18.4 焦耳定律 同步复习练习- 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

18.4 焦耳定律 同步复习练习- 2024-2025学年人教版物理九年级全一册 一、单选题 1．下列家用电器中，不是利用电流的热效应工作的是（　　） A．电饭煲 B．电热水器 C．电视机 D．电熨斗 2．电风扇、电烙铁、日光灯三个用电器上都标有“220V，60W”字样，正常工作时，相同的时间内（　　） A．电风扇产生的热量最多 B．电烙铁产生的热量最多 C．日光灯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多 3．将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　） A．电烙铁产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多 C．电视机产生的热量最多 D．三个用电器产生的热量一样多 4．图5所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．计算器 B．电风扇 C．电暖气 D．电视机 5．下列物理图像中，反映物理量之间关系正确的是（　　） A．某晶体熔化前后曲线倾斜程度不同是因为该物质固态时比热容大于液态时比热容 B．电流通过导体产生的热量与电流的关系 C．燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系 D．电阻一定时，电流随电压变化的关系 6．如图是探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置，两个透明容器密封着等量的空气。下列说法不正确的是 A．U形管液面高度变化是因为气体的热胀冷缩 B．该实验通过U形管内液面的高度差来反映热量的多少 C．探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，的阻值可以不为 D．将换成的电阻，可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系 7．年仅24岁的成都青年曹原，解决了困扰世界物理学家多年的难题，取得了在石墨烯超导领域中的重大突破。超导材料适合用来制作（　　） A．电热丝 B．滑动变阻器线圈 C．电饭锅 D．输电导线 8．如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是（　　） A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为3.6W C．滑动变阻器两端电压变化范围为9~12V D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1min产生的热量为140J 9．如图所示是某可加热的榨汁机内部电路简化图，R1、R2的阻值不随温度变化而变化，该榨汁机的部分参数如表所示，则（　　） 榨汁机部分参数表 额定电压 220V 加热功率 300W 保温功率 80W 榨汁功率 66W A．榨汁时的正常工作电流为0.36A B．加热时电阻R2消耗的电功率为220W C．电阻R1的阻值为600Ω D．该用电器正常工作加热100s产生的热量为3.8×107J 10．如图甲所示是一款暖奶器，它可以实现高温定挡消毒、中温定挡加热和低温可调保温三种功能，其电路结构如图乙所示。暖奶器的电源电压保持40V不变，发热电阻和分别为10Ω、5Ω和40Ω，R1是规格为“30Ω2A”的滑动变阻器。S闭合，均接1时，暖奶器处于低温挡，移动滑片，可以手动调节低温挡的保温功率。下列说法正确的是（　　） ①S闭合，S1、S2均接2时，暖奶器为高温定挡消毒功能 ②暖奶器以中温挡工作时，发热电阻5min产生的热量为800J ③暖奶器以低温挡工作时，保温功率最大为80W ④暖奶器以低温挡工作时，保温功率最小为10W A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 11．图甲所示，电源电压保持不受，小灯泡的额定功率为5W，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．小灯泡的额定电压为5V B．电源电压为10V C．只闭合开关S、S2，滑片P在a点时，定值电阻R2在5s内产生的热量为8J D．只闭合开关S、S1，滑动变阻器R1的阻值变化范围为4Ω～32Ω 12．如图电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J．则下列结果正确的是（　　） A．电路中的最大电流为1A B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消粍的电能为60J C．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1 D． 先后两次消耗的电功率之比为16：9 13．如图甲所示是同学们为生物实验制作的恒温补光装置的电路原理图，电源电压保持不变，小灯泡的额定功率为5W。调试电路时，在保证电路各元件安全的前提下，断开开关（温控开关），闭合开关S、（光控开关），将滑片P从滑动变阻器的最右端向左移动到a点时，小灯泡正常发光，此过程中电流表与电压表示数的关系图象如图乙所示。断开开关，闭合开关S、，电流表示数为0.3A。下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为6V B．电源电压为10V C．只闭合开关S、，滑片P移到a点时，在5s内产生的热量为3.6J D．只闭合开关S、，调试过程中滑动变阻器接入电路的最大阻值为 二、多选题 14．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 15．如图所示是电阻A和B的图像，下列说法中正确的是（　　） A．当电阻A两端的电压为时，内电阻A产生的热量为 B．当电阻B两端的电压为时，它的阻值 C．将电阻A和B串联在电路中，当电流为时，A、B两端的总电压为 D．将电阻A和B并联在电路中，当A、B两端的电压为时，电阻A和B消耗的总功率为 16．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，下列说法正确的是（　　） A．U形管液面高度变化反映电阻产生热量的多少 B．乙图的电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面高度差大 C．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 D．图甲所示的装置是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 17．对如图所示的物理情形，下列叙述和判断正确的是（　　） A．英国物理学家焦耳用图甲所示的装置，通过大量实验，最先确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比 B．如图乙，用气筒向装有少量水的瓶里打气，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，气体内能减少，温度降低，瓶内的水汽化成“白雾” C．如图丙，小华和爷爷从一楼同时开始爬楼梯，爷爷爬了3层楼高时，小华已经爬到六楼楼顶，爷爷的体重大约是小华的2倍，可得爷爷和小华爬楼的功率之比大约是1∶1 D．如图丁所示，当杆秤在水平位置平衡时，秤砣悬线正好压在4kg刻度线上，由图可以估测出秤砣的质量大约是1kg 18．如图是探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置，两个透明容器密封着等量的空气。下列说法正确的是（　　） A．U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故 B．图中通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更少 C．通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是4∶1 D．通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是2∶1 19．如图所示，在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，容器中密封等量的空气。通电后，观察U形管中液面高度的变化，则（　　） A．通过甲容器内导体的电流大于乙容器内导体的电流 B．通电一段时间后，甲中的U形管液面高度差较大 C．本实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系 D．本实验探究的是电流产生的热量与电流的关系 三、填空题 20．如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为5Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为1V，电源电压为　 　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为2V，小灯泡L消耗的实际功率为　 　W，电阻R2在1min内产生的热量为　 　J。 21．在电学的研究过程中，英国物理学家　 　做了大量的实验探究电流产生的热量跟电流大小、导体的电阻以及通电时间的关系。实验证明，其它条件相同时，电流通过导体所产生的热量与电流的二次方成　 　（选填“正比”或“反比”）。 22．电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻　 　，在电流相同时，由于电流的　 　效应会导致接头处温度过高产生安全隐患。 23．如图是探究电流通过导体产生的热量与　 　关系的实验装置，实验中用U形管内液面的　 　反映导体产生热量的多少.通电一段时间后，容器　 　（选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。 24．某饮水机具有恒温功能，其内部简化电路如图所示（R1、R2均为加热电阻），闭合S，电磁铁上端为　 　（选填“N”或“S”）极；而当温控区温度达到60℃时，通过温度传感器与电磁铁共同作用，使饮水机进入保温状态，此时电磁铁衔铁应与　 　（选填“a”或“b”）触点接触。已知R1：R2＝1：2，若加热和保温产生相等的热量，则所需时间之比t加热：t保温＝　 　。 25．如图，是一款有“低温”挡和“高温”挡的挂烫机的工作电路图。正常工作电压为220V，加热电阻，只闭合开关时，挂烫机处于　 　挡。当开关．都闭合时，挂烫机正常工作100s产生的热量为　 　J。 26． 1840年英国物理学家　 　最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为　 　能。 27．如图所示是一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，利用电流的　 　效应，可防止水蒸气液化。防雾膜的规格是，一块面积为的防雾膜正常工作10min，消耗的电能是　 　J。小明站在镜前0.6m处，他在镜中的像和他相距　 　m，当他远离镜子时，镜中的像　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 28．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。实验关键条件是：两个透明容器中密封空气的量　 　。U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故。图甲是研究电流通过导体产生热量跟　 　大小的关系，图乙是研究相同电阻通过不同　 　产生热量的情况。 29．如图所示，定值电阻R1=5 Ω，R2=10 Ω，开关 S 闭合时，R1、R2 两端的电压分别是 U1、U2，通过的电流分别是 I1、I2，则 U1∶U2=　 　，I1∶I2=　 　，通电 10s 电流通过电阻产生的热量之比 Q1∶Q2=　 　。 四、计算题 30．如图所示，是小芳设计的可调式电热水器的工作原理图，电路由电热管R和可调电阻器R0组成。电热水器的工作电压为220V，电热管R的最大加热功率为1100W。电热管R的阻值不变，可调电阻器R0的阻值范围是0～176Ω。求： （1）电热管的阻值R； （2）最大加热功率下，工作10min，产生的热量； （3）电热水器的最小加热功率。 31．如图所示，电源电压不变，电阻R1为30Ω，电流表示数为0.2A。闭合开关S后，电流表示数变为0.5A。求： （1）电源电压。 （2）闭合开关S后，电阻R2的电功率。 （3）闭合开关后，通电1min，整个电路产生的热量是多少？ 32．如图甲所示是小明家的电饭锅，图乙是该电饭锅的工作电路图。R1和R2均为加热电阻，S是温控开关，当锅内温度达到100℃时温控开关S自动跳转电饭锅转入保温状态。从说明书上收集到的部分数据如下表所示。电饭锅正常工作时，10min可将电饭锅中1.5kg的食物从20℃加热到100℃，之后转入保温状态。[食物的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)] （1）加热时食物吸收的热量是多少？ （2）电热丝R2的阻值是多少？ （3）电饭锅的加热效率是多少？ 额定电压 220V 额定功率 加热挡 1000W 保温挡 220W 电源频率 50Hz 33．小明家有一个标有“220V；10A”的插排（图甲所示），同时接入一个电饭煲（“220V；1232W”）和一台微波炉（“220V；700W”），小明家电压恒为220V。 （1）微波炉工作10min消耗的电能是多少？ （2）现有一个电吹风机（“220V880W”），请通过计算说明插排能否允许再接入此电吹风机，使3个用电器同时工作； （3）某电饭煲内部电路简图如图乙（左），S为总开关，S1为自动控制开关，当S1闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙（右），求在煮饭过程中电阻R2提供的热量。 五、实验探究题 34．甲同学在用电炉烧水时发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热甲同学猜想“电阻越大，发热功率越大”.而乙同学在用电炉烧水时发现，将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水快些，相同时间内产生的热量多些，乙同学猜想“电阻越小，发热功率越大”现有镍铬合金丝做的电阻R1和R2，阻值分别为5Ω和10Ω，两个相同的容器中装入质量和温度都相同的煤油，另有温度计、电池组、开关、导线、变阻器等实验器材. （1）为了验证甲同学的猜想，请利用以上器材设计实验，用笔画线代替导线连接好图甲的电路　 　. （2）下表是验证甲同学的猜想时实验得到的数据： 加热时间/min 0 8 16 24 装有R1容器中煤油的温度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7 装有R2容器中煤油的温度/℃ 20.0 23.1 26.0 28.9 从上述实验数据分析发现，发热功率与电阻的关系是　 　 （3）电流产生热量的多少不易直接测量.因此，在这个实验中是通过比较　 　来比较电阻R1、R2产生热量的多少. （4）为验证乙同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图　 　. （5）甲同学与乙同学观察到的现象似乎有矛盾，请加以分析　 　 35．用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”。A、B 两个相同烧瓶内装有等质量的煤油。 （1）实验过程中，通过观察　 　比较电阻丝产生热量。为达到实验目的，选用的电阻丝 R1与 R2的阻值应　 　。通过 R1的电流　 　通过R2的电流。 （2）与上述实验采用的两种物理研究方法不同的是____。 A．探究物体受到几个力作用，引入了合力的概念 B．探究压力的作用效果，可通过观察海绵的凹陷程度 C．探究电流与电压的关系，必须保持电阻一定 36．某班实验小组在探究“影响电流产生热量多少的因素”时，设计了如图所示的电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，电阻丝R甲＞R乙。 （1）将两段电阻丝串联的目的是　 　，实验中煤油吸热的多少是通过　 　来反映的； （2）实验时，大家都问“水容易获得，干嘛不用水做实验”，这是因为煤油的　 　较小，实验现象更明显； （3）图中电路，通电3min后，比较两烧瓶中温度计的示数，发现甲瓶中的温度计示数升高的多，由此得出的实验结论是：　 　； （4）完成实验后，小明还想利用该装置探究“水和煤油的吸热能力”，他将其中一烧瓶中的煤油换成等质量的水，为了保证相同时间内吸收的热量相同，小明对原电路做出的改变必须满足的条件是　 　。 37．如图1所示，规格相同的容器装了相等质量的甲、乙两种液体，用不同的电热器串联进行加热（不计热量损失），已知R乙=2R甲，得到图2所示的液体温度与加热时间的图像。 （1）某时刻温度计示数如图1所示，此时乙液体的温度为　 　℃； （2）加热至2min时； ①甲液体升高的温度为 t甲，乙的为 t乙，则 t甲： t乙=　 　； ②甲液体吸收的热量为Q甲，乙的为Q乙，则Q甲　 　Q乙（选填“＜”、“＞”或“=”），理由是　 　。 答案解析部分 1．C 2．B 3．A 4．C 5．C 6．D 7．D 8．B 9．B 10．A 11．D 12．D 13．C 14．A,C 15．C,D 16．A,C 17．C,D 18．A,C 19．A,B,D 20．3；1.2；36 21．焦耳；正比 22．大；热 23．电流；高度差；甲 24．S；a；1：3 25．低温； 26．焦耳；内 27．热；36000；1.2；不变 28．相等；电阻；电流 29．1：1；2：1；2：1 30．（1）44Ω；（2）6.6×105J；（3）44W 31．（1）；（2）；（3） 32．（1）480000J；（2）171.6Ω；（3）80% 33．（1）；（2）不能再接入此电吹风机；（3） 34．（1） （2）在电流相等的条件下，电阻越大，发热功率越大 （3）煤油温度升高的多少 （4） （5）在电流相等的条件下，电阻越大，发热功率越大；在电压相等的条件下，电阻越小，发热功率越大，所以没有矛盾 35．（1）温度计的示数变化；不同；等于 （2）A 36．（1）控制电流和时间相等；温度计升高的示数 （2）比热容 （3）当通电时间和电流相同时，电阻越大，电流产生的热量越多 （4）R甲＝R乙 37．（1）37 （2）1：2；<；R甲和R乙串联，电流和通电时间都相等，由Q=I2Rt可知，R越大，Q越大 学科网（北京）股份有限公司 $$