第十四章 第五节 焦耳定律&实验7 探究电流的热效应-【勤径学升】2024-2025学年九年级物理上册同步练测（鲁科版五四制）

第十四章电功率 第五节 焦耳定律 《基础巩固练 [答案P33] 细概点①电流的热效应 5已知两个电阻的阻值之比为R,:R2=9:1,在相 ①下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 同时间内产生的热量之比Q,:Q2=9:4,通过两 ( 个电阻的电流之比为 ( ） A.电风扇 B.电视机 A.9:1 B.1:2 C.电热水壶 D.电冰箱 C.1:6 D.6:1 2如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些 6(安徽)如图所示，电源电压保持3V不变，电阻 因素有关的实验，下列说法不正确的是 ( R,=102,R2=202。闭合开关S,则通电100s 电阻R,产生的热量为 J 2题图 6题图 A.甲、乙都采用了控制变量法 细瞑点③电热的利用和防止 B.甲通电一段时间后，右侧容器内空气吸收热 口跨学科（山东兰山期末）下列实例中，为了防止 量较多 C.乙通电一段时间后，两个U形管中液面的高 电热产生危害的是 () 度差相等 A.用电熨斗熨衣服 D.乙是为了研究电流产生的热量与电流大小的 B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置 关系 C.电视机的机壳上有许多小孔 知，直@焦耳定律 D.孵化家禽的电热孵卵机 3关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正 8(河南南阳期来)如图所示，电阻为R的某型号 确的是 () 风扇，连接在电压为U的电路上，若通过的电流 A.根据Q=可知，电阻越大，相同时间内产 为I,工作时间为，则计算电流通过电风扇产生 生的热量越多 的热量，下面公式选用正确的是 () B根据Q=可知，电阻越大，相同时间内产生 A.Ult 的热量越少 C.PRt D.都可以 C.根据Q=U可知，相同时间内产生的热量与 电阻无关 D.根据Q=可知，在电流一定时，电阻越大， 相同时间内产生的热量越多 4已知某电风扇接在220V的电压上，其正常工作 8题图 9题图 时的电流为0.1A,电阻为52，则电流1min通 ⑨如图是电热驱蚊器，它是利用电流的 过电风扇产生的热量为 工作的。从能量转化的角度分析，电热驱蚊器 A.1320J B.5880J 是把电能转化为 C.3J D.63J 见此图标服科音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩 05> 九年级物理·LK(上册) 《能力提升练 [答案34] ①（云南）将规格都是“220V150W”的一台电风 热量Q用时36min,当滑动变阻器的滑片P滑 扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电 至ab的中点时，若定值电阻R再产生热量Q用 路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是 时是 ( ) ( A.三个用电器均能将电能全部转化为内能 B.根据R=可计算出三个用电器的电阻相等 4题图 C.三个用电器消耗的电能一样多 A.20.5 min B.20.05min D.三个用电器产生的热量相等 C.20.25min D.22.25min 2新考法小乐按如图所示连接电路，其中R1、R、 ⑤（四川成都）小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣 R,是三段电阻丝(R,<R2=R),他将三根相同 服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温” 的火柴a、b、c分别固定在三根电阻丝上，闭合开 “高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R、R 关后，火柴燃烧的先后顺序是 是电热丝，R1=48.4,R2=96.8n,S为旋转式 C 开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗 WW 为 挡位，该挡位通电1min,电流产生的 WW 热量为 2题图 A.a、b、c B.c、a、b C.c、b、a D.a、c、b 220V 3如图，电源电压不变，R1、R2是两个相同的电阻， 5题图 当闭合开关S1,断开S2、S,时，通电20min,电路 6(河南)图为一款养生壶的电路简图，该壶有“加 产生的热量为Q;同时闭合S2、S,断开S,若要 热”和“保温”两挡。电源电压为220V,电热丝 产生相同的热量Q,则需通电 ( R、R2的阻值分别为44D、3562。养生壶在“加 热”挡工作时，电功率为 W;现将壶内 1kg的养生茶从20℃加热至75℃，加热过程中 若不计热量损失，所需时间为 s;养生 茶的内能增加是通过 的方式实现的。 [已知c秀=4.2×103J/(kg·℃)] 3题图 A.5min B.10 min C.20 min D.40 min ④如图所示，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时， 定值电阻R产生热量Q用时9min;当滑动变阻 o220 Vo 器的滑片P滑至b端时，定值电阻R产生相同 6题图 58 见此图标酮抖音/微信扫码领取配套资稳步提升成绩 第十四章 电功率 实验7探究电流的热效应 [答案P34] 在探究“影响电流热效应的因素”实验中： (1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使 ū/ù/0 左右容器内导体中的 不相等。 (2)由于电流通过导体产生的热量不易直接测 量，因此在实验中是通过观察U形管中液面 R=10D R=101R=5 高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的 甲 变化，这里采用的物理研究方法是 1题图 (1)用图甲所示装置探究电热器产生的热量与 电流的关系，在烧瓶内安装一根电阻丝，并 (3)通过对比观察A、B两U形管中液面高度的 插人一支温度计，通过比较 的变 变化， （选填“甲”或“乙”)容器中 化，来判断相同时间内不同电流产生的热量 导体产生的热量较多。由此可知，在电阻和 多少。 通电时间相同时，电流越 (选填 (2)先测量烧瓶内液体的温度，然后闭合开关， “大”或“小”)，导体中产生的热量越多。 通电308后再测量烧瓶内液体的温度，将温 3(浙江台州)某兴趣小组在研究“电阻丝产生的 度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器 热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时， 的滑片改变电流大小，重复上述操作，获得 制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内 第二组数据（如表所示） 装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保 实验次数电流/A通电时间/电阻/n温度升高量/℃ 温材料包裹。 1 0.3 30 o 1,5 (1)采用优质保温材料的目的是减少实验过程 0.6 30 10 6.0 中 的散失。 由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电 (2)保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的 流越大，其产生的热量 电阻丝R,记录水温变化△T和通电时间，的 (3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系， 数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。 应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙 ↑△7T/℃ 1=90s 电子温度计 中 (选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中 接线柱 的烧瓶 (选填“串联”或“并联”)。 电阻丝R (4)物理研究方法有很多，本实验运用了两种方 6 法，分别是 3题图 ②（黔东南州）如图所示，是探究电流通过导体时 根据上述实验，可以得出结论： 产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。 甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量 的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气 (3)保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变 温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面 电流大小，相关数据整理如下表。请分析表 相平。 中数据，并将表中所缺的数据补上。 B 电流/A 0.20.3 0.40.50.6 升高的温度△T/℃0.40.9 2.53.6 2题图 见此图标服科音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩 59参考答案及解析 电流为0.25A,则小灯泡的颜定功率P=U1=2.5V 若步骤②中，在将开关S,拨至“2”时，不小心将滑 ×0.25A=0.625W 片向右移动了少许，则会导致电路中的电流减小， (6)在探究“电流与电压的关系”时，要控制电阻的 计算出来的额定功率也偏小。 大小不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，故 第五节焦耳定律 不能深究电流与电压的关系。 【基础巩囿练】 2.(1)如答图所示 1.C[解析]电流的热效应指电流流过导体时将电 能转化为内能。电热水壶工作时将电能主要转化 为内能，是利用电流的热效应工作的。故C正确。 2.C[解析]由题图知，甲、乙两次实验中都用到了 控制变量法和转换法，故A说法正确：甲实脸中两 电阻丝串联，通过电阻丝的电流相等，当通电时间 相同时，右侧客器内电阻丝的阻值大，由Q= 2题答图 知，右侧容器内电阻丝产生的热量多，则右侧容器 (2)1.05(3)增大10 内空气吸收的热量多，故B说法正确：乙实验中右 (4)05.5y3.4 侧容器内电阻丝与另一电阻丝并联，当左、右容器 R。 偏小 内电阻丝的电阻和通电时间相同时，右侧容器内电 [解析](1)根据小灯泡的额定电压Um=2.5V,颜 阻丝的电流小，由Q=尸知，左侧客器内电阻丝产 定功率小于1.2，可得出其额定电流1< P 生的热量多，则左侧容器内空气吸收的热量多，左 12W=0.48A,所以电流表使用0-0.6A的量程 侧U形管中液面的高度差大，故C说法错误：乙实 2.5V 验中右侧容器内电阻丝与另一电阻丝并联，两容器 即可，连接的实物电路如答图所示。 内电阻丝的电阻和通电时问相同，但通过两容器内 (2)当电压表示数为2.5V时，由题图丙可知此时 电阻丝的电流不同，所以乙是研究电流产生的热量 电流表的示数为0.42A,所以此时小灯泡的电功率 与电流大小的关系，故D说法正确。 Pm=Um1s=2.5V×0.42A=1.05W。 3.D[解析]A项中没有控制电流一定，故A错误：B (3)由题表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大， 项中没有控制电压一定，故B错误：根据焦耳定律 电流也增大，根据P=川可知小灯泡消耗的电功率 Q=可知，电流道过导体产生的热量与电阻有 增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增 关，故C错误：根据Q=了可知，在电流、通电时间 大而增大。由题表中数据可知，第5次实验，电路 一定时，电流通过导体产生的热量与导体的电阻成 中电流最大，此时电路的总电阻最小，由1=只可 正比，即电阻越大，产生的热量越多，故D正确。 4.C[解析]电流1min通过电风扇产生的热量Q= 得，第5次实验时电路的总电阻R==0,44A U8 V FR=(0.1A)2×52×60s=3J. =18.2D<202,因为R。=R1+R。+R,已知定值 5.B[解析]由Q=F,可得号=R_9 Q2122R,t4'122 电阻R,的阻值为10D或20，故小聪在实验中选 用的是R,=10的定值电阻。 (4)①闭合开关S,将开关S,拨至“1”，此时两电阻 6.10 串联，要使小灯泡正常工作，则滑动变阻器与定值 [解析]由图可知，电阻R,、R串联，根据串联电路 电阻分得的电压为8V-2.5V=5.5V,所以应调节 的特点可知，电路中的总电阻R=R,+R2=10+ 滑动变阻器的滑片直至电压表示数为5.5V:②滑 200=30Q,电路中的电流：：日=0=01A, 片不动，再将开关S拨至“2”，此时电压表测电阻R。 两端的电压，电压表的示数为U,则电路中的电流 根据串联电路的电流特点可知，通过R:的电流 UmU。 1=I=0.1A:通电100s电阻R,产生的热量：Q= =。;③小灯泡的领定功率P=U。=R； /,2R4=(0.1A)2×102×100s=10J。 ·33. 九年级物理·LK(上册) 7.C[解析]电熨斗、高空飞行员所穿衣服里的电热 36mi,所以么=，则R=R:当滑动支阻器的 保温装置、瓣化家禽的电热孵卵机都是利用电热来 为人类服务的，故AB、D错误；电视机的机壳上有 滑片P滑至ab的中，点时，滑动变阻器接入电路中的 许多小孔是为了把各电器元件产生的热量及时散 阻位R,'=R,设R两瑞的电压为心，此时心山= 失掉，是为了防止电热产生危害，故C正确。 8.C[解析]电功的计算式W=U是用来计算用电 3:2,定值电阻R产生的热量Q= R,所以 2 器消耗电能多少的，焦耳定律Q=F是用来计算 99 电流产生热量多少的：用电器如采将电能全部转化 R,即6=4，=4×9mim=20.25mim。故选C 为内能，则Q=r=M=危=公，但电动机是非 5.低温6×104 纯电阻电路，工作时将电能转化为机械能和内能， [解析]旋转触片接触触点1和2时，电路为R,的 计算产生热量多少时只能用Q=「R。综上所述， 简单电路，电路消耗的电功率为，= ，旋转触片 ABD错误，C正确。故选C。 接触触，点2和3时，电路为R,和R2的并联电路，电 9.热效应内能 【能力捉升练】 路消耗的电功率为P#= E+尼，是然P<P,故 UU 1.C[解析]电格铁工作时，将电能全部转化为内 触片接触触点1和2时，电熨斗为低温挡：该挡位 能；电风扇、电视机工作时，电能转化为内能、机械 能、光能和声能等，故A错误：利用公式R-仁能计 通电1mm产生的热量为Q=W=Pt=R1 算电格铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电 (220V×60s=6×10J 48.42 阻，故B错误：由公式W=P:知相同时间内三个用6.1100210热传递 电器消耗的电能一样多，故C正确：相同时间内三 [解析]分析电路简图可知，当S2闭合时，R2被短 个用电器消耗的电能相同，其中电烙铁产生的热量 路，只有R,接入电路：当S,断开时，R与R,串联 最多，故D错误。 2.C[解析]由题图知，电阻丝R,、R2先串联再与R 接入电路。由P=公可知，总电阻越小，电功率越 并联，且R,<R=R,则通过R,的电流比通过R、 大，所以当S闭合后为加热挡，此时电功率P= R的电流大，通过R、R,的电流湘等，据Q= V_220Y)=1100W:1kg的养生茶从20℃加热至 知，在相同时间内，电流通过R,产生的热量最多， R442 电流通过R,产生的热量最少，则火柴c最先燃烧，a 75℃需吸收热量Q=c￥m/=4.2×10J/(kg·℃)× 最后燃烧，即火柴燃烧的先后顺序是c,b,a。 1kg×(75℃-20℃)=2.31×10J:若加热过程中不 3.A[解析]当闭合开关S,断开S、S,时，R、R2串 计热量损失，则所消耗的电能与养生茶吸收的热量 联：闭合S2、S,断开S,时，R、R并联。产生的热 有等，即=0=作，可得1=名=2引 量相同则Q=尽：=4，设R三尼=尺，因为 2108:养生茶吸收热量、内能增加，属于热传递 R=2R,R=R,所以R,=4R4,所以，=4 实验7探究电流的热效应 1.(1)温度计示数(2)越多(3)B串联 '米=4×20min=5mino (4)转换法控制变量法 4.C[解析]当滑动变阻器的滑片P滑至4端时，定 [解析](3)要探究电热器产生的热量与电阻的关 系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同。 U,2 值电阻R产生的热量Q=R=R,当滑动变阻 2.(1)电流(2)转换法(3)甲大 器的滑片P滑至b端时，定值电阻R产生的热量 3.(1)热量 0=京，所以= U22 (2)当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生 R4=R,由于4=9min,h= 的热量跟导体的电阻成正比 ·34· 参考答案及解析 (3)1.6 (2)共消耗电能： [解析](1)采用优质保温材料的目的是减少实验过 33r 程中热量的散失 r15m:而品kwh=72×101. (2)水的质量相同，水温变化△T与吸收热量的多 电热水壶消耗电能：W%=W-W体=7.92×10J- 少成正比，水温变化△T越大，电阻丝产生的热量越 7.2×10J=7.2×10J,1=1min=60s, 多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产 电热水壶的电功率： 生的热量跟导体的电阻成正比。 P=Ws-7.2×10」=120W: 4T_2 60s (③)不计热量损失，Q=Q,mT=f,7疗 (3)水吸收热量：Q暖=cm(1-4)=4.2× Ar=4704℃x04=1.6℃ 103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36× 3 (0.2A) 103J, 专题10电与热综合计算 消耗电能：W,=Q魔=3.36×10J. 1.解：(1)当开关5，闭合S,断开时，电阻尼=7 W1_3.36×10」=2808 时间：t=P= 1200W7 0.3A=102: 3V 答：(1)电冰箱在这段时间消耗的电能是 (2)当开关S,,S均闭合时，0=U=3V, 7.2×10°J:(2)此时电热水壶的电功率是1200W: (3)如果用此电热水壶把Ikg的水由20℃加热至 通过民的电流方-壳-品=01A 沸腾需要的时间是2805。 通电10s电阻R,产生的热量： 4.解：(1)由图乙知，当滑片P在最左端时，只有R。接 Q=2R24=(0.1A)2×302×108=3J 入电路中，加湿器以最大功率正常工作，由表格可 答：(1)电阻R,的阻值为10：(2)当开关S,、S,均 知最大功率P=110W,由P=。可得，R的电阴 闭合时，通电10s电阻R2产生的热量为3J。 2.解：(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流： P-(220V)2 值：R,=P 110W =4400: 1-Ps-880W=4A: (2)由图乙可知，当滑片P在最右端时，R连人电路 U220 V (2)由图知，足浴器将水加热到42℃，水吸收的热量 的阻值最大，R与R串联，加湿器以最小功率正常 Q履=c泰m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg× 工作，由表格可知最小功率P=22W,此时电路中 (42℃-20℃)=4.62×10J. -(20V)2=22000. 总电阻：Ra=P 22W 不计热量损失，则Q=Q:, 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R 0L_4.62×10」=525s: 加热时间=P 的最大阻值： 880W R=R。-R=22002-4402=17602: (3)加热状态下，足浴器的电阻R= 0-220y 14A (3)p=1gcm3=1x10kg/m,由p=可得，水 55,当实际电压为200V时.足浴器的实际加热功 率Px= Ux2.(200V)2 箱内装满水时水的质量： R 海727.27W。 55n m=pkV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg 答：(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流是 加湿器正常工作一段时间后，水刚好沸腾产生水蒸 4A:(2)当水温达到控制面板上显示的温度时，水 气，此过程中水吸收的热量： 吸收的热量是4.62×103J,加热所用的时间是 Qw=cm△1=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃ 525s:(3)足浴器的实际加热功率是727.27W。 -12℃)=3.696×10J. 3.解：(1)电冰箱消耗电能： 不计热量损失，加湿器消耗的电能W=Q,则由公 W*10w5wh=7.2x10J片 3r 式P=平可得，此过程中加湿器的工作时间： ·35·