焦耳定律和电功率多档位问题练习 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

2026-2027学年九年级物理18章焦耳定律和电功率多档位问题练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列情况中不属于防止电热危害的是（     ） A．电脑机箱内有小风扇 B．电视机的后盖有散热窗 C．电动机外壳有许多散热片 D．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置 2．下列情况中，属于防止电热造成危害的是（     ） A．电视机背后有散热窗 B．家电长期不使用，隔一段时间要通电一次 C．大型用电器机身内安装散热风扇 D．大型爆破工程用电热引爆炸药 3．如图为“探究电热的多少与哪些因素有关”的实验装置。相同透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（     ） A．闭合开关前，应先检查透明容器的气密性是否良好 B．该实验装置B、C可以探究电热与电阻的关系 C．通电一段时间后，A、B装置中电阻丝产生的热量之比为 D．在研究方法上该实验用到了转换法和控制变量法 二、填空题 4．如图甲所示是某款微重力感应杯及杯垫，杯子的质量为300g。杯中加入200g的水后置于水平杯垫上，与杯垫的接触面积为，此时水杯对杯垫的压强为_________Pa。该杯垫有高温和低温两个挡位，图乙为其内部简化电路图。放上水杯，开关S自动闭合，当开关与触点_________（选填“a”或“b”）接触时为高温挡，此时加热功率为20W。现用高温挡将杯内200g的温水从45℃加热至55℃，用时14min，此过程中水吸收的热量为_________J，杯垫的加热效率为_________。[g取10N/kg，水的比热容为] 5．小明家的电火锅有高、低温挡，如图为电火锅的简化电路图，和是加热电阻丝，高温挡额定功率为，开关接触_______（选填“a”或“b”）时，电火锅处于高温挡正常工作产生的热量是_______J。 6．某电饭锅有高温烧煮与低温焖饭两个挡位，如图所示是对该电饭锅进行测试的电路（电能表未画出），其中和R是电饭锅内部的发热体，的阻值为55 Ω。当开关S置于“2”时，电流表的示数为0.2 A，则R的阻值为________Ω；当开关S置于“1”时，电饭锅处于________（选填“高温烧煮”或“低温焖饭”）挡，电饭锅在该挡位下工作15 min，标有“3000 imp/（kW·h）”字样的电能表指示灯会闪烁________次。 7．汽车大灯通常有“远光照明”和“近光照明”两种照明方式。如图甲是某汽车大灯的简化图，电源电压恒为和B是灯泡内的两条灯丝，S为扇形旋钮开关，S与触点接触时，开关断开。当“近光照明”时只有一条灯丝工作，当“远光照明”时两条灯丝同时工作。当大灯处在“远光照明”时，开关S与触点______接触；若照明大灯消耗的功率和时间的关系如图乙所示，则在此内该大灯消耗的电能是______J；由图乙还可知，当大灯在“近光照明”时，发光灯丝的电阻为______（结果保留一位小数）。 8．如图甲所示的电热水壶具有自动加水、加热、保温等功能，壶内加热电路如图丙所示，当壶内装入适量的水时，关闭家中的其他用电器，正常工作情况下，壶内的水加热6 min后沸腾，该过程中电能表的转盘转了300转，该过程中电水壶的加热功率是________，水沸腾后，开关________（选填“闭合”或“断开”），水壶转入保温状态，已知保温功率为200 W，若忽略温度对电阻的影响，电阻丝的阻值为________。 9．如图所示是某电水壶的内部电路简图，R1、R2均为加热电阻，旋转旋钮开关可以实现加热或保温功能，其加热功率为1000W，保温功率为40W，则R2=___________Ω。当旋钮开关旋转到触点___________时，实现保温功能。用此水壶加热初温20℃、体积为1L的水400s刚好沸腾，则此电水壶加热效率为___________%。[气压为一个标准大气压，] 10．大城县葫芦烙画是我国非物质文化遗产。如图所示，村民正在利用电烙铁在葫芦表面烫出精美图案。电烙铁是利用电流的_____工作的；烙画时葫芦温度升高内能增大，这是通过_______的方式改变内能的。 11．小明总结了远距离输电时减少输电线上电能损失的两种方法：一种是在输电功率一定时，通过增大输电电压从而__________（选填“增大”或“减小”）输电线上的电流；另一种是在输电线材料和长度一定时，更换横截面积更大的输电线从而__________（选填“增大”或“减小”）电阻。 12．一个“220V  10W”的灯两端如果加上220V电压，灯的实际电功率为___________W；如果加上110V的电压，灯的实际电功率为___________W（假设灯丝电阻不变）。一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω。正常工作时，通过的电流为 5A，则电动机的额定总功率为___________W；因发热损失的电功率为___________W。 13．如图是电动汽车动力系统示意图，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当汽车速度最大时电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为______W，若电动机的内阻为，则电动机内阻的发热功率为______W，电动机的效率是______。    三、实验题 14．如图是探究“电流通过导体时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。 (1)实验中通过观察U形管中________来比较电流通过导体产生热量的多少； (2)若探究电流产生的热量与电阻的关系应选择________装置； (3)乙装置中，为了使实验现象更明显，可以将的阻值换成更________的电阻； (4)如图丙，写有“认真学习”的电热桌垫是小桐的好伙伴。此桌垫有“高温”和“低温”两个挡位，图丁是其简化电路，电源电压恒为，发热电阻和的阻值分别为和，只闭合开关时，桌垫处于________挡位。 15．学习安全用电时，小明想探究家庭电路中不能用铁丝代替保险丝的原因。小明查阅资料可知，熔断器中的核心部件（俗称保险丝）常用铅锑合金这类材料制成。于是小明用长度、横截面积相同的铅锑合金丝和铁丝进行探究。 (1)把铅锑合金丝和铁丝同时放到酒精灯的火焰上，观察到铅锑合金丝熔断时铁丝未断，这说明铅锑合金丝的熔点比铁丝的_______。 (2)在两个烧瓶内分别装上________相等的煤油，并将长度、横截面积相同的铁丝和铅锑合金丝分别放入两个烧瓶内，串联接入电路（图是电路的一部分）。通电一段时间发现乙烧瓶内煤油温度升高得多。这样可通过_________来判断一段时间内两金属丝放热的多少。进一步分析可得出，长度和横截面积相同时，铁丝的电阻比铅锑合金丝的电阻______。由此，得出铁丝不能代替保险丝的原因：_____________________________。 四、计算题 16．2026年1月，达瓦家在国家实行家电补贴政策期间新买了一台取暖器，其内部简化电路如图所示，该取暖器可调为高温挡和低温挡，已知高温挡的功率为1100W，定值电阻R2的阻值为66Ω。求： (1)高温挡状态下电路中的电流； (2)电阻R1的阻值； (3)低温挡的功率大小。 17．如图甲所示是电热水壶，额定电压为220V，内部简化电路如图乙所示，有保温、加热两挡，、是两个阻值不变的发热元件。双触点开关接触2和3时为保温挡，此时的电流为1A；双触点开关接触3和4时为加热挡，加热挡的电功率为2000W，求： (1)的电阻是多少？ (2)保温挡的电功率是多少？ (3)若电热壶内装有30℃、1kg的水，现用加热挡加热水，加热效率为84%，加热时间为200s，能使水的温度升高多少？（假设大气压为1个标准大气压，） 18．中国的茶文化源远流长，如图甲所示的煮茶器有加热和保温两个挡位，简化电路如图乙所示，加热挡功率为1000 W，（）。 (1)求电阻R的阻值； (2)若用该煮茶器将1 kg、初温为20°C的水加热至沸腾用时500 s，求煮茶器的烧水效率； (3)若将煮茶器单独接入家庭电路中煮茶8 min，发现图丙的电能表指示灯闪烁60次，求煮茶器的实际功率。 19．在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示。和均为电热丝（阻值不随温度变化），是自动控制开关，可实现低温挡、高温挡之间的转换，饮水机工作时功率与时间的关系图像如图乙所示。求： (1)低温挡工作电热饮水机消耗的电能； (2)饮水机低温挡工作时，通过电阻的电流； (3)电阻的阻值。 20．小华对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如表。其内部基本电路原理如图甲，其中、均为加热电阻，阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图乙所示。     电源 220 V 容积 1.5 L 高温档功率 500 W 低温档功率 100 W 预约功率 10 W (1)预约过程中消耗的电能是多少kW·h? (2)的阻值是多少Ω? (3)若此电中药壶的高温挡加热效率为84%，将1.5 L水从20℃加热至100℃，需要多长时间? 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 《2026-2027学年九年级物理18章焦耳定律和电功率多档位问题练习》参考答案 题号 1 2 3 答案 D AC C 1．D 【详解】ABC．电脑、电视机、电动机工作时会产生多余电热，加装小风扇、散热窗、散热片均是为了散失多余电热，避免电热损坏设备，属于防止电热危害，故ABC不符合题意； D．电热保温装置利用电流的热效应产生热量实现保暖，是对电热的利用，不属于防止电热危害，故D符合题意。 故选D。 2．AC 【详解】A．电视机工作时会产生电热，散热窗可以把多余的热量散发出去，避免热量堆积烧坏元件，属于防止电热危害，故A符合题意； B．家电长期不用时内部容易受潮，隔一段时间通电，利用电热驱走内部潮气，属于电热的利用，故B不符合题意； C．大型用电器工作时产生电热，内置散热风扇可以加速热量排出，避免过热损坏设备，属于防止电热危害，故C符合题意； D．用电热产生的高温引爆炸药，属于电热的利用，故D不符合题意。 故选AC。 3．C 【详解】A．该实验通过容器内空气受热膨胀，带动U形管液面差反映电热多少，因此闭合开关前必须检查容器气密性，防止漏气影响实验结果，故A正确； B．探究电热与电阻的关系时，需要控制电流、通电时间完全相同，仅电阻不同；本装置中B容器电阻为5Ω、C容器电阻为10Ω，且B容器电阻、C容器电阻串联，满足“电流相同”的控制变量要求，因此能探究电热与电阻的关系，故B正确； C．A容器内的5Ω电阻与容器外的5Ω电阻并联，然后与B容器内的5Ω电阻串联，干路电流是支路电流的2倍，即通过A的电流是通过B的电流的；根据焦耳定律，A、B容器内的电阻都是5Ω、通电时间相同，因此，故C错误； D．实验中将电热的多少转换为U形管的液面高度差，用到转换法；探究电热与某一因素的关系时控制另外两个因素不变，用到控制变量法，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 4． a 50% 【详解】杯子和水的总质量 水杯对杯垫的压力 水杯对杯垫的压强 由题图乙可知，接a时，电路为的简单电路，由可知，此时为高温挡，接b时，、串联，电路的总电阻较大，此时为低温挡； 水吸收的热量 杯垫消耗的电能 加热效率 5． b 【详解】根据电功率公式，电路总电阻越小，加热功率越大，对应高温挡；当开关接触时，电阻和串联接入电路，总电阻最大，为低温挡；当接触时，被断路，电路中只有工作，总电阻最小，功率最大，为高温挡； 电火锅是纯电阻用电器，正常工作时消耗的电能全部转化为热量，因此热量，电火锅处于高温挡正常工作产生的热量是 6． 1045 高温烧煮 660 【详解】开关S置于“2”时，与串联，电路总电阻 由串联电路电阻规律得，R的阻值 开关S置于“1”时，被短路，电路为的简单电路，电路电阻较小，由可知，电源电压不变，总功率越大，故电饭锅处于高温烧煮挡。 高温挡电功率 工作15min消耗的电能 电能表指示灯闪烁次数 7． 2.6 【详解】[1]远光照明要求两条灯丝同时工作。观察甲图电路：开关S接2、3时只有一条灯丝接入电路，是近光状态；接3、4时，灯丝A、B并联同时接入12V电源，两条灯丝都工作，符合远光照明的要求。 [2]远光照明，两条灯丝并联工作，总电阻较小，电源电压不变，由可知，此时电路消耗的电功率最大；近光照明，只有一条灯丝工作，电路总电阻较大，电路消耗的电功率较小，由乙图，远光照明时电路消耗的功率为，近光照明时为 则远光照明消耗的电能为 近光照明消耗的电能为 10min内大灯消耗的总电能为 [3]近光照明时发光灯丝的电阻为 8． 1000 断开 60.5 【详解】加热过程中电水壶消耗的电能为 电水壶的加热功率为 因电源电压不变，由可知，电路总电阻越大，总功率越小。保温状态功率较小，故需总电阻较大，因此开关断开，仅接入电路，此时电路的电阻较大，水壶进入保温状态。 保温时只有工作，故的功率 加热时与并联，并联电路的总功率等于各导体的电功率之和，则的功率为 电阻丝的阻值为 9． 48.4 1 84 【详解】由可知，电压一定时，电路总电阻越小，功率越大。旋钮开关接触点2时，只有接入电路，总电阻最小，为加热挡；接触点1时，与串联，总电阻最大，为保温挡。的阻值为 因串联电路总电阻大、功率小，故旋钮开关旋转到触点1时实现保温功能。 水的质量为 水吸收的热量为 电水壶消耗的电能为 加热效率为 10． 热效应 热传递 【详解】电烙铁通电发热，是利用电流的热效应，电能转化为内能；烙画时，高温的电烙铁接触葫芦，葫芦吸收热量、温度升高，内能增大，这是通过热传递改变物体内能。 11． 减小 减小 【详解】根据输电功率公式，当输电功率一定时，输电电压增大，输电线上的电流就会随之减小，能降低输电线上的电能损耗。 导体的电阻和横截面积有关，在输电线的材料、长度固定时，输电线横截面积越大，输电线的电阻就越小，也能减少输电线上的电能损失。 12． 10 2.5 1100 25 【详解】当灯两端的电压为220V时，实际电压等于额定电压，则灯的实际功率 灯丝电阻 当灯两端的电压为110V时，实际功率为 电动机额定总功率 电动机发热损失功率 13． 【详解】由图可知，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量电路电流。 电动机消耗的功率为 电动机内阻的发热功率为 电动机的机械功率为 电动机的效率为 14．(1)两侧液面的高度差 (2)甲 (3)小 (4)低温 【详解】（1）电流产生的热量无法直接观测，容器内空气受热膨胀会使U形管两侧液面出现高度差，热量越多液面高度差越大，这是初中物理常用的转换法。 （2）探究热量与电阻的关系时，需要控制电流和通电时间相同，只改变导体的电阻。甲装置中两个不同阻值的电阻串联，满足电流、通电时间相等，电阻不等的实验要求，故选甲。 （3）乙装置中R3和容器内的R2并联，再和R1串联。由并联电路分流原理可知，将R3换成更小的电阻，会让通过R3的电流更大，则通过R2的支路电流更小，R1和R2的电流差变大，由焦耳定律可知，相同时间内两个容器内电阻的产热量差异更明显，实验现象更易观察。 （4）电源电压不变，只闭合S1时，R1和R2串联，总电阻较大，根据可知，电功率较小，属于低温挡；闭合S1、S2时，R1被短路，只有R2工作，电路电阻较小，电功率较大，属于高温挡。 15．(1)低 (2) 质量和初温 温度计示数的变化 小 铁丝的熔点高、电阻小，电流过大时，铁丝产生的热量少且难以达到熔点，无法及时熔断切断电路，会引发用电安全事故 【详解】（1）相同加热条件下，铅锑合金丝先熔断、铁丝还没熔化，说明铅锑合金丝更低温度就可以熔化，即它的熔点比铁丝低。 （2）利用转换法比较金属丝放热多少时，要控制变量，因此两个烧瓶中需要装入质量和初温相等的煤油，保证实验的初始条件一致； 实验中无法直接观测金属丝放热的多少，因此通过煤油升高的温度（温度计示数的变化）间接反映放热多少，这是转换法的应用。 两根金属丝串联，通过的电流和通电时间都相同，根据焦耳定律，乙烧瓶（铅锑合金丝）煤油升温更多，说明铅锑合金丝产生的热量更多、电阻更大，因此长度和横截面积相同时，铁丝的电阻比铅锑合金丝小； 结合前面的实验结论可知：铁丝熔点远高于铅锑合金丝，且相同条件下铁丝电阻更小，电流过大时铁丝产生的热量更少、温度很难达到自身熔点，无法及时熔断切断电路，起不到保险作用，容易引发火灾等安全事故，因此不能用铁丝代替保险丝。 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）高温挡状态下电路中的电流为 （2）由电路图可知，当、闭合时，电路中只有电阻，由得，电阻较小时，功率较大，为高温挡；当闭合、断开时，电阻和串联，此时电路中的电阻较大，功率较小，为低温挡；由得，电阻R1的阻值为 （3）低温挡的总电阻为 低温挡的功率为 17．(1) (2) (3) 【详解】（1）双触点开关接触2和3时，电路中只有接入工作，两端电压等于电源电压。由欧姆定律得R1的阻值 （2）保温挡时只有工作，保温挡功率等于的电功率，保温挡的电功率 （3）加热挡加热200s，消耗的电能 水吸收的热量 升高温度 1标准大气压下水的沸点为100℃，水初温为30℃，水的末温 所以水的末温是100℃，故实际升高温度 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）由图乙可知，开关S断开时，与R串联，电路的总电阻最大，根据可知，此时煮茶器处于保温挡；开关S闭合时，电路为电阻R的简单电路，此时电路的总电阻最小，根据可知，此时煮茶器处于加热挡。 电阻R的阻值为 （2）煮茶器将1 kg、初温为20°C的水加热至沸腾，水吸收的热量为 煮茶器消耗的电能为 煮茶器的烧水效率 （3）煮茶8min中，消耗的电能为 煮茶器的实际功率 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）闭合、断开时，只有接入电路，电路中电阻较大，由可知电路中电功率较小，饮水机处于低温挡，功率，工作时间 消耗的电能 （2）低温挡时，电路为的简单电路，两端电压等于电源电压，的功率 由得，通过的电流 （3）、都闭合时，与并联，饮水机处于高温挡，总功率，因并联电路各支路独立工作，故的功率不变，仍为，则的功率 并联电路中两端电压 由得 20．(1)0.08kW·h (2)121Ω (3)1200s 【详解】（1）预约阶段，电中药壶以预约功率工作，由图乙可知预约时间， 则预约消耗的电能为 （2）S闭合、S1断开时，只有工作，电路中的电阻最大，由可知，电功率最小，为低温档，功率； S、S1都闭合时，与并联，为高温档，总功率。 则的功率为 则的阻值为 （3）水的质量为 水吸收的热量为 高温档消耗的电能为 则加热时间为 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 $