18.4 焦耳定律课时练习----2025-2026学年人教版（2024）物理九年级上册

18.4 焦耳定律课时练习----2025-2026学年人教版（2024）物理九年级上册 一、单选题 1．下列电器中利用电流热效应工作的是（　　） A．电熨斗 B．电动机 C．电磁继电器 D．电视机 2．科研人员设计了一种带电源的智能控温加热手套，与此工作原理相同的用电器是（    ） A．电热毯 B．洗衣机 C．电冰箱 D．充电宝 3．图中所示的四种家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电暖气 B．扫地机器人 C．洗衣机 D．电视机 4．红红家电饭锅的电源线坏了，红红买来一根新的换上，通电后，不一会儿她闻到了一股浓烈的橡胶焦糊味，红红立即断电检查，发现这根新电源线很热，而家中其它用电器正常。请你利用所学的物理知识帮助红红分析一下，发生这一现象最有可能的原因是（　　） A．电饭锅两端的电压过高 B．通过电饭锅的电流过小 C．新买的电源线电阻过大 D．电饭锅的通电时间过短 5．如图所示是“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。两个透明容器内密封着等量的空气，下列有关说法正确的是（    ） A．该实验装置是利用U形管中液体热胀冷缩的性质来反映电流产生热量的多少 B．甲装置中闭合开关后，通过的电流小于中的电流 C．乙图是用于探究电流通过导体时产生的热量与电阻大小关系的 D．乙装置中，将容器外的电阻与并联，可以使通过的电流小于中的电流 6．如图是探究电流通过导体时产生热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，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　） A．该实验装置主要是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 B．通电一段时间后，左侧U型管中液面的高度差比右侧的大 C．该实验装置是利用U型管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少 D．将右边容器外的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就是探究电流产生的热量与电阻的关系 7．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验.下列分析正确的是（　　） A．只有甲实验应用了控制变量法 B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C．乙实验是为了研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧小 8．如图是探究电流产生热量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，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　） A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 B．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 C．乙实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 D．甲、乙两实验同时通电一段时间后，甲图左侧U形管中两侧液面的高度差最大 9．如图所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，原来各U形管中两侧液面相平，通电一段时间后，U形管B中两侧液面高度差比U形管A的大。下列说法正确的是（　　） A．该实验要控制两个电阻丝两端电压相等 B．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同 C．U形管B中两侧液面高度差大说明右侧电阻丝产生热量多 D．左侧容器中电阻小，通过的电流比右侧容器中电阻中的电流大 10．如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气， ，下列有关说法正确的是（　　） A．通过R1的电流是通过R2的电流的一半 B．通电一段时间，R1产生的热量是 R2产生的热量的2倍 C．R3两端的电压等于R4两端的电压 D．通电一段时间，R3产生的热量是R4产生的热量的4倍 二、填空题 11．电流流过导体时产生的热量，跟 成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做 定律。 12．如图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为3V，电热丝R的电阻为，开关闭合，通电2min产生的热量为 J。 13．如图是一款挂烫机和它的简化电路图，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，，。开关旋到不同位置，使挂烫机有关闭、慢热、速热三个挡位。当开关处于2、3两个触点时，挂烫机处于 挡；若挂烫机在速热挡工作0.5min，电热丝所产生的热量为 J。 14．如图是“探究导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置，R1、R2串联，已知R1=5Ω，R2=10Ω。通电一段时间后，两个电阻产生的热量之比为 ；电阻丝是通过 方式发热。利用电流热效应工作的用电器 （选填“能”或“不能”）用超导体。 15．如图是探究电流通过导体时产生的热量跟电阻大小的关系的实验装置，实验中通过观察 来比较电阻产生的热量。若通过电阻的电流是0.2A，则阻值为5Ω的电阻在1min内产生的热量为 J。 三、实验题 16．如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。 (1)在该实验中，通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 法。 (2)在图甲中，通过两电阻丝的电流 ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。 (3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器 U形管液面高度差较大，这说明 。 (4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。 (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用 装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。 17．在探究“影响电流热效应的因素”实验中： 次数 RA=10Ω RB=20Ω 通电时间/min 温度/℃ 通电时间/min 温度/℃ 1 0 17.3 0 17.5 2 1 17.9 1 18.6 3 2 18.4 2 19.7 4 3 18.9 3 20.6 (1)为了探究电热器产生的热量与 的关系，小明设计了如图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。为让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用 （选填“煤油”或“水”）； (2)为了测温方便准确，小明利用温度传感器替代温度计测量烧瓶内液体的温度。闭合开关，当I=0.1A时，每1分钟测量一次温度，得到的数据如表中。由此数据可得出的两个结论是： 、 ； (3)为了探究电热器产生的热量与另一因素的关系，小明接下来的操作是 。 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 《18.4 焦耳定律课时练习----2025-2026学年人教版（2024）物理九年级上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A A C D B D D C D 1．A 【详解】A．电熨斗工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故A符合题意； B．电动机工作时，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B不符合题意； C．电磁继电器利用了电流的磁效应，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意； D．电视机工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。 故选A。 2．A 【详解】带电源的智能控温加热手套是利用电流的热效应工作的，将电能转化成内能； A．电热毯，利用电流通过导体时产生热量来工作，将电能转化成内能，故A符合题意； BC．洗衣机、电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，故BC不符合题意； D．给充电宝充电时将电能转化成化学能，使用充电宝时，将化学能转化成电能，故D不符合题意。 故选A。 3．A 【详解】A．电暖气工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A符合题意； B．扫地机器人，工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故B不符合题意； C．洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意； D．电视机工作时将电能转化为声能、光能以及少部分内能，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。 故选A。 4．C 【详解】红红更换电源线后，闻到橡胶焦糊味，且新电源线发热明显，而其他用电器正常工作。这表明问题集中在新电源线上，而非电饭锅本身或家庭电路整体。电饭锅与电源线串联，根据焦耳定律 Q=I2Rt，在电流I和通电时间t相同的情况下，电阻R越大，产生的热量Q越多。则新电源线电阻过大是导致电源线发热和焦糊味的直接原因，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】A．根据转换法，该实验装置是利用U形管中气体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少，故A错误； B．甲装置中，两电阻串联，由串联电路电流的规律可知通过两个电阻丝的电流相等，故B错误； CD．乙图中右侧两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小大于通过右侧容器中电阻的电流，即通过R2的电流小于R1中的电流，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，故C错误，D正确。 故选D。 6．B 【详解】AB．装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，由于右侧两电阻的阻值相同，则电流相同，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系；由可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故A错误，B正确； C．该实验中运用转换法，通过观察U形管液面的高度差来表示电阻丝产生电热的多少，故C错误； D．将右边容器外的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，密闭容器内的电阻阻值相同，通过密闭容器中电阻丝的电流不同，因此探究的是电流产生的热量与电流的关系，故D错误。 故选B。 7．D 【详解】A．甲实验控制通过电阻的电流和通电时间相同，乙实验控制电阻和通电时间相同，甲、乙两次实验中都用到控制变量法，故A错误； B．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B错误； C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，左、右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误； D．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，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，左、右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律可知，左侧电阻产生热量多；则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】A．甲图实验中，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过左侧电阻的电流较大，所以研究电流产生的热量与电流的关系，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧的电流大，产生的热量多，则左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故A错误； BC．乙实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，其电阻值不同，所以是研究电流产生的热量和电阻的关系；右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻产生热量多，则右侧容器内空气吸收的热量多，故BC错误； D．甲实验右侧两个5Ω的电阻并联再与左侧电阻串联，右侧两电阻并联后的总电阻为 则左侧电阻产生的热量 乙实验两电阻丝串联，右侧电阻产生热量多，则右侧电阻产生热量 则甲图左侧电阻产生的热量多，即甲图左侧U形管中两侧液面的高度差最大。故D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．该实验要控制通过两个电阻丝的电流相等，而不是控制电压相等，故A错误； B．通电时间相同时，由于两个电阻丝的阻值不同（右侧电阻较大），根据焦耳定律Q=I²Rt，右侧电阻丝产生的热量更多，因此两个容器中空气吸收的热量不相同，故B错误； C．U形管B中液面高度差较大，说明右侧容器内气体膨胀更明显，表明右侧电阻丝产生的热量更多，该说法正确； D．两个电阻丝串联在电路中，因此通过左侧和右侧电阻丝的电流大小相等，故D错误。 故选C。 10．D 【详解】A．甲装置中，两电阻串联，串联电路中电流处处相等，通过R1的电流和通过R2的电流相等，故A错误； B．根据Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，产生热量与电阻成正比，在通电一段时间，由已知条件有，故R1产生的热量是R2产生的热量的倍，故B错误； CD．乙装置中，R3=R4=R5，右侧两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，由欧姆定律和并联、串联电路电流的规律可知，通过R3的电流是R4电流的2倍，根据U=IR，R3两端的电压大于R4两端的电压；通电一段时间，根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间不变条件下，产生热量与电流的平方成正比，R3产生的热量是R4产生的热量的4倍，故C错误，D正确。 故选D。 11． 电流的平方 焦耳 【详解】焦耳定律的内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。 12．2700 【详解】由题知，电源电压，，此处为纯电阻，开关闭合，通电2min产生的热量 13． 慢热 【详解】[1]当开关处于1、2两个接触点时，电阻不工作，为关状态；根据 可知，电源电压固定，当总电阻越小时，总功率越大，为速热挡；当开关处于3、4两个接触点时，两个电阻并联，为速热挡；当开关处于2、3两个触点时，只有R1接入，电阻较大，总功率较小，即为慢热挡。 [2]若挂烫机在速热挡工作0.5min，电热丝所产生的热量为 14． 1∶2 做功 不能 【详解】[1]由可知，在电流和时间一定时，电热多少与电阻成正比；通电一段时间后，两个电阻产生的热量之比 [2]电流通过电阻丝时，电流做功，电能转化为内能，使电阻丝的温度升高，所以电阻丝是通过做功的方式发热的。 [3]超导体是指在一定温度下电阻为零的导体。 根据焦耳定律Q=I2Rt，当电阻R=0时，无论电流I和通电时间t为多少，产生的热量Q=0。 而利用电流热效应工作的用电器，是利用电流通过导体产生热量来工作的，若用超导体，则不会产生热量，无法正常工作，所以利用电流热效应工作的用电器不能用超导体。 15． U形管中液面高度差 12 【详解】[1]实验中通过观察U形管中液面高度差来比较电阻产生的热量，这是转换法的应用。 [2]，，，则产生的热量 16．(1) 高度差 转换 (2) 相等 电阻 (3) 电流 左 在其它情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多 (4)电流的平方 (5)甲 【详解】（1）[1][2]实验中，电流通过电阻丝产生热量，容器内空气吸收热量温度升高，体积变大，U形管内液面产生高度差；电热越多，U形管内液面高度差越大；实验中通过U形管液面高度差来间接反映电热多少，这种研究方法是转换法。 （2）[1][2]图甲中，两电阻丝串联，通过它们电流相等；两容器电阻丝中电流相等，通电时间相等，只是两个电阻丝电阻不同，通电一段时间后，右侧U形管液面高度差较大，实验可以探究电热与电阻关系。 （3）[1][2][3]图乙中，左右两容器中电阻丝电阻相等，通电时间相等，因为右侧容器内外两个电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联，由于右侧容器外电阻丝的分流作用，右侧容器中电阻丝中电流小于左侧，是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；一段时间后，左侧U形管内液面高度差大，这说明，在电阻与通电时间都相同时，电流越大，电热越大。 （4）最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳，该结论被称为焦耳定律，内容为：电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比，数学表达式为。 （5）导线与电炉丝串联，通过的电流相等，通电时间相等，只是电炉丝电阻大于导线电阻，所以电流通过电炉丝产生的电热大，这可以用甲装置的实验结论来解释。 17．(1) 电阻 煤油 (2) 见解析 见解析 (3)见解析 【详解】（1）[1]图中两根阻值不同的电阻丝串联，电流相同，所以是为了探究电热器产生的热量与电阻的关系。 [2]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法。因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油升高的温度多，在短时间内用煤油做实验效果更明显，便于观察。 （2）[1]，由表可知，时间相同时，B中温度计示数较高，可得：电流和通电时间相等时，电阻越大，电热越多。 [2]由表可知，对于同一电阻丝，时间越长，温度计示数越高，可得：电阻和电流相同时，时间越长，电热越多。 （3）为了探究电热器产生的热量与另一因素（电流大小）的关系，可以调节滑动变阻器改变电流，记录相同时间A或B内的温度。 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 $$