个烧瓶中装着等质量 、 等温度的煤油 ， 电阻阻值 R 1 >R 2 。 闭合开关一段时间后 ， 记录两支 温度计的示数 。 下列说法中正确的是 （ ） A. 该装置只能探究电流产生的热量与电阻大小的关系 B. 通电几分钟后 R 2 所在的烧瓶温度计示数更高 C. 温度计示数的变化可反映电阻产生热量的多少 D. 选择煤油而不选择水来做实验是因为煤油的比热容比水大 4. 如图是探究 “ 电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关 ” 的装置 。 （ 1 ） 实验中电流产生热量的多少是通过观察 U 形管两侧液面高度差反映出来的 ， 这种 研究物理问题的方法叫 法 。 （ 2 ） 若要探究电热与电阻的关系应选用图 （ 选填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ”）， 通过该图可 得出结论 ： 当电流 、 通电时间相同时 ， 电阻越大 ， 产生的热量越 。 （ 3 ） 图乙可以用来研究电流产生的热量与 大小的关系 ， 电阻 R 3 的作用主要是 使电阻 R 1 和 R 2 中的电流 （ 选填 “ 相等 ” 或 “ 不相等 ”）。 （ 4 ） 图乙中 ， 若接通电路一段时间后 ， 右侧 U 形管的液面高度差明显变大 ， 而左侧 U 形管的液面高度差没有变化 ， 后发现是由于电路故障引起的 ， 则故障可能是 。 A. R 1 电阻丝短路 B. R 1 电阻丝断路 C. R 2 电阻丝断路 D. R 3 电阻丝短路 +- R 1 R 2 第 3 题图 10 Ω5 Ω A B C D 5 Ω5 Ω 5 Ω R 1 R 2 R 3 第 4 题图 甲 乙 温度计 127