人教版九年级物理同步练习：18.4 焦耳定律（有答案）

这是一份人教版九年级物理同步练习：18.4 焦耳定律（有答案），共5页。试卷主要包含了4 焦耳定律，5V 0，2×107J/，6×105，44×105，5%等内容，欢迎下载使用。

一．选择题（共12小题）
1．将规格都是“220V 180W”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
2．小明在探究某个科学问题时，把阻值恒定为R1、R2（R1=R2）的两段电热丝分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的两种不同液体，并连接成了如图所示的实验电路，实验中所用的温度计完全相同。则下列说法正确的是（ ）
A．该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关
B．该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体中的电流是否有关
C．该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的质量是否有关
D．该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的种类是否有关
3．在“探究焦耳定律”的实验中，为了找出电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系，必须同时保持（ ）
A．导体电阻相等和导体中电流相等
B．导体电阻相等和通电时间相等
C．通电时间相等和导体中电流相等
D．导体电阻相等、通电时间相等、导体中电流相等
4．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
5．2019年12月，一居民小区发生火灾，起因是房主从楼上把插座扔到楼下给电动车充电，电线发生短路而引起火灾。电路短路之所以能发生火灾，原因是（ ）
A．短路时电阻过大，单位时间内产生的热量过多
B．短路时电阻过大，短路位置的电功率过大
C．短路时电阻过小，单位时间内产生的热量过多
D．短路时电阻过小，电路中的电流太小
6．把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为t0，若将这两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热量损失）（ ）
A．t0B． t0C． t0D．2 t0
7．如图所示电路，电源电压恒为12V，小灯泡L1的规格为“6V 3W“，小灯泡L2的规格为“2.5V 0.3A”，滑动变阻器标有“50Ω 1.5A“字样。假设灯丝阻值不随温度改变，下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻
B．该电路只可以使小灯泡L2保持正常发光，而不能使小灯泡L1保持正常发光
C．相同时间内电流通过小灯泡L1做的功小于通过小灯泡L2做的功
D．当该电路中的电流为0.2A时，通电lmin，小灯泡L1灯丝产生的热量为0.48J
8．电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，造成上述现象的主要原因是（ ）
A．导线的绝缘外皮隔热
B．导线散热比电阻丝快
C．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
D．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
9．小兰看到妈妈炒菜用的电炉在工作时，电炉丝发红，而与它相连的导线却不怎么烫，那么导线与电炉丝中的电流大小关系正确的是（ ）
A．电炉丝中电流大B．导线中的电流大
C．一样大D．不好比较
10．下列说法正确的是（ ）
A．白炽灯烧断后，可以通过摇晃使灯丝暂时搭上，应急使用，但相比正常发光的亮度更亮了，是因为电阻变大了
B．在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，是因为连接处电阻小
C．家用电炉通电正常工作后，电炉丝热的发红，而与之相连的导线却不热，是因为电炉丝电阻大
D．并联电路中并联的用电器越多，电路中总功率越大，干路中电流越大，通过每个用电器的电流也越大
11．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32分钟内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（ ）
A．12分钟B．16分钟C．24分钟D．8分钟
12．电热水器是生活中常见的加热水的电器，下表是某电热水器的部分参数。张凯将该电热水器中盛满的初温为20℃的水加热至50℃用于洗澡，则这个过程中水吸收的热量为[已知c水=4.2×107J/（kg•℃）]，ρ水=1.0×103kg/m3]（ ）
A．8.4×106JB．7.56×106JC．8.4×103JD．7.56×103J
二．填空题（共6小题）
13．电热器是利用电流的 来加热的设备，一台额定电压为220V的电炉，电炉丝电阻为44Ω，正常工作10min，电炉丝产生的热量是 J。
14．家用电热毯利用了电流的 效应。某型号电热毯铭牌标有“220V 40W”字样，它正常工作时，发热元件的阻值为 Ω．正常工作1小时，电热毯消耗的电能为 。
15．兰馨同学利用如图所示的装置研究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”。
（1）通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；
（2）该装置是可以研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。
16．两个发热电阻R1：R2=1：4，当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1：U2= ；已知R1=10Ω，那它们并联在4V电路中后，两个电阻在100s内产生的热量是 J。
17．小辉家使用功率为1000W的电热壶烧水，电热壶工作7min所消耗的电能是 J；假设这些电能全部转化成内能后有80%被20℃的水吸收，那么可以烧开的水质量 Kg【（c水=4.2×103J/（kg•℃），当地气压为一个标准大气压】
18．一台额定功率为2019W的电热水器，水箱内装有50kg的水，要把这些水从20℃加热到60℃，热水器正常工作需要 s；若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供，则需要完全燃烧 m3的天然气[不计能量损失，已知c水=4.2×103J/（kg•0C），q天然气=4.2×107J/m3]。
三．实验探究题（共1小题）
19．小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系。在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
（1）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计的示数大，这表明： ，产生的热量越多。
（2）在这个实验中，电流通过导体产生热量的多少，是通过 的大小体现出来，这种方法在研究许多物理问题时都用到，下列几个研究实例中也是采用相同研究方法的有
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．真空不能传声
C．用铁屑显示磁体周围磁场分布 D．研究光的传播时，引入“光线”
（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他将甲烧瓶中的煤油换成质量相同的水、铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的 相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做了绝缘处理，加热一段时间后小明发现 烧瓶（填“甲”或“乙”）中温度升高的快。（煤油的比热容为2.1×103J/（kg•℃））
四．计算题（共2小题）
20．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。（ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃），g=10N/kg）
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；
（2）求R1的阻值；
（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；
（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
21．如图所示是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态R1、R2是发热电阻并且阻值相等热水器主要参数如下表。[水的比热容为4.2x103J/（kg•℃）]
（1）开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态。
（2）求保温功率是多少W？
（3）冰水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到75℃，水需要吸收多少热量（在上述加热状态下，热水器正常工作40min需消耗多少电能？加热效率是多少？
参考答案
一．选择题（共12小题）
1．C。2．D。3．C。4．D。5．C。6．C。7．B。8．C。9．C。10．C。11．D。
12．B。
二．填空题（共6小题）
13．热效应；6.6×105。
14．热；1210；1.44×105。
15．液面高度差；电阻。
16．1：4；200。
17．4.2×105；1。
18．4200；0.2。
三．实验探究题（共1小题）
19．（1）在电流、通电时间一定时，电阻越大；（2）U形管两侧液面的高度差；C；（3）电阻；乙。
四．计算题（共2小题）
20．（1）由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P=可知，总功率最大，所以此状态为高温档；
（2）由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P=可知，总功率最小，此时为低温档；
当S2断开，S1闭合时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。
由P=UI得，正常工作时通过R1的电流为：I1===2.5A，
由I=得，R1的阻值：R1===88Ω，
（3）由P=UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：
I低===1.25A，
（4）由ρ=可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.696×105J，
由η=和W=Pt得，烧开一壶水需要的时间为：
t====420s。
答：（1）当开关S1闭合，S2接B时，为高温档；因为此时电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大；
（2）电阻R1的阻值是88Ω；
（3）养生壶处于低温档工作时电流为1.25A；
（4）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。
21．（1）由电路图可知，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路中电阻较大；开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电阻R2没有接入电路，此时电路中电阻较小；
电源电压U一定，由P=可知，电阻越大，电功率越小，因此当开关S跳至b触点位置时，电路中电阻较大，电功率较小，电热水器处于保温状态。
（2）当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电阻R2没有接入电路，电热水器处于加热状态，
由P=可得，R1的阻值：
R1===48.4Ω，
已知R1、R2是发热电阻并且阻值相等，则R2=48.4Ω，
开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电热水器处于保温状态，
由P=可得，保温功率：
P保温===500W，
（3）已知电热水器的容积：V=10L=10dm3=0.01m3，
由ρ=可知，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.01m3=10kg，
水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（75℃﹣25℃）=2.1×106J；
由P=可得，加热状态下，热水器正常工作40min需消耗电能：
W=P加热t=1000W×40×60s=2.4×106J；
加热效率：
η=×100%=×100%=87.5%。
答：（1）b；
（2）保温功率是500W；
（3）水需要吸收2.1×106J的热量；在上述加热状态下，热水器正常工作40min需消耗2.4×106J电能，加热效率是87.5%。容量
功率
加热时间
恒温模式
60L
3500W
10min
全自动智能恒温
项目
参数
电源电压（V）
220
低温档功率（W）
275
中温档功率（W）
550
高温档功率（W）
1100
容积（L）
1
额定电压
220V
容积
10L
加热功率
1000W
保温功率
W