18.4 焦耳定律 同步练习 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

18.4 焦耳定律 同步练习 2024-2025学年人教版物理九年级全一册 一、填空题 1．家用电风扇的工作电压220V，电动机线圈电阻为100Ω，正常工作时，通过的电流为0.2A，通电5min，电风扇消耗的电能为　 　J，线圈产生的热量为　 　J。 2．如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面　 　 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫　 　 法。 3．小陆同学用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为6V，电阻丝，，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内等量的空气被加热，他观察到　 　选填“甲”或“乙”气球先鼓起来。电路通电，产生的热量为　 　J。 4．某兴趣小组用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”。实验中Ra=5Ω，Rb=10Ω，分别密封在装有等量空气的相同瓶内，细玻璃管内有等高的相同液柱，该实验探究的是电流产生的热量与的　 　关系。当导体中的电流为1A时，通电10s，Rb产生的热量是　 　J， Ra与Rb产生的热量之比为　 　。如图乙所示玻璃管内液柱的高低是由　 　（选填“瓶内的空气”或“玻璃管内的液体”）热胀冷缩导致的。 5．小华家电热毯内的电阻丝断了，爸爸将两个断头接上后想继续使用，被小华阻止了。原因是：电阻丝接头处发热多，接头处与电阻丝其他部分是串联的，通过它们的电流大小是　 　的。但电阻丝接头处的　 　较大，长时间使用会导致电热毯被烧焦。 6．小聪同学组装了一台直流电动机模型。他将电动机模型接入图甲所示的电路中，已知电源电压为6V并保持不变，接通电路后，电动机没转动时，电流表读数为2A；电动机正常转动时，电流表读数为0.5A，已知电动机能量转化如图乙所示。则电动机正常转动时，电路的总功率为　 　W，线圈在1分钟内产生的热量为　 　J，电动机将电能转化成机械能的效率为　 　。 7． 如图所示的电路，电源电压保持不变，R1=10Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为3V。则电源电压为　 　V，该电路通电1min电阻R1至少能产生　 　J的热量。 二、单选题 8．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，两个透明容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是（　　） A．甲装置可探究电流产生热量的多少与电流大小的关系 B．甲装置通电一段时间后，电流通过左右两容器内导体产生的热量之比是2∶1 C．乙装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧大 D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电流通过导体产生热量的多少 9．下列说法正确的是（　　） A．只有正电荷的定向移动才能形成电流 B．金属容易导电是因为内部有大量电子 C．电流做的功越多，电功率越大 D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同 10．下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电视机 B．电冰箱 C．笔记本电脑 D．电饭锅 11．将R1＝5Ω和R2＝10Ω的电阻丝分别放在装有相同质量的煤油的烧瓶中，再用带有温度计的橡胶塞盖紧瓶口，煤油的初始温度相同。把两个电阻按如图所示连在电路中，闭合开关，通电一段时间，下列说法中不正确的是（　　） A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显 B．左瓶（R1）的温度计示数较高 C．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系 D．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系 12．北京冬奥会期间，我国科研人员为运动员提供了带电源的智能控温加热手套，如图所示。下列与加热手套工作原理相同的用电器是（　　） A．电冰箱 B．电风扇 C．电饭锅 D．洗衣机 13．两个定值电阻、并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则，产生的热量之比为 A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4 14．甲、乙、丙图分别是“探究不同物质的吸热能力”、“比较不同燃料燃烧放热的本领”和“探究电流产生热量多少与电阻的关系”的实验装置。对比三个实验有以下判断，其中正确的是（　　） A．甲、乙、丙实验都是通过观察温度计升高的示数来比较容器中物质吸热多少 B．甲、乙、丙中除了图中的器材，还都要用到的测量工具是天平和秒表 C．甲、乙、丙中被加热物质的质量都要相同 D．把丙图中的一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体，就可以完成图甲实验 15．电风扇、电热毯和电动机上都标有“220V 100W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量最多的是（　　） A．电风扇 B．电动机 C．电热毯 D．一样多 16．如图是研究电流热效应的部分实验电路，电阻丝的阻值R甲＜R乙。比较通电后两根电阻丝两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙，下面关系中正确的是（　　） A．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙 B．U甲＜U乙，Q甲＞Q乙 C．U甲＝U乙，Q甲＝Q乙 D．U甲＞U乙，Q甲＜Q乙 17．下列家用电器利用电热工作的是（　　） A．洗衣机 B．电风扇 C．电视机 D．电饭锅 三、多选题 18．如图所示，能达到实验目的的是（　　） A．甲：验证质量守恒定律 B．乙：证明CO2可与H2O反应生成H2CO3 C．丙：说明导体产生热量的多少与电阻大小有关 D．丁：说明带电体带负电 19．图甲是某电加热器的实物图及工作原理图，其中和是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（　　） 额定电压 额定电压 额定加热功率 880W 额定保温功率 110W 乙 A．电阻与的阻值之比为7∶1 B．开关S和都闭合时，加热器的功率为880W C．加热器在加热状态下工作5min，产生的热量 D．开关S闭合，由断开到闭合，电路中电流变大，的功率变大 20．小明想探究“电流通过导体产生的热量多少与导体的电阻大小是否有关”。他连接了如图的电路进行实验，甲、乙两个烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，煤油中都各自浸泡着一段电阻丝，阻值分别为R1和R2，分别用插有温度计的橡胶塞封闭烧瓶，煤油中的电阻丝通过橡胶塞上的接线柱与电路相连，温度计可以测量煤油的温度。下列说法中正确的是（　　） A．实验中通过观察温度计示数变化大小来判断电流通过导体产生热量的多少 B．为实现实验目的，两个烧瓶内的电阻R1和R2的阻值应相等 C．为实现实验目的，两个烧瓶内的电阻R1和R2的阻值应不相等 D．为实现实验目的，应将R1和R2改为并联 四、实验探究题 21．下图是“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，两个透明容器中封闭着等量的空气： （1）通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过　 　（选填“做功”或“热传递”）方式改变的； （2）观察图甲中的 A、B 管，在通电时间相等时，发现 B 管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量多少与　 　有关； （3）采用图乙中的实验装置探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，右边透明容器中应该选用阻值为　 　Ω的电阻丝； （4）当家庭电路中的导线连接处接触不良，有时会产生高温，容易引发火灾，图　 　 （填“甲”或“乙”）的实验结论可以用来解释这种现象。 22．利用图中的装置探究水和煤油的吸热情况。在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝，装入质量和初温都相同的水和煤油，分别插入温度计。 (1)装置中电阻丝的阻值应　 　（填“相等”或“不相等”），实验中用　 　来反映液体吸收热量的多少。按照下表中的数据，请计算出煤油的比热容是　 　J/（kg·℃）； 液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 煤油 150 20 10 50 水 150 20 10 35 (2)夏天，海边昼夜温差变化小，这是因为水的　 　大； (3)在烧瓶中重新填装质量和初温都相同的煤油，接入阻值不同的电阻丝，此装置就可以探究电流通过导体产生的热量与　 　的关系。 五、计算题 23．如图是某家用电扇及其铭牌。 （1）电扇正常工作时的电流是多大？ （2）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为，若正常工作的电扇叶片被卡住不转的状态持续，则线圈中电流产生的热量是多少？ 24．如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100 W。已知R1=55Ω，问： (1)处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？ (2)求电阻R2的阻值。 (3)当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。 (4)如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。 25．实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求： （1）若R与阻值相等，R消耗的电功率，电流1min通过R产生的热量； （2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果； （3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加的阻值即可。你认为他的建议可行吗?若可行，请计算出此时的阻值。 答案解析部分 1．13200；1200 2．高度差；转换 3．甲；24 4．电阻；100；1∶2；瓶内的空气 5．相等；电阻 6．3；45；75% 7．6；24 8．C 9．D 10．D 11．B 12．C 13．A 14．C 15．C 16．A 17．D 18．A,C 19．A,B,D 20．A,C 21．（1）做功 （2）电阻 （3）5 （4）甲 22．相等；加热时间；2.1×103；比热容；电阻 23．（1）0.3A； （2）1.32×105J 24．(1)5A；(2)220Ω；(3)176 W；(4)1.5048×106J 25．（1）解：当R=R0=20Ω时，计算R的电功率， 1min产生的热量Q=Pt=1.8W×60s=108J （2）解：根据最小电流，计算电阻为，R的电阻为120Ω-20Ω=60Ω，根据图丙，重力最少为1N （3）解： 由图丙可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小， 当压力为2N时，压敏电阻的阻值为40Ω， 由串联电路的电阻特点可知，为了筛选出重力至少为2N的芒果，R0的阻值为R0'=R最大-R″=80Ω-40Ω=40Ω＞20Ω， 因此适当增加R0的阻值可以让重力小于2N的芒果被推离传送带，将重力至少为2N的芒果继续被传送到指定位置 故此建议可行，此时R0的阻值为40Ω 学科网（北京）股份有限公司 $$