18.4 焦耳定律 同步练习 2024-2025学年人教版九年级全一册物理

18.4 焦耳定律 同步练习 2024-2025学年人教版九年级全一册物理 一、单选题 1．如图是我国研发的智能加热织物，该加热织物应用了电流的热效应。发现电流热效应的科学家是（　　） A．安培 B．欧姆 C．焦耳 D．瓦特 2．家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来使用，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。原因是通电时连接处相对于别处的导线（　　） A．电流较大 B．电压较小 C．电阻较大 D．电功率较小 3．如图甲所示，闭合开关后，在滑片P由b端向a端移动的过程中，电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图象如下图乙所示，下列说法错误的是（　　） A．电源电压是6V B．R2的最大阻值是20Ω C．R1的电阻是10Ω D．当滑片P移到中点时，10s内电流通过R1产生的热量是18J 4．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。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（　　） A．通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的 B．U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故 C．图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系 D．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1︰2 5．如图，甲、乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是（　　） A．通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少，利用了等效替代法 B．甲实验通电一段时间后，右侧容器内空气吸收的热量更多 C．乙实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系 D．乙实验通电一段时间后，左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为2∶1 6．甲图是小灯泡L和电阻R的I~U图像。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关 S1时，小灯泡L的电阻为40Ω B．再闭合开关 S2时，电流表示数增加0.7A C．再闭合开关 S2时，电路总功率为1.4W D．再闭合开关 S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J 7．如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则下列说法正确的是（　　） A．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面低 B．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面高 C．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面低 D．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面高 8．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A。这台电动机工作1s产生的热量为（） A．3800 J B．72200 J C．200 J D．4000 J 9．在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R1的阻值为 20Ω B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W C．电路的最大功率为4.5W D．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J 10．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为10V，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关S、S1，将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点。再断开开关S1，闭合开关S2，将滑片P从a点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电流表与电压表示数的关系图像。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为10V B．滑动变阻器的最大阻值为40Ω C．只闭合开关S、S2，滑片P在a点时，定值电阻R2在10s内产生的热量为8J D．只闭合开关S、S1，灯泡L的功率变化范围为1W~5W 二、多选题 11．下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电取暖器 B．电风扇 C．电饭煲 D．洗衣机 12．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。下列判断正确的是（　　） A．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大 C．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少 D．正常工作时，通过电饭锅的电流最小 13．图甲是小灯泡L和电阻R的关系图像将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，只闭合开关时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关时，小灯泡L的电阻为4Ω B．再闭合开关时，电流表示数为0.2A C．再闭合开关时，电路总功率增加0.4W D．再闭合开关后，在2min内电阻R产生的热量为480J 14．如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（　　） A．用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少 B．通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系 C．通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系 D．通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大 三、填空题 15．如图所示，用两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路时小灯泡发光，说明铅笔芯是　 　（填“导体”或“绝缘体”）。小夹子在铅笔芯上滑动的过程中，铅笔芯接入电路的　 　影响了电阻的大小，导致小灯泡的亮度发生了变化。通电一段时间后铅笔芯发热，这是　 　造成的。 16．电流通过导体时将电能转化为内能，这种现象叫做电流的 　 　效应。电流通过导体产生的热量跟电流的平方成 　 　，跟导体的电阻成 　 　，跟通电时间成 　 　。这个规律叫做焦耳定律。 17．如图所示电源电压6V不变，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，当只有开关S2闭合时，电压表的示数为　 　V；当只有开关S1闭合时，在10s内电流所做的功为　 　J。 18．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，两电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示，则电压表V1的示数变化是图像　 　（选填“a”或“b”），电源电压为　 　V；滑片移至最左端时，10s内电流通过R1产生的热量为　 　J。 19．一电动机线圈的电阻为5Ω，线圈两端所加的电压为3V时，线圈中的电流为0.4A，则电动机消耗的电功率为　 　W，当电动机工作5min时电流对它做功为　 　J，产生的热量是　 　J。 20．如图是今年“3·15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻　 　（选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量　 　（选填“较多”或“较少”）。 21．如图甲所示，图中阴影部分的面积在数值上等于物体在2s内通过的路程。某电饭煲的工作原理是根据　 　工作的；该电饭煲的电功率与时间的关系如图乙所示，联系甲乙两图，则该用电器80s消耗的电能是　 　J。 22．如图甲所示，电源电压为恒定不变，滑动变阻器最大阻值是闭合开关，滑动变阻器的图象如图乙所示，则　 　；当滑片滑至最右端时，通电电流通过产生的热量是　 　。 四、实验探究题 23．小红利用如图所示的实验装置来探究电流产生的热量跟什么因素有关，两边密闭的容器中有等量的空气，且两个容器分别与U形管连通。实验开始前，U形管内两侧的液面平齐。 （1）将上述实验装置接在电源两端，闭合开关后，通过观察两个U形管内　 　来比较容器内电阻丝发热的多少； （2）为了利用此装置来探究物质的吸热能力，小红对装置作了如下改装：去掉右边容器外并联的电阻丝，将U形管换成两支相同的温度计，再向左右两个容器中分别装入　 　（选填“质量”“体积”或“温度”）相同的水和煤油，接通电源，一段时间后，通过比较温度计的示数变化量来比较水和煤油的吸热能力。 24．小明和小红利用如图甲装置探究“电流产生热量与什么因素有关”，电源电压保持不变，两个相同的烧杯A、B内部均盛有质量为80g，初温为20℃的煤油，A、B瓶中电阻丝的阻值分别为RA=10Ω，RB=20Ω[c煤油=2.1×103J/(kg•℃)]。 （1）闭合开关，通电2min，测量烧瓶A内煤油温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片，重复上述操作，获得多组数据（见表）。 实验次数 电流/A 通电时间/min 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.4 2 10 1.1 2 0.5 2 10 1.7 3 0.6 2 10 2.5 由此得出：同一电阻，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量 　 　（填“越少”、“越多”）实验后，通过计算小红发现三次实验中电流通过RA产生的热量总是大于瓶中煤油吸收的热量，你认为可能的原因是：　 　； （2）接着小红同学利用该装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”，该电路的连接方式可以达到的目的是控制 　 　和通电时间相同。结果发现 　 　（填“A”或“B”）烧瓶中温度计示数升高得更快； （3）同组的小明灵机一动，利用如图乙装置做了“比较煤油和蓖麻油吸热能力”的实验，烧瓶A、C内部分别盛有质量和初温均相等的煤油和蓖麻油，且C瓶内电阻丝的阻值RC=　 　Ω，实验中煤油和蓖麻油吸收热量的多少是通过 　 　（填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。 五、计算题 25．如图甲所示是某品牌家用蛋糕机，该蛋糕机配有多种卡通模型，可以做出多种多样的创意小蛋糕。图乙是该蛋糕机的简化电路图，可以实现蛋糕机的“低、中、高”三挡加热功能。单独闭合开关S1时，蛋糕机处于440W的低温挡加热状态；单独闭合开关S2时，通过电阻R2的电流为4A，蛋糕机处于中温加热状态；同时闭合开关S1、S2时，蛋糕机处于高温挡加热状态。求蛋糕机正常工作时： （1）低温挡加热电流多大？ （2）电阻R2的阻值多大？ （3）高温挡加热5min消耗的电能是多少？ 26．如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求： 额定电压：220V 加热功率：880W 保温功率：80W （1）电饭锅在处于加热挡时的电流； （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦； （3）R1和R2的阻值。 答案解析部分 1．C 2．C 3．D 4．A 5．B 6．C 7．D 8．C 9．B 10．D 11．A,C 12．B,D 13．A,C 15．导体；长度；热效应 16．热；正比；正比；正比 17．2；36 18．b；15；6 19．1.2；360；240 20．较大；较多 21．电流的热效应；120 22．； 23．液面高度差；质量 24．越多；有一部分热量散失掉了；电流大小；B；10；加热时间 25．（1）2A；（2）55Ω；（3）3.96×105J 26．（1）4A；（2）4.8×104J；（3）55Ω、550Ω 学科网（北京）股份有限公司 $$