2021学年第4节 焦耳定律同步训练题

初中物理·人教版·九年级全一册——第十八章　电功率

第4节　焦耳定律

测试时间:20分钟

一、选择题

1.下列用电器中不属于电热器的是 (　　)

A.电热水壶　　　　B.电热毯　　　　C.电风扇　　　　D.电熨斗

2.某电路中白炽灯工作一段时间后,用手靠近灯头,感觉温度很高,而与它相连的导线却不热,这是因为              (　　)

A.导线散热比灯丝快

B.导线绝缘皮隔热

C.通过导线的电流比通过灯丝的电流小

D.导线电阻比灯丝电阻小

3.额定功率相等的电热毯和电风扇正常工作1小时,则 (　　)

A.两种电器消耗的电能一样多,产生的热量也一样多

B.两种电器消耗的电能一样多,电热毯产生的热量多

C.电热毯消耗的电能更多,电风扇产生的热量多

D.电风扇消耗的电能更多,电热毯产生的热量多

4.甲、乙两电热器通过的电流之比为1∶2,通电时间之比为3∶2,电阻阻值之比为4∶3,则产生的热量之比为              (　　)

A.1∶2　　　　B.2∶9　　　　C.9∶2　　　　D.2∶1

5.将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是              (　　)

A.电冰箱产生的热量最多

B.电脑产生的热量最多

C.电热毯产生的热量最多

D.三者产生的热量一样多

6.如图是“探究影响电流热效应的因素”的实验装置图,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油和阻值不同的电阻丝R1、R2。关于此电路说法中正确的是              (　　)

A.探究的是电流产生的热量与电压的关系

B.温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小

C.通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同

D.温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少

7.如图所示电路图中,电阻R1=10 Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.2 A。下列说法正确的是              (　　)

A.电源电压为3 V

B.电阻R1消耗的电功率为3 W

C.电阻R2的阻值为10 Ω

D.通电100 s电流通过电阻R2产生的热量为120 J

二、填空题

8.已知某导体的电阻值为10 Ω,通过它的电流为2A,该导体通电1 min产生的热量为  J。 

9.阻值为5 Ω的电热丝,通过的电流是2 A,通电6 300 s产生的热量是　　　　J,若这些热量全部被质量为1 kg、初温为20 ℃的某种液体吸收后,温度升高到50 ℃,则该液体的比热容为　　　　J/(kg·℃)。 

10.现有两个小灯泡,上面分别标有“6 V　6 W”和“12 V　6 W”(假设灯泡电阻不变)。如果把这两个灯泡串联起来,为了使其中一个灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是　　　　V,电路通电10 s所产生的热量是　　　　J。 

11.下列现象或装置中,①电动机外壳上装散热片;②电视机后罩有许多小孔;③长期不用的电视机,隔段时间通电一次用来驱潮;④电暖手宝;⑤电脑机箱里装有小风扇,其中利用电流热效应的是　　　　,防止电热带来危害的是　　　　。(填序号) 

12.一个标着“220 V　1 100 W”的电炉,它是利用　　　　工作的,当其两端电压为110 V时,该电炉的实际功率为　　　　W(不计温度对电炉电阻的影响),这个电炉正常工作5 min产生热量　　　　J。 

三、计算题

13.如图是某电饭锅的原理图,它有加热和保温两挡,通过S的通断进行调节,R0、R都是电阻,处于加热挡时电路的电功率为1 000 W,处于保温挡时电路总功率为22 W。求:

(1)要使电饭锅处于保温挡时,开关S应处于　　　　状态; 

(2)电阻丝R0的阻值;

(3)当电饭煲处于保温挡时,电路中的电流及保温5 min电阻丝R0产生的热量。

一、选择题

1.答案　C　电热水壶、电热毯、电熨斗是将电能转化为内能的用电器,属于电热器;电风扇将电能转化为机械能,不是电热器。故选C。

2.答案　D　电灯在使用时,灯丝和导线串联,I灯丝=I导线,通电时间t相同,由于Q=I2Rt,R灯丝>R导线,所以电流产生的热量Q灯丝>Q导线,从而出现灯很热,但跟灯丝连接的导线不怎么热的现象,故D正确。故选D。

3.答案　B　额定功率相同的电热毯和电风扇正常工作相同的时间,由W=Pt可知,它们消耗的电能一样多,但是电热毯工作时将电能转化为较多的内能,电风扇工作时主要将电能转化为机械能,因此电热毯产生的热量较多。故选B。

4.答案　A　由题意可知,I甲∶I乙=1∶2,t甲∶t乙=3∶2,R甲∶R乙=4∶3,由Q=I2Rt可得,电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比==××=××=。故选A。

5.答案　C　电冰箱与电脑工作时,把电能转化为机械能或其他形式的能,产生的热量很少,电热毯工作时把电能主要转化为内能,所以产生热量最多的是电热毯。故选C。

6.答案　D　该装置两电阻丝串联,电阻丝的阻值不同,通过两电阻丝的电流相等,通电时间也相同,故即可探究电流热效应与电阻的关系,故A错误;温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝放出的热量多,在通电时间、电流相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,故温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大,故B错误;在电流和通电时间相同时,电阻丝的阻值不同,在相同时间内产生的热量也不同,故C错误;根据转换法,实验中采用了电阻丝产生热量的多少转换为温度计示数的高低,故D正确。故选D。

7.答案　A　由图知,两电阻并联,R1的电流I1=I-I2=0.5 A-0.2 A=0.3 A,电源的电压U=U2=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V,故A正确;电阻R1消耗的电功率P1=U1I1=3 V×0.3 A=0.9 W,故B错误;电阻R2的阻值R2===15 Ω,故C错误;通电100 s电流通过电阻R2产生的热量Q=R2t=(0.2 A)2×15 Ω×100 s=60 J,故D错误。故选A。

二、填空题

8.答案　2 400

解析　通过该导体的电流I=2 A,该导体电阻R=10 Ω,通电时间t=1 min=60 s,故该导体产生的热量:Q=I2Rt=(2 A)2×10 Ω×60 s=2 400 J。

9.答案　1.26×105　4.2×103

解析　通电6 300 s电热丝产生的热量Q放=I2Rt=(2 A)2×5 Ω×6 300 s=1.26×105 J;

Q吸=Q放=1.26×105 J,则该液体的比热容c===4.2×103 J/(kg·℃)。

10.答案　15　75

解析　由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I1===1 A,I2===0.5 A。由I=可得,两灯泡的电阻分别为:R1===6 Ω,R2===24 Ω。因为串联电路中电流处处相等,且其中的一个灯泡持续正常发光,所以电路中的电流为两灯泡中额定电流较小的,即I=I2=0.5 A,由串联电路中电阻特点和欧姆定律可得,加在串联电路两端的电压U=I(R1+R2)=0.5 A×(6 Ω+24 Ω)=15 V。电路通电10 s所产生的热量:Q=W=UIt=15 V×0.5 A×10 s=75 J。

11.答案　③④　①②⑤

解析　①电动机外壳上装散热片是为了把各电路元件产生的热量及时散失掉;

②电视机后罩有许多小孔可以用来散热;

③电视机长时间停用,隔一段时间应通电一次利用电热防止受潮;

④电暖手宝将电能转化为内能,是利用电流热效应工作的;

⑤过多的热量会影响计算机的正常工作,电脑机箱内有风扇,是为了散失热量。

综上所述,利用电流热效应的是③④,防止电热带来危害的是①②⑤。

12.答案　电流的热效应　275　3.3×105

解析　电炉是利用电流的热效应工作的;由P=可得,电炉的电阻R===44 Ω;当其两端电压为110 V时,电炉的实际功率P实===275 W;电炉正常工作5 min产生热量:Q=W=P额t=1 100 W×5×60 s=3.3×105 J。

三、计算题

13.答案　(1)断开　(2)484 Ω　(3)0.1 A　1 452 J

解析　(1)由图知,S闭合时,只有电阻R0接入电路中,S断开时,两电阻串联,由串联电路的电阻特点知,S断开时,电路的总电阻较大,电源电压一定,由P=可知,此时电饭锅的电功率较小,为保温状态,则S闭合时为加热状态;

(2)由题知,处于加热挡时电路的电功率为1 000 W,此时只有R0接入电路中,

由P=可得,电阻丝R0的阻值R0===484 Ω;

(3)由题知,处于保温挡时电路总功率为22 W,由P=UI可得,此时电路中通过的电流I===0.1 A,此时两电阻串联,所以I0=I=0.1 A,

所以保温5 min电阻丝R0产生的热量Q0=R0t=(0.1 A)2×484 Ω×5×60 s=1 452 J。