18.4焦耳定律----2024-2025学年人教版物理九年级全一册

2024-2025学年九年级物理第18章电功率 18.4焦耳定律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析错误的是（　　） A．实验时两节干电池串联目的是增大电压 B．用普通纸代替铝箔纸将不能燃烧 C．实验中发现铝箔纸较细的部位先燃烧，是因为该处的电流大 D．该实验能说明短路带来的危害 2．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电暖气 B．洗衣机 C．计算器 D．空气加湿器 3．如图所示，在“比较两个灯泡亮度”、探究“影响电流热效应的因素”的活动中，下列说法正确的是（　　） ①甲图中灯越亮说明在相同时间内电流做功越多 ②图甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点 ③图乙中，若R1<R2，瓶中装有质量相等的煤油，装R2的烧瓶中温度计示数上升较快 ④图乙中，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多 A．只有① B．只有②③ C．只有①③④ D．①②③④ 4．如图所示是探究“电流热效应”实验，电阻，下列说法中不正确的是（　　） A．该实验装置是用来“探究电流产生的热量和电阻”关系 B．该实验中左、右两边容器中电阻丝通过的电流是 C．实验前滑动变阻器的滑片位于最右端 D．实验中可以根据温度计示数来判断电阻丝放热多少的 5．已知一台直流电动机两端的电压为9V，通过电动机的电流为2A，线圈的电阻为，则在1内电动机消耗的电能及产生的热量分别为（　　） A．120J；120J B．1080J；120J C．1080J；1080J D．900J；120J 6．家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来，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比别处的（　　） A．电阻更小 B．电阻更大 C．电流更小 D．电流更大 二、填空题 7．如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，用橡皮导管与外面装有红色液体的U形管相连。在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察 来比较的；图甲可探究电流产生的热量与 的关系；将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和 的关系。 8．如图所示的电路中，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑片P在滑动变阻器最右端时，电压表示数为4V，电流表的示数为1A，则此时滑动变阻器R2在1 min内产生的热量为 J，滑片P向左移动时电压表与电流表的比值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I—U图象，已知小灯泡的额定电压是2V，小灯泡的额定电功率是 W；若将图中的R和L串联接在5V的电源上工作10s，则定值电阻R产生的热量是 J。 10．如图是“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻值进行测量后，根据实验数据作出的图像。若将L和R串联接在8V的电源两端，L与R的电阻之比为 ；若将L和R并联在2V的电源两端，在1min内，L与R产生的热量之比为 。 三、实验题 11．中国茶文化源远流长，如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示，电阻R1为发热体，它的额定电功率为22W且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保温；L为电功率忽略不计的电源指示灯。求： （1）发热体正常工作时的电流 ； （2）当实际电压为198V时，发热体工作100s消耗的电能 ； （3）为了适应不同品种茶汤的保温需求，小郑对电路进行重新设计（如图丙），移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一，若发热体产生的热量全部被茶汤吸收，该电路电能利用率的范围为 %~ %。（电能利用率η＝） 四、计算题 12．养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。下图是某款养生壶及其铭牌，求： （1）养生壶正常工作时的电阻； （2）若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1kg水从20℃加热到85℃需要多长时间；【c水=4.2×103J/（kg•℃）】 （3）用电高峰期，家中只有养生壶工作时，养生壶将1kg水从20℃加热到85℃，实际用时363s，此时养生壶两端的实际电压。（设养生壶的电阻和加热效率不变） 型号 CH﹣﹣M16 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 1000W 容量 1.2L 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 答案 C A D B B B 1．C 【详解】A．两节干电池串联的电压等于两节干电池电压之和，故A正确，不符合题意； B．普通纸张不容易导电，用普通纸代替铝箔纸，普通纸没有电流经过，不会产生热量，不能燃烧，故B正确，不符合题意； C．铝箔纸较细的部位和较粗的部位是串联的，由于串联电路中电流处处相等，实验中发现铝箔纸较细的部位先燃烧，是因为该处电阻较大，由Q=I2Rt知道，铝箔纸较细的部位生热量较多，故C错误，符合题意。 D．短路时，电路中电阻很小，电流很大，产生热量较多，电路容易起火，该实验能说明短路带来的危害，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】电流热效应是电流通过导体时，导体发热现象，A利用电流热效应工作，将电能转化为内能，BCD都不是利用电流热效应，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．D 【详解】①甲图中，根据转换法可知，实验中通过灯泡的亮度来表示两灯相同时间内做功的多少；灯越亮说明在相同时间内电流做功越多；故①正确； ②图甲中只能做一次实验，故甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点，故②正确； ③图乙中，两灯串联，通过的电流和通电时间相同，根据Q=I2Rt，若R1<R2，则R2产生热量多，装R2的烧瓶中温度计示数上升较快，故③正确； ④图乙中，瓶中装有质量相等的煤油，根据转换法，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多，故④正确。 故ABC错误，D正确。 故选D。 4．B 【详解】AB．根据题图可知，电阻R1和R2串联，通过两电阻的电流相等，故该实验装置用来探究电流产生的热量与电阻之间的关系，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．为保护电路，实验前应将滑动变阻器滑片移动至最大阻值处，根据题图滑动变阻器的连接方式，应将滑动变阻器滑片滑至最右端，故C正确，不符合题意； D．电流通过电阻丝，电阻丝发热，产生的热量被煤油吸收，煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断通电导体产生的热量多少，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】电动机1min消耗的电能为 产生的热量为 故选B。 6．B 【详解】在家庭电路中，两根导线搭接在一起使用时，它们是串联的，因为串联电路中各处电流相等，所以通过两根导线以及它们的连接处的电流都相等，导线相互连接处因接触不良，该处的电组较大，根据公式Q=I2Rt可知，在电流、通电时间相同时，产生的 热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。 故选B。 7． U形管中液面的高度差 电阻大小 电流大小 【详解】[1]在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的，应用的物理科学探究方法是转换法。 [2]由图可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系。 [3]图乙中右侧两个电阻并联后与左侧电阻串联，两侧盒子内的电阻阻值相同而电流不同，故可用于探究电热与电流大小的关系。 8． 480 不变 【详解】[1]由图可知，当闭合开关S，滑片P处于最右端时，滑动变阻器的电阻最大，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。此时电压表示数为4V，电流表的示数为1A，根据得电路的总电阻为 定值电阻R1的阻值为 则滑动变阻器R2的阻值为 R2=R−R1=12Ω−4Ω=8Ω 则滑动变阻器R2在1 min内产生的热量为 Q=I2R2t=(1A)2×8Ω×60s=480J [2]由电路图可知，当滑片P向左移动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，所以电流表的示数变大，R1两端的电压变大，因此电压表的示数变大，但由于电压表与电流表的比值为定值电阻R1的阻值，因此不变。 9． 1.2 16 【详解】[1]由于灯泡的电阻受温度影响，所以灯泡的阻值是变化的，由图可知，图甲是灯泡的I—U图象，由图可知，当小灯泡的电压是2V时，通过灯泡的电流为0.6A，则小灯泡的额定电功率 [2]将定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上，由串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和可知，定值电阻R两端电压和小灯泡L两端电压之和为5V，由串联电路中电流规律可知，通过定值电阻R和小灯泡的电流相等，由图可知，当电路中电流为0.4A时，灯泡两端电压为1V，电阻两端电压为4V，则定值电阻R工作10s产生的热量 10． 【详解】[1]将L和R串联接在8V的电源两端，电流相同，L和R两端的电压之和为8V，根据图像，发现，当电流大小为0.2A时，L和R两端的电压之和为8V，此时电压之比为，串联电路电压之比等于电阻之比，则L与R的电阻之比为。 [2]若将L和R并联在2V的电源两端，流过L的电流为0.15A，流过R的电流为0.1A，L与R的电流之比为，因为小灯泡L和定值电阻R都是纯电阻电路，在并联电路中热量之比等于电流之比，在1min内，L与R产生的热量之比为。 11． 0.1A 1782J 50 100 【详解】（1）[1]由题意可知发热体额定电压U=220V，额定功率P=22W，由P=UI可知电流      （2）[2]由欧姆定律可知发热体电阻      实际电压U实=198V，时间t=100s且电阻大小不变，消耗的电能有      （3）[3][4]当滑动变阻器滑片P置于b端时接入电路中电阻为0，电路中电能全部转化为发热体内能，此时电能利用率为100%；当发热体功率为额定功率四分之一时      由P=I2R可知此时电流为额定电流的二分之一，此时电路总功率      电能利用率 12．（1）48.4Ω；（2）300s；（3）200V 【详解】解：（1）由可得，养生壶正常工作时的电阻为 （2）水吸收的热量为 由可得，养生壶消耗的电能 由可得，养生壶工作时间 （3）在用电高峰时，养生壶仍然将1kg水从20℃加热到85℃，水吸收的热量不变，且加热效率不变，所以养生壶消耗的电能不变，仍然为3×105J，则养生壶的实际功率 养生壶的电阻不变，由可得实际电压 答：（1）养生壶的电阻是48.4Ω； （2）工作时间是300s； （3）实际电压是200V。 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 $$