6.3焦耳定律 同步训练 2024-2025学年教科版物理九年级上册

6.3焦耳定律 同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．把两根完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上，它们在时间t内产生的热量为Q1；若把它们并联起来接在同一电源上，在相同的时间内产生的热量为Q2，则（  ） A．Q1:Q2=1:4 B．Q1:Q2=4:1 C．Q1:Q2=1:2 D．Q1:Q2=2:1 2．如图是研究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验，密闭容器中有一定量的空气，容器上盖有一管口用塑胶软管与U形压强计相连通，下列分析正确的是（　　） A．图甲、乙两次实验都无法研究电热与时间的关系 B．图甲通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C．图乙是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D．图乙通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 3．用如图的装置探究“影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（　　） A．利用图中器材可探究电流热效应与电流大小的关系 B．闭合开关后，装电阻丝R1的烧瓶中温度计示数上升得较快 C．实验中，不需要添加秒表即可获知电热与电阻的初步关系 D．将R2烧瓶中的煤油换成等质量的水，闭合开关后该烧瓶中温度计示数上升得较慢 4．下列用电器中，不是利用电流的热效应工作的是（　　） A．电饭煲 B．电烤箱 C．电视机 D．电暖器 5．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电热水壶 B．电冰箱 C．电磁继电器 D．扬声器 二、填空题 6．如图所示，电源电压保持不变，R1=5Ω，闭合开关S，开关S0拨至b时，电压表示数是拨至a时的三分之一，则R2= Ω；若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，R1在1min内产生的热量是 J，此时R2的电功率为 。 7．如图甲所示的电路中，电源电压 U0保持不变，R1 为定值电阻。闭合开关 S，将滑动变阻器 R2的滑片 P 从 a 端向 b 端移动的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示，则 R1的阻值= Ω，电源电压 U0＝ V，滑片 P移至滑动变阻器的中点时在 10s 内电流通过 R1 所做的功为 J。 8．测量家庭消耗电能的仪表是 表，标有“220V，1600W”的电吹风正常工作0.1小时耗电 千瓦时。为减小电能的损耗，远距离输电时必须用 （选填“高压”或“低压”）。 9．小林家4月底电能表读数为，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了 的电能。他家中有一个电热水壶，铭牌标有“220V；1210W”，电热水壶是利用 效应工作的；如果他只让电热水壶工作，发现在10分钟内该电能表转盘转过了500转，则电水壶的实际电功率为 W。 10．如图所示，是额定电压为220V的电吹风电路，电热丝R用来发热，电动机送风，电动机额定功率为120W。当吹热风时，开关S应拨至 （选填“AB”“BC”或“CD”）位置。电吹风在额定电压下工作，吹热风时电路的总功率为560W，则电热丝R的电功率为 W，且在1min内产生的热量为 J。 三、实验题 11．小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。 （1）实验中通过观察两个U形管中的 变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少； （2）图甲所示的装置 （选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多； （3）图乙所示的实验装置用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系； （4）在家用电热水壶烧同一壶开水时，若通电时间不够长，水就不能烧开，是因为电流通过导体产生热量多少与 有关。 四、简答题 12．如图所示是我们常用的电热水壶，它的电源线又粗又短，请解释这样制作的道理。 13．白炽灯泡的灯丝烧断后，搭接可以再次发光，灯泡亮度为什么会变亮？灯丝搭接处容易再次烧断，为什么？ 五、计算题 14．如图所示的电路中电源电压保持不变，，当、都断开时，电流表的示数为。求： （1）电源电压； （2）当、都断开时，电阻在内产生的热量； （3）当、都闭合时，电流表的示数为多少。    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 答案 A D C C A 1．A 【详解】当两电阻串联时，总电阻，当两电阻并联时，总电阻，根据可知，相同时间内两种情况下产生的热量之比 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．D 【详解】A．甲、乙两次实验中，均可以控制其它条件不变，加热不同的时间来比较吸收热量的多少，故A错误； B．由图甲中可知，两电阻丝串联，故流过两电阻丝的电流大小相同，且通电时间相同，而右侧电阻丝的阻值更大，故由Q=I2Rt可知，右侧电阻产生的热量更多，则右侧容器内空气吸收的热量更多，故B错误； C．由图乙可知，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故两侧空气盒中电阻丝的阻值和通电时间相同，但通过的电流不同，所以是为了研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误； D．图乙中，右侧电阻丝流过的电流小于左侧电阻丝流过的电流，且两侧空气盒中电阻丝的阻值和通电时间均相同，故由Q=I2Rt可知，右侧电阻丝产生的热量少，故右侧容器内空气吸收的热量少，气体压强小，则右侧U形管中液面的高度差比左侧的小，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．由图可知，两电阻丝串联，通过它们的电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系。故A错误； B．电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于 R1＜R2 故R2产生的热量多，温度计示数上升得较快。故B错误； C．两电阻丝串联，通过它们的电流相同，通电时间也相同，不需要添加秒表即可获知电热与电阻的初步关系，故C正确； D．将R2烧瓶中的煤油换成等质量的水，两瓶中都有阻值相同的电阻丝，才能比较相同时间内两瓶中温度计上升的快慢，从而得到两种液体的比热容大小关系，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】ABD．电饭煲、电烤箱、电暖器它们工作时，将电能转化为内能，产生热量，利用了电流的热效应，故ABD不符合题意； C．电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，故C符合题意。 故选C。 5．A 【详解】A．电热水壶工作时，电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A符合题意； B．电冰箱工作时，电能主要转化为机械能，故B不符合题意； C．电磁继电器利用了电流的磁效应，故C不符合题意； D．扬声器是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故D不符合题意。 故选A。 6． 10 12 0.4W 【详解】[1]闭合开关S，开关S0拨至b时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，闭合开关S，开关S0拨至a时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关S0拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比 根据串联分压规律可知，两电阻的阻值之比 则R2的阻值 R2=2R1=2×5Ω=10Ω [2]若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流 R1在1min内产生的热量 Q1=I2R1t=(0.2A)2×5Ω×60s=12J [3]此时R2的电功率为 P2= I2R2=(0.2A)2×10Ω=0.4W 7． 10 6 9 【详解】[1][2]由电路图可知，R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路电流。 当滑片P在a端时，滑动变阻器全部接入，由图像可知，R2两端电压为4V，此时电路中电流最小，I最小=0.2A，由I=可得滑动变阻器的最大阻值 R2===20Ω 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压 U= I最小R1 +U2=0.2A×R1+4V-① 当滑片P在b端时，滑动变阻器没有连入电路，电压表示数为零，此时电路中电流最大，由图像可知这时电路中电流为I最大=0.6A，电源电压加在R1上，则 U=I最大R1=0.6A×R1-② 解①②得 R1=10Ω，U=6V 即R1 的阻值为10Ω，电源电压为6V。 [3]滑动变阻器的滑片P在中点时，滑动变阻器连入电路的阳值为 R2′==×20Ω=10Ω 此时电路总电阻为 R= R1+ R2′=10Ω+10Ω=20Ω 电流表的示数为 I===0.3A 所以10s内电流通过 R1 所做的功为 W=I2Rt=(0.3A)2×10Ω×10s=9J 即电流通过 R1 所做的功为9J。 8． 电能 0.16 高压 【详解】[1]电能表是测量家庭消耗电能的仪表，接在进户线后面。 [2]电吹风正常工作0.1小时消耗的电能 [3]当输出功率一定时，若提高电压，则由可知，电流降低，由可知，可以使电线上电阻的损失的功率减小，减小电能的损失，所以远距离输电时必须用高压电。 9． 110.7 电流的热 1000 【详解】[1]由图可知，5月底电能表读数为，5月份他家消耗的电能为 [2]电流通过导体会产生热量，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应，电水壶属于电热器，电热器把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 [3]在测量电热水壶的实际功率时，要关闭其他的用电器，使电热水壶单独工作；电能表上标有，它表示每消耗的电能，表盘转过3000圈，则转盘转过500圈时电流做的功 电水壶的工作时间 电热水壶的实际功率 10． AB 440 26400 【详解】[1]送冷风时，只有电动机工作，送热风时电动机和电热丝都工作。故吹热风时，开关S应拨至AB位置，此时电热丝及电动机并联在电路中。 [2]由图示电路图可知，吹热风时，电热丝与电动机并联，电热丝的功率 [3]1min内电热丝产生的热量 Q=W=PRt=440W×60s=26400J 11． 两侧液面高度差 b 电流 通电时间 【详解】（1）[1]实验中通过观察两个U形管中的两侧液面高度差的变化反映密闭空气温度的变化，从而来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。 （2）[2]图甲所示的装置中a中的电阻小于b中的电阻，电流相等，通电时间相同，则电阻大的产生的热量较多，所以b容器中电流产生的热量较多。 （3）[3]图乙所示的实验装置，电阻相等，通电时间相同，c中电阻处在干路上，其电流大于b中的电流，所以图乙所示的实验装置用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。 （4）[4]电流通过导体产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间长短有关，若通电时间不够长，水就不能烧开，是因为电流通过导体产生热量多少与通电时间有关。 12．见解析 【详解】电源线又粗又短，减小了电线的电阻，根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻小产生的热量少，可以防止导线源烧坏。 13．见解析 【详解】灯丝搭接后长度变短，电阻变小，根据P=，在电压一定时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮。搭接处电阻变大，根据焦耳定律，在电流和通电时间一定时，搭接处产生的热量较多，所以容易再次烧断。 14．（1）15V；（2）；（3）3A 【详解】解：（1）由图可知，当、都断开时，电阻、串联，电流表测量电路中的电流，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻 根据可知，电源电压 （2）根据串联电路的电流特点可知，通过的电流 电阻在内产生的热量 （3）由图可知，当、都闭合时，、并联，被短路，电流表测量干路电流，根据并联电路的电压特点可知，、两端的电压 通过的电流 通过的电流 根据并联电路的电流特点可知，干路中的电流 即电流表示数为3A。 答：（1）电源电压额为15V； （2）当、都断开时，电阻在内产生的热量为； （3）当、都闭合时，电流表的示数为3A。 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 $$