18.4 焦耳走律 2024—2025学年人教版九年级物理全一册

2024—2025学年九年级物理人教版18.4 焦耳走律 一、单选题 1．社会的进步离不开物理学家的辛勤工作。为了纪念物理学家对科学的贡献，许多物理量的单位用物理学家的名字命名。在国际单位制中，电阻的单位是（　　） A．帕斯卡 B．焦耳 C．牛顿 D．欧姆 2．如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ） A．电视机 B．电冰箱 C．电熨斗 D．笔记本电脑 3．在下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 A．电熨斗 B．吸尘器 C．榨汁机 D．电冰箱 4．在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量多，则（　　） A．通过甲的电流一定比通过乙的电流大 B．甲两端的电压一定比乙两端的电压大 C．甲的电阻一定比乙大 D．甲消耗的电功率一定比乙消耗的电功率大 5．小东想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有初温相同的煤油、温度计、阻值为和的发热电阻丝。下列说法中（    ） ①发热电阻丝和的阻值不同 ②两烧瓶内装的煤油质量不一定相等 ③实验中用温度计示数变化的大小间接反映电流产生热量的多少 ④采用如图所示的电路连接方式的目的只是为了控制通过两电阻丝的电流相同 A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有③④正确 6．关于热现象，下列说法错误的是（　　） A．家用电热毯工作时，会将电能转化为内能 B．装着开水的暖水瓶瓶塞有时会弹起来，是由于瓶内气体对瓶塞做功 C．把一杯水放入冰箱，水在凝固过程中温度不变，因此水的内能不变 D．向热汤中滴入香油会比冷汤更快散发出浓浓的香味，是由于温度越高分子热运动越剧烈 7．下列说法中错误的是（　　） A．电流通过导体，导体会发热的现象叫做电流的热效应 B．将两只相同的“220V 40W”的灯泡串联接入家庭电路，两只灯泡总电功率为80W C．当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 D．把一个100Ω的电阻和1Ω的电阻并联，并联后的总电阻小于1Ω 8．关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　） A．导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用 B．由R=知，导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定 C．超导材料可以用来制作电热器（如电炉）的发热体 D．镍铬合金丝比铜丝更适合制作滑动变阻器的电阻丝，说明导体的电阻大小与材料有关 9．设想一下，如果“室温超导”实现，为了节能，室温超导材料可以用于制造 A．高压输电线 B．电热丝 C．电热水器加热棒 D．白炽灯灯丝 10．如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的水或煤油，瓶中电阻丝的阻值分别为、、且。当闭合开关S，通电一段时间后（三个烧瓶中的液体均未达到沸腾），下列判断正确的是（不计热损失，比热容）（　　） A．三个烧瓶中的液体末温由低到高顺序： B．选择烧瓶A、B作为研究对象，可以粗略地探究电热的多少与电流大小有关 C．选择烧瓶B、C作为研究对象，可以粗略地探究物质的吸热能力 D．烧瓶C中水的末温虽然比烧瓶A中煤油的末温低，但是它们增加的内能是一样多的 11．生活中我们把利用电流热效应工作的用电器称为“电热器”，下列各用电器中属于电热器的是（　　） A．电视机 B．电脑 C．电饭煲 D．电冰箱 12．用如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油的吸热能为。在这两个实验过程中，下列说法正确的是（　　） A．都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少 B．都一定要控制液体的初温相同 C．烧瓶中电阻丝阻值即可完成上述两实验 D．都要控制所选烧瓶中液体的质量相等 13．甲.乙两电阻之比为1：3，在相同时间内产生热量之比为3：4，则通过甲.乙两个电阻的电流之比为（） A．3：2 B．2：3 C．1：3 D．3：4 14．如图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V．已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻，则下列结论正确的是 A．R两端的电压为6V B．电动机工作lmin，电动机线圈产生60J热量 C．电路中的电流为2A D．电动机消耗的电功率为10W 15．下列有关导电性能及材料应用的说法中，正确的是（    ） A．硬币、钢尺、订书钉都是导体 B．铅笔芯、橡皮、塑料吸管都是绝缘体 C．超导体可用于制作电炉子的电热丝 D．半导体有良好的导电性 二、填空题 16．豆浆机制作豆浆的过程是先加热水，然后电动机带动打浆器搅碎豆子，又再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．由此可知，豆浆机中的电动机和电热器是 联连接的，电热器是利用电流的 效应工作的． 17．电热暖手宝（俗称电暖宝）是冬季暖手、暖足的理想用品。有防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电路）。电暖宝工作时利用了电流的 效应：电暖宝中的温控保护装置在电路中的作用相当于 （选填“电源”“开关”或“用电器”）；电功率越大的电暖宝工作时的总电阻越 （选填“大”或“小）。 18．小明和小华利用压敏电阻设计出判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻（其阻值会随着压力的增大而减小）和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个光滑绝缘小球，已知电源电压为6V，定值电阻R0的阻值为5Ω，在小车整个向右运动的过程中，电流表的示数随时间的变化情况如图乙所示，若小车在0~10s内以5m/s的速度向右做匀速直线运动，此时压敏电阻的阻值为 Ω，这段时间内R0产生的电热为 J，在判断小车10~20s内的运动情况时，两位同学产生了分歧，小明认为小车在以10m/s的速度向右做匀速直线运动，小华则认为小车在向右做加速运动，你认为 （选填“小明”或“小华”）的观点是正确的，当小车最终静止时，电流表的示数为 A。    19．如图所示是小明买的干鞋器，每只干鞋器的电阻为2200Ω，正常工作电流为0.1A，把它放入鞋内，通电后就可以起到干燥杀菌的作用。两只干鞋器是 联的。每只干鞋器的额定功率是 W，正常工作10min产生的热量为 J。 三、计算题 20．如图所示，R0、Rx为定值电阻，其中R0＝20欧．开关S断开时，电流表求数为0.5A，开关S闭合时，电流表求数为0.9A，求： （1）电源电压． （2）电阻Rx的阻值． （3）开关S闭合时，通电1分钟电阻Rx产生的热量． 21．学校兴趣小组的同学自制了一台电烘箱，电烘箱的技术参数及设计的简化电路图如下，R1和R2均为电热丝且电阻值恒定．求： 额定电压 220 V 正常工作电流 高温档 5A 低温档 2A （1）电烘箱在高温档正常工作时每分钟产生的热量． （2）电热丝R1的阻值． （3）电烘箱在低温档正常工作时，R2的功率． 22．如图所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“10V  5W”字样，；电流表量程为0~0.6A；电压表量程0~15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。（忽略温度对灯丝电阻的影响）求： （1）灯泡L的电阻和额定电流； （2）只闭合S和，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，小灯泡在5min内产生的热量； （3）只闭合S和，在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器连入电路中的电阻的范围。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A D B C B D A D 题号 11 12 13 14 15 答案 C D A B A 1．D 【详解】A．帕斯卡是压强的基本单位，故A不符合题意； B．焦耳是功和各种能量的基本单位，所以是热量的基本单位，故B不符合题意； C．牛顿是力的基本单位，故C不符合题意； D．欧姆是电阻的基本单位，故D符合题意。 故选D。 2．C 【详解】A. 电视机利用电流处理信息，电能转化为光能和声音，故A不符合题意； B. 电冰箱利用压缩机工作，电能主要转化为机械能，故B不符合题意； C. 电熨斗工作时，电流做功产生内能，利用电流的热效应，故C符合题意； D. 笔记本电脑利用电流处理信息，电能转化为光能和声音，故D不符合题意； 故选C． 点睛：利用电流热效应工作，即工作时电能转化为内能，据此判断． 3．A 【详解】电流热效应是指电流通过导体时导体发热的现象，此过程电能转化为内能。吸尘器、榨汁机和电冰箱都是电能转化为机械能的用电器，电熨斗是电能转化为内能的，是利用电流热效应工作的。故选A。 4．D 【分析】电功率就是表示电流做功快慢的物理量，其大小取决于单位时间内电流做的功的多少，与导体两端的电压、通过的电流、本身的阻值都有关；结合控制变量法可得结论。 【详解】电热丝通电后放出热量，其增加的内能由电能转化而来；由可知：在相同时间内产生热量多，就意味着单位时间内电流做的功多，则甲消耗的电功率一定比乙消耗的电功率大，而功率的大小可能与导体两端的电压、通过的电流、本身的阻值有关；所以无法比较电热丝甲与电热丝乙两端的电压、通过的电流、本身的阻值大小。 故选D。 5．B 【详解】电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。研究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关，要控制电流和通电时间相同（题中两电阻丝串联，则通过两阻丝的电流和通电时间相同），只改变电阻大小，发热电阻丝R1和R2的阻值应该不同，故①正确，④错误； 实验中电流产生的热量不易直接测量，可给质量相等的煤油加热，根据，煤油升高的温度越高，说明电阻丝放出的热量越多，故通过温度计示数变化的大小反映产生热量的多少，故②错误；③正确。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．C 【详解】A．电热毯是利用电流的热效应工作的，即电热毯在工作时将电能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．装着开水的暖水瓶瓶塞会弹起来，是因为暖水瓶内的空气受热体积膨胀对外做功，从而将瓶塞顶起，这个过程是空气对瓶塞做功，故B正确，不符合题意； C．水在凝固过程中，温度保持不变，但是需要放热，所以其内能减小，故C错误，符合题意； D．香油滴入热汤散发出的香味会比滴入冷汤的快，是因为分子的热运动受温度的影响，温度越高，分子热运动越剧烈，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．B 【详解】A．电流通过电阻时，在电阻上消耗的电能转化为热能，这种现象称为电流的热效应，故A正确，不符合题意； B．串联电路总电压等于各部分电压之和，将两只相同的“220V 40W”的灯泡串联接入家庭电路，由于两个灯泡串联时，它们两端的电压将低于其额定电压，而不能正常工作，每个灯泡的实际功率均小于额定功率40W，所以串联后的总功率小于80W，故B错误，符合题意； C．当导体电阻不变时，根据欧姆定律 通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故C正确，不符合题意； D．并联电路总电阻小于任一支路的电阻，把一个100Ω的电阻和1Ω的电阻并联，并联后的总电阻小于1Ω，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．D 【详解】A．导体容易导电，说明它对电流的阻碍作用小，故A错误； B．电阻是导体的一种属性，与电压、电流的大小无关，故B错误； C．发热体利用了电流的热效应，超导材料在超导状态时不会产生热量，所以不能用超导材料制作发热体，故C错误； D．在横截面积和长度相同时，镍铬合金丝比铜丝的电阻大，更适合制作滑动变阻器的电阻丝，说明导体的电阻大小与材料有关，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】超导是在一定条件下，电阻为零的现象．根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电流流过超导材料时不会产生热量，所以利用电流的热效应工作的用电器不能用超导材料制作．如电热丝、电热水器加热棒、白炽灯灯丝等，故选项BCD不符合题意． 高压输电线，不需要利用电热工作，用超导材料可以大大减少线路上电能损耗，节约能源，故A符合题意为答案． 10．D 【详解】A．由题知，三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的水或煤油，三个电阻串联，通过的电流和通电时间相同 根据可知，烧瓶A、C中电热丝产生的热量相同，且大于烧瓶 B中电阻丝产生的热量，即 烧瓶B、C相比，C烧瓶中盛水，B烧瓶中盛煤油，因水的比热容大于煤油的比热容，且 根据可知无法确定烧瓶B、C中液体升高的温度大小，故A错误； B．选择烧瓶A、B作为研究对象，因通过两个电阻的电流和通电时间相同，而电阻不同，所以根据温度计示数变化可以粗略地探究电热的多少与电阻大小的关系，故B错误； C．选择烧瓶B、C作为研究对象，因，即导体产生的热量不同，不符合控制变量法的要求，所以不能探究物质的吸热能力，故C错误； D．因，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据可知，两电热丝产生的热量相同，因水的比热容大，根据 ，故烧瓶C中水的末温比烧瓶A中煤油的末温低，但因两电热丝产生的热量相同，所以它们增加的内能是一样多的，故D正确。 故选D。 11．C 【详解】电饭煲工作时把电能转化为内能，其他均不是，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 12．D 【详解】A．比较水和煤油的吸热能力，根据转换法，是通过加热时间比较吸热多少的，故A错误； B．研究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，要控制电流和通电时间相同，是通过液体温度的温度变化来表示与电阻大小关系的，液体的初温不一定相同，故B错误； C．比较水和煤油的吸热能力，要控制吸热相同，通过比较温度的变化确定吸热能力大小，根据Q=I2Rt可知，因电流和通电时间相同，故电阻要相等，R1=R2或R1=R3，故C错误； D．根据控制变量法，都要控制所选烧瓶中液体的质量相等，故D正确。 故选D。 13．A 【分析】知道甲、乙两电阻的阻值之比和在相同时间内产生热量之比，根据Q＝I2Rt求出通过两个电阻的电流之比． 【详解】∵，，，∴根据Q＝I2Rt可得，通过两个电阻的电流之比： ＝ ＝，故选A. 14．B 【详解】A．由电路图可知，电阻R和电动机串联，电压表V1测电源的电压，V2测电阻R两端的电压，则R两端的电压4V，故A错误； BCD．因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电动机两端的电压 UM=U-UR=10V-4V=6V 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流 电动机工作1min线圈产生的热量 Q=I2Rt=(1A)2×1Ω×60s=60J 电动机消耗的电功率 PM=UMIM=6V×1A=6W 故B正确，CD错误。 故选B。 15．A 【详解】A．硬币、钢尺、订书钉都是导体，导电性好，故A正确； B．铅笔芯导电性好，是导体，橡皮、塑料吸管导电性差，是绝缘体，故B错误； C．超导体的电阻为零，不会发热，所以电能无法转化为内能。所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作，故C错误； D．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，故D错误。 故选A。 16． 并 热 【详解】解：豆浆机制作豆浆的过程中，加热和打浆是交替进行的，由此可知，豆浆机中的电动机和电热器可以独立工作，互不影响，所以它们是并联连接； 电热器工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的． 点睛：电流有三种效应：热效应、磁效应和化学效应． 17． 热 开关 小 【详解】[1]电暖宝工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应来工作的。 [2]由题意可知，软质液体电热宝中的温控保护装置，当温度达到设定温度可以自动切断电路，所以温控保护装置在电路中的作用相当于开关。 [3]根据公式P=UI=可知，在电压一定时，电阻越小，用电器功率越大。 18． 7 12.5 小华 0.5 【详解】[1]由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电流表测量电路中的电流；小车在0~10s内以5m/s的速度向右做匀速直线运动，由图乙可知，通过电路的电流是0.5A，电路的总电阻 由电阻的串联可知压敏电阻的阻值 R=R总-R0=12Ω-5Ω=7Ω [2]这段时间内R0产生的电热 Q=I2R0t=(0.5A)2×5Ω×10s=12.5J [3]小车在0~10s内以5m/s的速度向右做匀速直线运动，小球也做匀速直线运动，小球受到重力和支持力的作用，对压敏电阻没有压力的作用，压敏电阻的阻值保持7Ω不变，通过电路的电流是0.5A，如果小车在以10m/s的速度向右做匀速直线运动，小球也做匀速直线运动，小球受到重力和支持力的作用，对压敏电阻没有压力的作用，压敏电阻的阻值保持7Ω不变，通过电路的电流不变，但10~20s内电路中的电流变大，为1.0A，由可知电路的总电阻变小，由电阻的串联可知压敏电阻的阻值变小，其阻值会随着压力的增大而减小，所以压敏电阻受到压力的作用，由于小车做加速运动使得压敏电阻和小球发生挤压造成的。故小华的观点是正确的。 [4]当小车最终静止时，小球也静止，对压敏电阻没有压力的作用，压敏电阻的阻值保持7Ω不变，通过电路的电流是0.5A，电流表的示数是0.5A。 19． 并 22 13200 【详解】[1]干鞋器有两只，可同时工作，为了互不影响所以两只干鞋器是并联的。 [2]由题意可知，每只干鞋器的电阻为2200Ω，正常工作电流为0.1A，有功率公式可得，每只干鞋器的额定功率为 [3]正常工作10min产生的热量为 Q=W=Pt=22W×10×60s=13200J 20．（1）10V（2）25Ω（3）240J 【详解】由电路图可知，开关S断开时，电路为R0的简单电路，电流表测通过的电流． （1）由可得，电源的电压：U＝I0R＝0.5A×20Ω＝10V； （2）开关S闭合时，R0与Rx并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R0的电流不变，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过Rx的电流：Ix＝I﹣I0＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻Rx的阻值：； （3）开关S闭合时，通电1分钟电阻Rx产生的热量：Qx＝Ix2Rt＝（0.4A）2×25Ω×60s＝240J． 答：（1）电源电压为10V； （2）电阻Rx的阻值为25Ω； （3）开关S闭合时，通电1分钟电阻Rx产生的热量为240J． 21．（1）66000J（2）44Ω（3）264W 【详解】由电路图知道，当S1 和S2 均闭合时，R2短路，电路中只有R1，设电路的功率为P1；当只闭合S1 时，R1与R2串联，根据电阻的串联，电路的总电阻R=R1 +R2；由知道，P1＞P2 ，所以，P1为高温档电功率，P2 为低温档电功率； （1）由表格中数据知道，高温档电路的电流I1 =5A，电压为U=220V，所以，电烘箱在高温档正常工作时，每分钟可产生的热量是：Q=W=UI1t=220V×5A×60s=6.6×104 J； （2）由表格中数据知道，高温档电路的电流是I1 =5A，电压是U=220V，由欧姆定律知道，电热丝R1的阻值是：； （3）由表格中数据知道，电烘箱在低温档时正常工作时的电流I2 =2A，由欧姆定律知道，电路的总电阻是： =110Ω， 由串联电阻的规律知道，R2 =R-R1 =110Ω-44Ω=66Ω， 所以，R2 的功率是：P2 =I2 2 ×R2 =（2A）2 ×66Ω=264W． 22．（1）20Ω，0.5A；（2）135J；（3）10Ω~100Ω 【详解】解：（1）由得，灯泡正常发光时的电阻 灯泡L的额定电流 （2）只闭合S和，灯泡与滑动变阻器串联，P置于中点位置时，滑动变阻器连入电路的电阻 则电路中的电流 灯泡在5min内产生的热量 （3）当只闭合S和时，与R串联，当电路中的电流最大为0.6A时，滑动变阻器连入阻值最小；由得此时电路的总电阻 滑动变阻器的最小电阻 当电压表最大示数为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时两端的电压 此时电路中的电流最小 此时滑动变阻器的最大电阻 滑动变阻器连入电路的阻值范围为10Ω~100Ω。 答：（1）电阻为20Ω，额定电流为0.5A； （2）热量为135J； （3）电阻范围为10Ω~100Ω。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$