初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律优秀当堂达标检测题

18.4焦耳定律同步练习人教版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 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

2. 在下列家用电器中，利用电流热效应工作的是

A. 电视机 B. 电冰箱 C. 电热水器 D. 电风扇

3. 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

4. 如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是

A. 此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B. 通过的电流和通过的电流大小相等
C. 电阻两端的电压和两端的电压相等
D. 通电后，A管的液面将会比B管的液面高
 

5. 如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么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. 乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B. 甲图通电段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C. 甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D. 将乙图右侧密闭容器中的的电阻换成，即可探究电流产生的热量与电阻的关系

6. 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
 

7. 关于如图所示的实验，下列说法中错误的是

A. 该实验研究的是电流的热效应，实验中要控制两烧瓶中煤油的质量相同
B. 实验中串联的目的是为了控制通过两电阻丝的电流相同
C. 该装置是探究电流产生的热量与电流大小的关系
D. 实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少

8. 甲图是小灯泡L和电阻R的图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关时，小灯泡L的实际功率为下列说法错误的是

A. 只闭合开关时，小灯泡L 的电阻为
B. 再闭合开关时，电流表示数增加
C. 再闭合开关时，电路总功率为
D. 再闭合开关后，在1min 内电阻R产生的热量为240J

9. 电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为

A. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少
B. 导线的绝缘皮隔热
C. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
D. 导线散热比电阻丝快

10. 如图甲所示，电源电压保持不变，电阻，闭合开关S，电压表、的指针偏转情况完全相同，如图乙所示。则下列说法正确的是

A. 电流表A的示数为 B. 电阻的阻值为
C. 电阻的电功率为9W D. 10s内电阻产生的热量为36J

二、填空题（本大题共5小题，共10.0分）

11. 如图甲所示的电路中，已知定值电阻，开关闭合后，两个完全相同的电流表、指针均指在同一位置，如图乙所示，则此时通过的电流为          A，在内产生的热量为          J.

12. 甲、乙两只电炉分别标有“”和“”字样，把它们串联在的电路中，在相同时间内产生热量较多的是          ；将它们并联在该电路中，产生热量较多的是          均填“甲”或“乙”
13. 一台标有“”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为，正常工作，产生的热量是          J.
14. 有一台电动机，额定电压为，额定电流为，电动机线圈的电阻为，这台电动机正常工作，消耗的电能为          J，产生的热量为          J，输出的机械能为          J.
15. 在远距离输电中，为了减少电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是          选填“增大”或“减小”电压，从而减小输电电流。若某段输电导线的电阻为，将通过它的电流由减小到，则这段输电导线内因发热损失的电能将比原来减少          J。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

16. 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，用到图所示的实验器材。若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，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。

17. 如图所示，这是探究电流产生的热量与电阻大小关系的实物图，请将导线用曲线连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电阻变小。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

18. 小梦选取了如图所示的实验器材，探究电流产生的热量与哪些因素有关。

选取两个相同的玻璃瓶，装入相同质量煤油并插上温度计的目的是__________________________________。

为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，她连接了如图甲所示的电路。闭合开关，调节滑动变阻器使电流为，按下计时器并同时每隔记录一次温度计的示数。她接下来的操作应该是_________。

为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，她连接了如图乙所示的电路，她这样做的好处是______________________________________________________________________。

该实验探究过程中应用了控制变量法。请再举两个应用此方法的实验：

____________________________________________________________________________；

____________________________________________________________________________。

19. 在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：设想一：将煤油换成水来做实验；设想二：通过加热空气来做实验。

根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们判断的依据是________________________。

为了验证设想二，他们设计了下面的实验：

在锥形瓶中装入________相等的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度变化来显示________的高低。然后把它们分别接入相同的电路，发现在相同的时间内A管中的液柱比B管中的液柱上升迅速，这说明________________________________。

在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，这是因为___________________，为使管内的液柱与瓶内液面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内，如图甲所示，接下来的操作是_______________。

同学们用两根电阻丝插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图所示，连接电路时要将两根电阻丝________，使通过两根电阻丝的电流相等。闭合开关，甲、乙两玻璃管中液面如图所示，由此得出关于电流的热效应的结论是_______________________。

五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）

20. 如图是一台电动机提升物体的示意图．电源电压为电动机将一个质量为的物体内匀速上提，电路中的电流为取

求该电动机工作所产生的电热．

求电动机线圈的阻值．

当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？






 

21. 如图所示电路，电源电压恒为，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“  ”字样，小灯泡L上标有“  ”字样，电流表的量程为。

当开关、、S都闭合时，求小灯泡L在内产生的热量。

当开关、、S都闭合时，电流表的示数为时，求的电功率。

当开关、都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的，求滑动变阻器接入电路的最大阻值。






 

22. 电烙铁是进行电器制作和维修的重要工具，但是使用间隙不工作时，电烙铁长时间加热，既容易烧坏烙铁头，又多消耗电能；如果关掉电源，当再次使用时又需要很长时间来加热。为了解决这个矛盾，某电子制作小组利用一个的定值电阻，一个开关S和若干导线对标有“”的电烙铁进行改装，其电路原理图如图乙所示。忽略电烙铁电阻随温度的变化

计算电烙铁的电阻；

计算电烙铁处于保温状态时的实际功率；

保温状态下整个电路一分钟产生的热量。

答案和解析

1.【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。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：A、电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能，不是利用了电流的热效应，故A错误；
B、电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B错误；
C、电热水器工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，故C正确；
D、电风扇工作时，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，故D错误。
故选：C。
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
本题主要考查了电流的热效应在生活中的应用，分析时要准确把握其中的能量转化才能做出正确的判断。
 

3.【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。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：由题知，电阻丝的电阻；
A、装置中、并联后再与串联，通过的电流，而，所以右边容器中通过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，故A错误；
B、由图知，通过的电流，而，所以通过电阻和的电流不相等，故B错误；
C、已知，所以、并联后的总电阻是，由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻两端的电压大于两端的电压，故C错误；
D、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻的电流大于的电流，通电时间相同，由可知，A容器中电阻产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D正确。
故选：D。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，在通电时间和电阻相同时，是探究电流产生热量跟电流的关系；
在串联电路中电流处处相等；在并联电路中干路电流等于支路电流之和；
在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比；在并联电路中各支路两端电压相等；
通电时间相同、电阻相同，通过的电流不同，利用焦耳定律分析判断。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和应用。
 

5.【答案】A
 

【解析】解：A、乙图实验装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即，两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右两测容器内电阻相同，所以该装置是研究电流产生的热量与电流的关系，故A正确；
B、甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由可知，右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，右侧U形管中液面的高度差更大，故B错误；
C、该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故C错误；
D、乙图右侧密闭容器中的的电阻换成后，两容器内的电阻不同，通过两电阻的电流也不相等，无法控制变量，故D错误。
故选：A。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。
探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；
探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律的理解和掌握。
 

6.【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。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：A、该实验探究的是电流产生热量多少的影响因素，探究的是电流的热效应，由于电流产生的热量无法直接观察，需要借助观察煤油吸收的热量，则根据结合控制变量法可知，需要控制煤油的质量相同，故A正确；
BC、如图装置中，两电阻丝串联，即通过的电流和通电时间相同，电阻不同，从而研究电流产生的热量与导体的电阻的关系，故B正确、C错误；
D、实验中通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少，采用的是转换法，故D正确。
故选：C。
电流产生的热量与电流大小、电阻和通电时间有关，根据控制变量法的要求，若研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素相同；在电流热效应的实验过程中，电流产生的热量无法直接观察，需要用到转化法，如通过观察图中的温度计的示数，由结合控制变量法可知，需要控制煤油的质量相同。
本题主要考查了学生对电流热效应实验的掌握，解题关键是要熟练应用控制变量法和转换法两种实验方法。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：A、只闭合 时，电路为小灯泡L的简单电路，L 的实际功率为 1W，根据可知，
在甲图L的图线上找符合U、I乘积为 1W 的坐标，则有：，，
则小灯泡 L 的电阻：，故 A 正确。
B、由 A 选项分析得，电源电压，再闭合 后，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，
电压为 2V，在甲图中找出 R 此时对应电流为，则电流表示数增大，故B正确。
C、电源电压为 2V，R的电流为 ，L 的电流为，
电路中总电流为 ，
则电路总功率：，故 C 正确。
D、再闭合 时，电阻R的电压为 2V，电流为 ，
通电 1min 产生热量：，故D错误。
故选：D。
只闭合 时，电路为小灯泡L的简单电路，根据L 的实际功率结合图象找出对应的电压和电流，然后根据欧姆定律求出小灯泡 L 的电阻。
再闭合开关时，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，增加的电流即为通过R的电流。
根据并联电路电流规律求出干路电流，然后根据求出电路总功率。
根据求出在1min 内电阻R产生的热量。
本题主要考查并联电路的特点、欧姆定律、电功率以及焦耳定律的应用，关键能从图象上找出有用的信息，难度不大。
 

9.【答案】A
 

【解析】解：电炉中电阻丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故C错误；
因为，，
所以产生的热量：，
即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，
而与散热快慢、隔热效果无关，故A正确，B、D错误。
故选：A。
电炉中电阻丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。
本题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握，分析时要注意利用好控制变量法。
 

10.【答案】A
 

【解析】解：由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。
A.因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电压表、的指针偏转情况完全相同，
所以，电压表的量程为，分度值为，两端的电压，
电压表的量程为，分度值为，电源的电压，
则两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电流表A的示数，故A正确；
B.电阻的阻值，故B错误；
C.电阻的电功率，故C错误；
D.10s内电阻产生的热量，故D错误。
故选：A。
由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。
根据串联电路的电压特点结合电压表、的指针偏转情况完全相同确定两电压表的量程，根据分度值读出示数并求出两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电流表A的示数；
根据欧姆定律求出电阻的阻值；
利用求出电阻的电功率；
根据求出10s内电阻产生的热量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，分清两电压表的量程和读出对应的示数是关键。
 

11.【答案】

72

【解析】解：由题图甲可知，电阻、并联，电流表测量干路电流，电流表测量通过的电流．并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故电流表的示数I等于电流表的示数和通过的电流之和，即，可知，故电流表接量程，，电流表接量程，，所以通过的电流．两端的电压，因为并联电路各支路电压都等于电源电压，所以两端电压，则，
内产生的热量．
 

12.【答案】甲

乙

【解析】略
 

13.【答案】15
 

【解析】略
 

14.【答案】180 

 30

 150

【解析】电动机工作时，电流产生的热量小于电动机消耗的电能W，因为消耗的电能主要是转化为向外输出的机械能，即电动机正常运转消耗的电能电动机产生的热量，电动机输出的机械能．
 

15.【答案】增大 

【解析】解：在远距离输电中，为了减少电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，需要减小输电电流，由可知，必须增大输电电压；减小电流前，在内导线上损失的电能 J；减小电流后，在内导线上损失的电能 J；则这段输电导线内因发热损失的电能的减少值   J。
 

16.【答案】解：
电流产生的热量与电阻的大小、通电时间、电流的大小有关，探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，而通过电阻的电流不同；
左侧装置中两电阻丝串联，通过的电流相同，而电阻不同，可以探究电热与电阻的关系；右侧装置中，容器内两电阻丝的阻值相同，但通过容器内两电阻丝的电流不同干路电流大于其中一条支路上的电流，所以可以探究电热与电流的关系；
从电源正极依次串联滑动变阻器、右侧电热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流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，通过电阻的电流不同，并能进行多次测量。
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。
 

17.【答案】解：探究电流产生的热量与电阻大小关系时采用的是控制变量法，需要控制电流和通电时间相同，则甲、乙两个烧瓶要与滑动变阻器串联在电路中；滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电阻变小，这说明滑动变阻器接入电路的电阻线的长度变短，故应连接左下接线柱，如图所示：

 

【解析】探究电流产生的热量与电阻大小关系时采用的是控制变量法，实验中需要控制电流和通电时间相同，电阻的大小不同，所以甲、乙两个烧瓶要与滑动变阻器串联在电路中；根据滑动变阻器工作的特点判定滑动变阻器的连接方式。
本题考查了电路的连接，明确该实验的原理是解题的关键。
 

18.【答案】比较电流产生热量的多少  调节滑动变阻器改变电流，重复以上操作  可以保证电流和通电时间相同  探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关  探究压力的作用效果与哪些因素有关其他答案正确也可
 

【解析】略
 

19.【答案】水的比热容大，温度难升难降 ；质量；温度变化；气体更容易发生热胀冷缩，A管液柱上升是由于气体膨胀；瓶内气压大于外部气压；抽气；串联 ；电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
 

【解析】水的比热容较大，温度难升难降，观察温度计的示数变化耗费时间更长。
在两锥形瓶中加入等质量的红墨水有利于比较；用液柱的高度变化来显示温度变化的大小；在相同的时间内，A管中的液柱比B管中的液柱上升迅速，这说明气体更容易发生热胀冷缩。在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，这是因为瓶内气压大于外部气压，在压强差的作用下液体进入玻璃管；为使管内的液柱与瓶内液面相平，应使瓶内气压减小，用注射器抽气可以达到这一目的。串联电路中电流处处相等，故使通过两根电阻丝的电流相等，应将两根电阻丝串联；甲管中的液面比乙管中的液面上升得高，说明电阻丝放出热量的多少和电阻丝电阻值的大小有关，电流和通电时间一定时，电阻越大，放出的热量越多。
 

20.【答案】．
由得．
电动机的转子被卡住时，通过电动机的电流过大或电能全部转化为内能，使电动机温度过高，所以容易烧坏．
 

【解析】略
 

21.【答案】解：当开关、、S都闭合时，灯L与并联，。  此时灯L正常发光内产生的热量  

由得流过L的电流  由并联电路的电流特点得  流过的电流  的电功率

当开关、都断开，S闭合时，与串联，当总电阻最大时，总电流最小  当时，电路中的总电流最小值为    题中要求的电流值至少达到：，  因此不符合要求。  则电路中最小电流  电路中的最大总电阻  滑动变阻器连入电路的最大阻值  其他正确的方法同样给分

【解析】见答案
 

22.【答案】解：电烙铁的电阻；

由题意知，当开关S断开时，R与串联，此时R两端电压较小，实际功率较小，为保温状态，此时电路中的电流，电烙铁处于保温状态时的实际功率；

保温状态下整个电路一分钟产生的热量。

【解析】见答案