6.3焦耳定律 ----2024-2025学年教科版物理九年级上学期

2024—2025学年九年级上册物理教科版6.3焦耳定律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列电学基础知识说法正确的是（　　） A．摩擦起电的实质是正电荷发生了转移 B．只要电荷在运动，电路中就一定有电流 C．家庭中使用的电热水器的发热体用的是超导材料 D．电源的作用就是给电路两端提供电压 2．随着科学技术的发展，越来越多的用电器进入了我们的生活，下列用电器主要利用电流的热效应工作的是（　　） A．油烟机 B．电火锅 C．无人机 D．电视机 3．下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是（　　） 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 高挡 1800W 中挡 1200W 低挡 500W A．电饭煲是利用电流的热效应工作的 B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小 C．电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能是1.08×106J D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，电能表示数将变成7328.6kW·h 4．以下家用电器中，属于电热器的是 A．电风扇 B．洗衣机 C．电冰箱 D．电饭煲 5．有A、B两个电热水壶，里面装了质量和初温都相等的水。现把两个电热水壶里的水都加热到相同的温度，电热水壶A比电热水壶B加热时间短，忽略散热，下列说法中正确的是（　　） A．电热水壶A消耗的电能更多 B．电热水壶B里的水吸收的热量更多 C．电热水壶B消耗的电能更多 D．电热水壶A消耗电能更快 6．图示的用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．手机 B．电饭煲 C．电风扇 D．扬声器 7．甲、乙两电热器通过的电流之比为3∶2，通电时间之比为2∶3，电阻之比为4∶3，则产生热量之比为（　　） A．1∶2 B．2∶9 C．2∶1 D．9∶2 8．某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．电热取暖器将电能主要转化为机械能 B．“高温”挡一定比“低温”挡消耗电能快 C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大 D．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多 9．电阻和串联接入电路中，闭合开关后两端电压之比为3∶2。关于二者产生热量的说法正确的是（　　） A．两电阻产生热量相同 B．没有通电时间，无法比较产生热量多少 C．两电阻产生热量之比为2∶3 D．两电阻产生热量之比为3∶2 10．下列用电器利用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅 11．如图所示为初中物理课本中一些插图，关于这些插图的说法，错误的是（　　） A．图甲：纸片接触的齿轮齿数越多，振动越快，发出声音的音调就越高 B．图乙：玻璃片离开水面的瞬间测力计示数变大，说明分子之间有引力 C．图丙：将电阻丝接入电路后，通过电流表的示数变化反映电阻的大小 D．图丁：移动滑动变阻器的滑片，是为探究电流产生热量与电阻的关系 12．历史上最早测出大气压强值的科学家是（　　） A．焦耳 B．阿基米德 C．牛顿 D．托里拆利 13．下列家用电器，利用电流的热效应工作的是 A．洗衣机 B．电视机 C．电冰箱 D．电水壶 14．如图所示的甲、乙两个电热器，其电源电压相同，电阻丝R1、R2的阻值不变，相同的托盘上放有相同的石蜡。当闭合开关S时，下列说法正确的是（　　） A．甲中的石蜡熔化比乙中的石蜡熔化快 B．甲中通过R1的电流等于乙中通过R1的电流 C．甲中R2两端的电压小于乙中R2两端的电压 D．若使两块石蜡均完全熔化，则甲电路通电时间更长 15．下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电视机 B．电风扇 C．收音机 D．电熨斗 二、填空题 16．两个电阻R1、R2的阻值之比为3：2，接入电路后通过他们的电流之比为1：2，经过相同的时间，它们产生的电热之比为 。 17．物理规律是自然界物质运动及变化规律的本质反映， 通过实验探究揭示了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系；人们为了纪念法国物理学家安培在电学方面的伟大贡献，用他的名字作为物理量 的单位名称。 18．如图所示，电源电压保持不变，电阻R1=R2=R3=10Ω．当S1、S2都断开时，电流表示数为0.2A，则电源电压 V；当S1、S2都闭合时，电流表的示数为 A，此时通电10s，电阻R2产生的热量为 J． 19．家用电饭锅正常工作时的电压为 V；它是根据电流的 效应工作的． 三、实验题 20．在“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 ”中。某兴趣小组猜想：电 流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们 利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻 丝，容器中密封着等量的空气，U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。 (1)如图甲，此时的 U 形管 （选填“是 ”或“不是 ”）连通器； (2)要探究电热与电阻的关系，应选用 组合，并将它们 接到电源两 端进行实验； (3)选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置 U 形管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻和 相同的情况 下，通过导体的电流越大，产生的热量 。其中丙容器外 5 Ω 的电阻起到 （选填“分流 ”或“分压 ”）的作用； (4)小红探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系 ”时。经多次实验测量，收集实验 数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度 h 与电流 I 的关系图象。根据焦耳定律可知，如图丁中能正确反映 h - I 关系的是 。 四、综合题 21．小聪家电热饮水机有加热和保温两种工作状态，它的简化电路图如图-2所示，和均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如表所示。 额定电压 220V 容量 2.5L 额定功率 加热挡 1100W 保温挡 242W （1）饮水机工作时电流通过电阻丝，慢慢的电阻丝会发热，这种现象叫做电流的 ，开关S接 时饮水机处于加热挡； （2）求饮水机在保温挡正常工作时电路中的电流；( ) （3）求电阻的阻值。( )    五、计算题 22．如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右向左滑动，因滑动变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离x的关系如图乙所示。求： （1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值； （2）当滑片P移到x＝2cm处时，电阻R0在10 s内产生的热量； （3）当滑片P移到x＝6cm处时，R1消耗的电功率； （4）电压表的量程为“0~3V”，电流表的量程为“0~0.6A”。若R1未断路，且其最大阻值为30Ω，为保护电路安全，R0电功率的变化范围。 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 B D D D B C B D D 题号 11 12 13 14 15 答案 D D D A D 1．D 【详解】A．摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电，故A错误； B．只有电荷发生定向移动才会形成电流，故B错误； C．家庭中使用的电热水器是利用电流热效应来工作的，发热体要有电阻，而超导体的电阻为0，电流通过超导体时不会产生热量，故C错误； D．电源是给电路提供电压的装置，即电源的作用就是给用电器两端提供电压，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．抽油烟机利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，故A不符合题意； B．电火锅是利用了电流的热效应，把电能转化为内能提高温度使食物成熟，故B符合题意； C．无人机利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，故C不符合题意； D．电视机主要将电能转化为光能和声能，不符合电流的热效应中将电能转化为内能的特性，故D不符合题意。 故选B。 3．D 【详解】A．电饭煲是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．由R=可知，电压不变，P越大，R越小，中挡时的电功率大于低挡时的功率，电压不变，所以在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小，故B正确，不符合题意； C．电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能 W=Pt=1800W×10×60s=1.08×106J 故C正确，不符合题意； D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，消耗的电能 W=Pt=1.8kW×h=0.3kW·h 电能表示数将变成 7325.6kW·h+0.3kW·h=7325.9kW·h 故D错误，符合题意。 故选D。 4．D 【详解】ABC．电风扇和洗衣机、电冰箱工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，所以不是电热器，故ABC不符合题意； D．电饭煲工作时，把电能全部转化为内能，是利用电流热效应来工作的，所以是电热器，故D正确． 故选D． 5．D 【详解】ABC．忽略散热，水吸收的热量等于电热水壶消耗的电能，水的质量和初温相同，把两个电热水壶里的水都加热到相同的温度，升高的温度相同，由Q=cmΔt可知，吸收的热量相同，所以两个电热水壶消耗的电能相同，故ABC错误； D．由以上分析可知，两个电热水壶消耗的电能相等，电热水壶A比电热水壶B加热时间短，由可知电热水壶A的电功率较大，电热水壶A消耗电能更快，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】A．手机工作时主要转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故A不符合题意； B．电饭锅工作时主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B符合题意； C．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意； D．扬声器主要将电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。 故选B。 7．C 【详解】由题意可知 由可得，电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．B 【详解】A．取暖器中的电热丝的作用是发热，将电能转化为内能，故A错误； B．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。高温挡的功率大，则高温挡消耗的电能快，故B正确； C．高温挡的功率大，家庭电路的电压为220V，电压一定，由可知，高温挡的电阻小，故C错误； D．由Q=W=Pt可知，取暖器产生热量的多少，除了与取暖器的电功率有关，还与通电时间的长短有关，所以“高温”挡不一定比“低温”挡产生的热量多，故D错误。 故选B。 9．D 【详解】电阻和串联接入电路中，根据串联电路特点可知，通过它们的电流相等，通电时间相等，闭合开关后两端电压之比为3∶2，根据公式 可知，两电阻产生热量之比为 故D正确，ABC错误。 故选D。 10．D 【详解】A．电风扇在工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故A不符合题意； B．电视机在工作时，主要将电能转化光能和声能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意； C．吸尘器工作时，主要将电能转化机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意； D．电饭锅在工作时，主要将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意。 故选D。 11．D 【详解】A．齿轮齿数越多，转动时纸片振动得越快，频率越高，音调越高，故A正确，A不符合题意； B．玻璃和水接触在一起，玻璃分子和水分子的距离在引力的范围内，稍稍用力拉动接触水面的玻璃板时，测力计示数变大，说明分子间存在引力，故B正确，B不符合题意； C．实验中通过电流表示数大小反映电阻大小，电流表示数越大，接入的电阻越小，这用到了转换法，故C正确，C不符合题意； D．移动滑动变阻器的滑片，电路的电流变化，是为探究电流产生热量与电流的关系，故D错误，D符合题意。 故选D。 12．D 【详解】A．焦耳通过实验得出焦耳定律，故A不符合题意； B．阿基米德通过实验得出了阿基米德原理，故B不符合题意； C．牛顿从伽利略等人的研究成果，得出了牛顿第一定律，故C不符合题意； D．托里拆利最早通过实验测量出了大气压强的值，故D符合题意。 故选D。 13．D 【详解】洗衣机、电冰箱主要是把电能转化为机械能；电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能；只有电水壶是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故D符合题意。 故选D。 【点睛】电流的热效应就是把电能转化为内能，可从能量转化的角度分析哪一用电器是利用了电流的热效应。 14．A 【详解】由图知，甲中R1、R2并联，乙中R1、R2串联；由题知，电源电压相同，相同的托盘上放有相同的石蜡。 A．由串联和并联电路的电阻特点知，甲电路总电阻小于乙，由可知，在相等时间内，甲电路产生热量较多，所以甲中石蜡熔化的较快，故A正确； BC．由串联和并联电路的电压规律知，甲电路中R1、R2两端电压等于电源电压，而乙电路中R2两端电压加上R1两端电压等于电源电压，即甲电路中R1两端电压大于乙电路中R1两端电压，甲电路中R2两端电压大于乙电路中R2两端电压；由知，甲中通过R1的电流大于乙中通过R1的电流，故B、C错误； D．使两块石蜡均完全熔化，需要的热量相等，甲电路总电阻小于乙，由，产生相同热量，甲电路通电时间短一些，故D错误。 故选A。 15．D 【详解】A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和少部分内能，不是利用电流的热效应，故A不符合题意； B．电风扇工作时，主要是电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故B不符合题意； C．收音机工作时，主要是电能转化为声能，不是利用电流的热效应，故C不符合题意； D．电熨斗工作时，电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意。 故选D。 16．3：8． 【详解】试题分析：知道电阻R1与R2阻值之比，通过的电流之比；又知道通电时间相等，利用焦耳定律求电流通过R1、R2产生的电热之比． 解：由题知，R1：R2=3：2，I1：I2=1：2，且时间t相等， 根据Q=I2Rt可得： Q1：Q2==××=××=3：8． 故答案为3：8． 点评：本题考查了学生对焦耳定律的掌握和运用，因为是求比值，要细心，防止因颠倒而出错！ 17． 焦耳 电流 【详解】[1]焦耳是英国伟大的物理学家，在热学、热力学和电学方面有着突出的贡献，通过实验探究揭示了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，发现了功和能的定量关系及著名的焦耳定律，后人为纪念他，用他的名字命名功和各种能量的单位。 [2]在国际单位制中电流的单位是安培，为了纪念法国物理学家安培，电流的常用单位还有毫安、微安等。 18．4    0.8    16 【详解】试题分析：由图示可知，当S1、S2都断开时，电阻R1和R2串联，此时的总电阻为20Ω，电流为0．2A，故可知电源电压为4V；当S1、S2都闭合时，R2和R3并联，总电阻为5Ω，故电流表的示数为0．8A；通电10s，电阻R2产生的热量为Q=I2Rt=16J． 考点：欧姆定律；电热的计算 19． 220 热 【详解】 (1)我们国家家用电器的正常工作电压为220V；(2)电饭煲工作时，消耗电能转化为内能，是根据电流的热效应工作的． 点睛：（1）不同国家家庭电路的电压不同，我们国家的是220V；（2）电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子． 20．(1)不是 (2) 甲、乙 串联 (3) 通电时间 越多 分流 (4)A 【详解】（1）上端开口、底部连通的容器叫连通，由于图甲中一端封闭，故此时它的U形管不是连通器。 （2）[1][2]要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。 （3）[1][2]选用乙、丙组合，串联在电路中，此时右边两个电阻并联后再与左边的电阻串联（如下图），由并联电路的电流特点可知通过乙容器中5Ω电阻的电流大于通过丙容器中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。 [3] 丙容器外 5 Ω 的电阻与丙容器内5Ω的电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，右侧容器外并联的电阻丝起到分流作用。 （4）小红用如图丁所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图像，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，根据焦耳定律知道 ①Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图丁中能正确反映h-I关系的是A。 21． 热效应 a 【详解】（1）[1]电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应。 [2]当开关S接a时，只有R1工作，当开关S接b时，电热丝R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点可知，串联后的总电阻大于各电热丝的电阻，电压一定时，根据可知，当开关S接a时，只有R1工作，此时电路中的电阻最小，电功率最大，为加热状态；当开关S接b时，电热丝R1、R2串联，此时电路中的电阻最大，电功率最小，为保温状态。 （2）[3]保温挡正常工作时，由得此时电路中的电流 （3）[4]当开关S接a时，只有工作，为加热状态；电热丝的阻值 当开关S接b时，电热丝、串联，此时电路中的电阻最大，电功率最小，为保温状态；、串联时的总电阻 电阻的阻值 22．（1）12.5Ω；（2）4J；（3）0.2W；（4）0.225W~2.025W 【详解】解：（1）由图乙和题意可知，当电流表开始有读数即I=0.2A时，滑片P移动的距离x=2cm，此时电压表的示数U1=2.5V，由 可得，R1接入电路的阻值 （2）当x=2cm时，R0两端的电压 电阻R0的阻值 电阻R0在10s内产生的热量 （3）当x=6cm时，由图乙可知，此时电路中的电流I′=0.4A，R0两端的电压 R1两端的电压 R1消耗的电功率 （4）若R1未断路，则当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，此时电路中的电流最大 R0的最大电功率 当电压表的示数U1大=3V时，R1接入电路中的电阻最大，此时R0两端的电压 电路中的最小电流 R1的阻值为 在可调范围内，此时R0有最小电功率，为 故R0的电功率变化范围为0.225~2.025W。 答：（1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值12.5Ω； （2）电阻R0在10s内产生的热量4J； （3）R1消耗的电功率0.2W； （4）R0电功率的变化范围是0.225W~2.025W。 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 $$