教科版九年级上册第六章 电功率3 焦耳定律同步达标检测题

6.3焦耳定律同步练习教科版初中物理九年级上册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 一根电热丝，通过的电流为I，在时间t内产生的热量为Q。若将电热丝中通过的电流增加到2 I，则在时间t内产生的热量为   

A. 2Q B. 4Q C.  D.

2. 关于电热的利用，下列说法中正确的是

A. 电热对我们来说总是有利的
B. 电热对我们来说总是不利的
C. 电饭锅是利用电流的热效应的原理工作的
D. 电视机工作过程中没有产生电热

3. 在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。原因是连接处

A. 电流比别处小，产生的热量多 B. 电流比别处大，产生的热量多
C. 电阻比别处小，产生的热量多 D. 电阻比别处大，产生的热量多

4. 下列事例中，属于防止电热危害的是

A. 供取暖用的电褥子 B. 飞行员衣服里的电热保温装置
C. 电视机机壳上开有许多小孔 D. 孵化家禽的电热孵卵器

5. 对焦耳定律的理解，下列说法正确的是

A. 电流做了多少功就有多少电能转化为内能
B. 电流通过电阻产生的热量与电流成正比
C. 用电器两端的电压越大，产生的热量越多
D. 通过电阻的电流越大，产生的热量不一定越多

6. 如图甲所示，闭合开关后，在滑片P由b端向a端移动的过程中，电压表示数U随滑动变阻器的电阻变化的关系图像如图乙所示，下列说法错误的是
    

A. 的最大阻值是
B. 电源电压是6V
C. 的电阻是
D. 当滑片P移动至ab中点时，20s内电流通过产生的热量是18J

7. 用“220V，800W”的电热壶烧水，若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，在32min内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用的时间为

A. 8 min B. 16 min C. 64 min D. 128 min

8. 如图所示，左、右两个相同容器中分别装有质量和初温都相同的水和煤油，通电后，两容器中液体得温度同时升高到，由此可知

A.  B.
C.  D. 条件不足，无法确定

9. 将一段阻值为的电热丝接在电源两端，通过它的电流为，则通电产生的热量为

A.  B.  C.  D.

10. 如图所示电路，电阻，闭合开关S，电流表的示数为，电流表的示数为。下列说法正确的是

A. 通电100s电流通过电阻产生的热量120J
B. 电阻消耗的电功率为3W
C. 电阻的阻值为
D. 电源电压为3V
 

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。图甲中的电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面的高度差大，说明电流通过导体产生的热量跟          有关。图乙中探究电流通过导体产生的热量跟          有关，通电一段时间，电流通过产生的热量与通过产生的热量之比为          。

12. 小吴同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它是利用电流的          效应工作的，发热元件是一个阻值为的电阻，当发热元件两端的电压为时，流过该元件的电流为          mA；通电产生的热量为          J。
13. 电动机在正常工作时做功的同时会产生热量，已知电动机正常工作的电压为，电阻为，通过的电流为，则电动机所做机械功的功率为          W。
14. 如图，电源电压恒定不变，，闭合开关S、，电流表示数为，则电源电压为______V，10s内电流通过产生的热量为______J；再闭合开关，调节，使电流表示数为，则此时变阻器的阻值为______。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到如图所示的实验器材。若探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的器材完成实验电路的连接。

16. 如图所示，研究“电流通过导体时产生的热量与电阻大小的关系”的装置。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，烧瓶A中的铜丝电阻比烧瓶B中的镍铬合金丝电阻小。
    通电一定时间后，可以看到______填“A”或“B”瓶中煤油温度升得高，这表明在通电时间和电流一定时，______越大，电流通过它产生的热量越多。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 在做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小龙采用了如图所示的实验装置。两个透明容器中封闭着等量气体
    
    在实验过程中，通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
    图甲所示的装置是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系。
    图乙所示的装置是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系。
    综合分析图甲、乙两装置的实验现象，可以得出的结论是：电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量______。
18. 物理兴趣小组的同学正在进行“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。他们将一段电阻丝装在透明、密闭的容器中，用橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，如图所示。请你回答下列问题：

在实验中，密闭容器内的空气质量应该________填“相等”或“不相等”，观察U形玻璃管中液面高度差的目的是_____________________________。

如图甲所示，密闭容器内的电阻分别为和，实验探究的是电流通过导体产生的热量与________的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是__________________________________________。如图乙所示，密闭容器内的电阻均为，另有一个电阻在容器外部，与其中一个容器内的电阻并联，实验探究的是电流通过导体产生的热量与________的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是______________________________。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 适当进行足浴对身体很有好处，如图所示是小凯姐姐给奶奶买的家用足浴盆，其功率为1000W，最大容水量是5kg，限定最高温度是，足浴盆底安装有四个轮子，与地面的总接触面积是已知水的比热容是。
    足浴盆装满水后对水平地面的压强多大？
    若把最大水量的水从加热到最高温度至少需要多长时间？
    足浴盆底部安装有按摩轮，按摩轮工作时是把______能转化为______能；请写出一条足浴盆的设计应用到的其它物理知识______。
    
    
    
    
    
    
     
20. 某品牌家用电热水器的简化电路如图所示，热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。热水器内装有40kg的水，慢加热额定功率为1210W，保温额定功率为605W，、均为加热电阻温度对电阻的影响忽略不计。求：
    热水器把水从加热到时，水吸收的热量是多少？
    开关闭合，接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻的阻值是多少？
    电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生的热量，需要多长时间？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】 解析  根据焦耳定律，在电阻R和通电时间t不变，电流增加到2 I时，产生的热量为4 Q。
 

2.【答案】C
 

【解析】解析 电热对我们来说既有利又有弊，要看具体情况来定。电饭锅是利用电流的热效应工作的，这里电热对我们来说是有利的；电视机主要把电能转化为光能和声能，但也会产生一些热量，这里电热对我们来说是不利的，所以电视机上设计有散热孔。故选C。
 

3.【答案】D
 

【解析】  解析  在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。
 

4.【答案】C
 

【解析】 解析  A、B、D项都是利用了电热，只有C项在电视机机壳上开小孔是为了散热，是为了防止电热产生的危害，此时电流产生的热是我们不需要的。
 

5.【答案】D
 

【解析】焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量，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。电流通过导体做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能，故A错误；由焦耳定律可知，电流通过电阻产生的热量与电流的平方成正比，故B错误；用电器两端的电压越大，在相等时间内消耗的电能越多，故C错误；由焦耳定律可知，由于时间和电阻不确定，所以通过电阻的电流越大，产生的热量不一定越多，故D正确。故选D。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：由图甲所示电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压。
由图甲所示电路可知，当滑片在a端时，电路为的简单电路，电压表测电源两端电压，
由图乙所示图象可知，电源电压，故B正确；
当滑片位于b端时，与的最大阻值串联，此时电压表的示数最小，
由图乙所示图象可知，变阻器的最大阻值，电压表的最小示数，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时滑动变阻器两端的电压：
，
串联电路中各处的电流相等，即：，
由欧姆定律可得：
，即：，
解得：，故C错误、A正确；
根据图乙可知，滑动变阻器的滑片在中点时即接入阻值为，电压表示数为3V，即两端电压：，
由可得，20s内电流通过产生的热量：
，故D正确。
故选：C。
由图甲所示电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压。
由图甲所示电路可知，滑片在a端时，电路为的简单电路，电压表测电源两端电压，由图乙所示图象读出电源的电压；
当滑片位于b端时，与的最大阻值串联，电压表的示数最小，根据图乙读出滑动变阻器的最大阻值和电压表的最小示数，利用串联电路的电压特点求出两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出的阻值；
根据图乙读出滑动变阻器的滑片在中点时电压表示数，即两端电压，由计算20s内电流通过产生的热量。
本题考查了串联电路特点、欧姆定律和焦耳定律公式的灵活应用，关键是由图象获取有用信息。
 

7.【答案】A
 

【解析】解：烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，
则根据可得：
，
即：
，
解得：
。
故选：A。
电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据得出等式，据此求出需要的时间。
本题考查了电功与热量的综合计算，关键是知道烧开同一壶水需要的热量相同。
 

8.【答案】B
 

【解析】两容器内分别装有质量和初温都相等的水和煤油，已知末温也相等，因为水的比热容较大，根据可知，水吸收的热量较多，由题图可知，电阻与并联，它们两端的电压U相等，通电时间t相等，由可知，。故选B。
 

9.【答案】D
 

【解析】通电时间，电热丝产生的热量 J。故选D。
 

10.【答案】D
 

【解析】解：由电路图可知，两电阻并联，电流表测干路电流，测中的电流；
因为两电阻并联，且并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过的电流：，
由可得，电源电压：；故D正确；
电阻的阻值：，故B错误；
电阻消耗的电功率：，故C错误；
通电100s电流通过电阻产生的热量：，故A错误。
故选：D。
由电路图可知，两电阻并联，电流表测干路电流，测中的电流，根据并联电路的电流特点求出通过的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；根据欧姆定律求出的阻值；根据求出电阻消耗的电功率；最后根据焦耳定律计算电阻产生的热量。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率、焦耳定律的计算，关键是正确判断出电流表测量的对象。
 

11.【答案】电阻

电流

【解析】  解：由图甲知，两电阻串联，通过的电流相同，定值电阻的阻值不同，已知通电时间相同，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系；由图乙知，两容器内电阻大小相等，在干路，在支路，所以流过的电流大于流过的电流，探究的是电流产生热量的多少与电流大小的关系；由图乙知，左侧电流等于右侧电阻丝与容器外电阻的电流之和，即；两电阻大小相等，通电时间相同，由得，电流通过产生的热量与通过产生的热量之比为：。
 

12.【答案】热

  22

 484  

【解析】解析  电热驱蚊器是利用电流的热效应来工作的，，通电产生的热量 。
 

13.【答案】1700
 

【解析】  解析  电动机线圈中电流，每分钟电动机产生的热量：，  每分钟电流做功：  ， 
每分钟电动机所做的机械功：  ， 
电动机所做机械功的功率：  。
 

14.【答案】6  18  30
 

【解析】解：
由图知，闭合开关S、，电路为的简单电路，电流表测电路中电流，
由可得电源电压：；
10s内电流通过产生的热量：
；
再闭合开关，两电阻并联，电流表测干路电流，
并联电路各支路互不影响，所以通过的电流不变，
所以通过的电流：，
由并联电路电压特点和欧姆定律可得此时变阻器的阻值：
。
故答案为：6；18；30。
闭合开关S、，电路为的简单电路，电流表测电路中电流，由欧姆定律计算电源电压，由计算10s内电流通过产生的热量；
再闭合开关，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路特点和欧姆定律计算变阻器的阻值。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用及电热的计算，关键是能判断出开关在不同状态下的电路结构。
 

15.【答案】解：探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，所以选择两个不同电阻串联；从电源正极依次串联滑动变阻器、右侧电阻装置以及开关回到电源负极；如下图所示：

 

【解析】探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，所以选择两个不同电阻串联后，在于滑动变阻器串联，滑动变阻器起改变电路电流的作用；根据电流流向法，从电源的正极出发依次画出各电路原件回到负极即可。
本题考查了探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，本实验应用了控制变量法，关键能选择出合适的器材，并确定其连接方式。
 

16.【答案】B  电阻
 

【解析】解：通电一段时间后，B中煤油温度升得高；因为两电阻丝串联在电路中，通过两电阻丝的电流相等，通电时间相同，由可知，电阻越大，通过它的电流产生的热量越多。
故答案为：B；电阻。
两电阻丝串联在电路中，通过的电流相等，通电时间相等，根据焦耳定律分析判断。
本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，难度不大，但综合性强，属于中考必考的探究实验题型。
 

17.【答案】液面高度  电阻  电流  越多
 

【解析】解：电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，可以利用转换法，在实验过程中，通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；
如图甲，两个电阻串联在电路中，通过的电流相同，通电时间相同，电阻不同，由控制变量法的要求可知，图甲是探究电流产生热量跟电阻大小的关系；
图乙装置中是两个的电阻并联之后再与一个的电阻串联，根据串并联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻通过的电流相等，则左端容器中电阻通过的电流大于右端容器中电阻通过的电流，由于两个容器内的电阻阻值相同，通电时间相同，而电流不同，由控制变量法的要求可知，图乙是探究电流产生热量跟电流的关系；
综合分析图甲和图乙两装置的实验现象，可以得出的结论：电流通过导体产生的热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量越多。
故答案为：液面高度；电阻；电流；越多。
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小和通电时间有关；探究电流产生的热量跟电阻关系时，控制电流和通电时间相同；
探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同；
综合分析图甲和图乙两装置的实像现象即可得出结论。
本题考查了学生对电流热效应实验的掌握，解题关键是要熟练运用控制变量法和转换法进行分析。
 

18.【答案】相等  比较容器内空气温度的变化  电阻  在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多  电流在通电时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多
 

【解析】为了便于利用控制变量法和转换法对各个因素进行探究，在实验前，应该使两U形玻璃管的液面高度差相同，所以应在容器内密封质量相等的空气。实验中通过观察U形玻璃管中液面的高度差来比较容器内空气温度的变化，像这种用能直接观测的量来反映不容易直接观测的量的方法叫转换法。图甲中，密闭容器内的电阻分别为和，两电阻串联，通电时间和通过两电阻的电流相同，两电阻阻值不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系；由实验现象可得到的实验结论是在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。图乙中，两容器内电阻的阻值相同，通电时间相同，通过两电阻的电流不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是在通电时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
 

19.【答案】电  机械  连通器
 

【解析】解：储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压力：
，
则储水注满水后对水平地面的压强：
；
若把最大水量的水从加热到最高温度水吸收的热量：
；
由于足浴盆消耗的电能。
由得：
加热时间为；
足浴盆底部安装有按摩轮，按摩轮实质是利用电动机工作的，原理是通电线圈在磁场中受力转动；工作时将电能转化为机械能；
足浴盆外部的排水管与盆都与大气直接接触，且底部连通的为连通器的应用。
答：足浴盆装满水后对水平地面的压强为；
若把最大水量的水从加热到最高温度至少需要630s；
电；机械；连通器。
先根据求出足浴盆注满水后的重力，然后根据足浴盆对水平地面的压力等于重力，最后根据求出足浴盆注满水后对水平地面的压强；
根据即可求出水吸收的热量；根据可知发热体产生的热量，利用求出需要的时间；
电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；工作时将电能转化为机械能；
足浴盆外部的排水管与盆都与大气直接接触，且底部连通为连通器。
本题考查了压强和热量的计算，以及电动机的工作原理等多个物理知识点，考查物理知识在各种机械中的应用。
 

20.【答案】解：水需要吸收的热量：
；
开关闭合、接b时，电路为的简单电路，电热水器处于慢加热挡，
由可得，电阻的阻值：
；
开关断开、接b时，与串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温挡，
此时电路的总电阻：
，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，的阻值：
；
开关闭合、接a时，与并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热挡；
由电阻的并联可得：，即，
解得，
则快加热功率：
，
由可得，
用快加热所用的时间为：
。
答：热水器把水从加热到时，水吸收的热量是；
开关闭合，接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻的阻值是；
电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生的热量，需要1000s。
 

【解析】由电路图可知，开关闭合、接a时，与并联；开关闭合、接b时，电路为的简单电路；开关断开、接a时，电路断路；开关断开、接b时，与串联，根据可知，电路中的电阻越小，电路的总功率越大，据此判断电热水器的挡位。
根据计算热水器把水从加热到时水吸收的热量；
开关闭合、接b时，电路为的简单电路，电热水器处于慢加热挡，根据求出电阻的阻值；
根据并联电路的电阻特点，可求得与并联时的总电阻，然后利用求出快加热功率，根据算出快加热工作状态下的加热时间。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的应用，关键是判断出电热水器处于不同挡位时电路的连接方式是关键。