初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律精品复习练习题

人教版九年级物理 第十八章《电功率》

第4节 焦耳定律

精选练习

一、夯实基础

1．1840年英国物理学家焦耳最先通过实验确定了“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”，得出了焦耳定律，其内容是：电流通过导体产生的热量跟____________成正比，跟___________成正比，跟通电时间成正比；可用公式_______表示；该公式适用于__________电路（选填“纯电阻”或“普遍”）。

2．在“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验中，如图1甲和乙所示，两个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，通电一段时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。

（1）图甲是探究电流通过导体产生的热量与      的关系，需要控制不变的量是           。

（2）图乙是探究电流通过导体产生的热量与      的关系，需要控制不变的量是           。

（3）在该实验中，由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来比较各容器中电热丝产生热量的多少的，这里采用的物理研究方法是__________。高度差的形成是由于U形管中         (选填“气体”或“液体”)热胀冷缩导致的。

（4）通过图甲可以得到的结论是：__________。

（5）通过图乙可以得到的结论是：__________。

3. 在“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验中，要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，应控制的变量是         。如图2所示，R1＝5Ω，R2＝10 Ω，电源电压为3 V，则通电10 s电流通过R1产生的热量为      。

4. 小明家中电热水壶上标有“220V　1400W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻     （选填“大”或“小”）。在额定电压下，电热水壶烧水5min，这段时间内电热水壶发热体产生的热量是      J。若发热体产生的热量全部被水吸收，能将      kg的水从20 ℃升高到100 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

5．生活中我们把利用电流热效应工作的用电器称为“电热器”，下列各用电器中属于电热器的是(   )

A．电视机                   B．电脑

C．电饭煲                   D．电冰箱

6．下列实例，属于防止电流热效应产生危害的是(    )

A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡

B．家里使用电热水壶烧水

C．小明妈妈用电熨斗熨衣服

D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温

7． 将规格都是“220V 1000W”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（   ）

A．电烤箱产生的热量最多

B．空调产生的热量最多

C．吹风机产生的热量最多

D．三个用电器产生的热量一样多

8．如图3为探究“焦耳定律”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。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是（　　）

A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系” 

B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 

C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢 

D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动

9. 如图4所示是“探究影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（   ）

A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显

B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系

C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少

D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可

10．两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图5甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2产生的热量之比为（    ）

A．1∶3           B．3∶1          C．1∶9              D．9∶1

11．把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图6所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（　　）

A．60J B．36J C．30J  D．6J

12．甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的5倍，甲、乙产生的热量之比是4：5，则通过甲、乙两段导体的电流之比是（　　）

A．2：5 B．4：25 C．5：2 D．4：1

二、巩固提高

13．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（   ）

A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多

B．根据Q＝可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少

C．根据Q＝UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关

D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多

14．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2，线圈中电流为10 A。这台电动机正常工作1 s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（   ）

A．W=3 800 J，Q=200 J

B．W=3 800 J，Q=3 800 J

C．W=72 200 J，Q=200 J

D．W=72 200 J，Q=3 800 J

15．如图7所示实验装置探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”。实验装置中，两根电阻丝R1=5Ω、R2=10Ω串联后分别放入两个相同的封闭空气盒中；两个空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。下列说法正确的是（　）

A．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少 

B．通电一段时间后，会发现左侧U形管的液面高度差小于右侧U形管 

C．两侧空气盒与U形管中装等量的煤油也可以完成探究任务，且更节省时间 

D．利用该实验装置无法探究“电流通过导体产生热量的多少与通电时间长短的关系”

16．如图8（a）、（b）所示的电路中，电阻丝R1＝R3＝10 Ω，R2＝R4＝5Ω，电源电压相等且不变。闭合开关S1、S2后，电路都正常工作，则在相同时间内产生热量最少的电阻丝是      。

17． 如图9所示，电源电压不变，灯泡标有“6V 3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A，电阻R的电功率为　    　W，通电10min后R产生的热量为　    　J。

18．小明发现家用电熨斗的规格为“220V 1100W”，这种电熨斗正常工作时的电流是______A，正常工作2min产生的热量是______J。

19．如图10所示是“探究电流通过导体产生热量跟什么因素有关”的实验装置，图甲所示的装置是用来探究电流产生的热量与　 　（填“电阻”或“电流”）的关系，该装置中电阻R1、R2两端电压之比为　 　；若通过R1的电流为0.5A，则1min内电流通过R2产生的热量为　   J；装置乙中电阻R3、R4产生的热量之比为　 　。

20．如图11甲所示电路，电源电压为12 V且保持不变。小灯泡L2的I-U图象如图乙所示。闭合开关后，电压表示数为9 V，则小灯泡L2此时电阻为   Ω，10 s内电流通过R1产生的热量为     J。

21．某兴趣小组模拟冬季温房自动化加热和保温的电路，如图12所示。光控开关S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点。R1、R2为电热丝，a、b间电压U=24V，R1=72Ω，晚上电路的发热功率为12W。

（1）保温时S应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态；

（2）求R2的阻值；

（3）求该电路白天工作5min所产生的热量。

22．某型号电饭锅有加热和保温两个挡位，其原理如图13所示，其中电阻R0=48.4Ω，R=2151.6Ω，当开关S置于_____（选填“1”或“2”）位置时为保温挡。若电饭锅烧水的效率为84%，要使2kg水温度升高50℃，需加热_____min。[c水=4.2×103J/（kg•℃）]

23．如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1=44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、 2是开关连接的触点，加热盘温度达到103°C时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min， S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求：

(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能。

(2) R2的阻值。

(3)用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。

24． 某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：

(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比。

(2)电阻R2的阻值。

(3)给1.2 kg的水加热，使水温从20 ℃升至80 ℃，热水壶的工作效率为90%，需要的加热时间。

25．如图甲是某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如表，不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：

（1）开关与1、2接触时，水龙头放出的水是温水还是热水？此时电路中的电流多大？

（2）R2的电阻值多大？

（3）水龙头放热水时，正常工作20s，消耗的电能是多少？若不计热量损失，在此过程中可将多少kg的水从18℃加热到48℃？