初中物理粤沪版九年级上册15.4 探究焦耳定律课后测评

这是一份初中物理粤沪版九年级上册15.4 探究焦耳定律课后测评，共21页。试卷主要包含了0分），4W，【答案】A，【答案】B等内容，欢迎下载使用。
 15.4探究焦耳定律同步练习沪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）下列电路中，已知、为加热电阻，电源电压相等，且，则在相同的时间内，整个电路产生的电热最少的是      A.  B.
C.  D. 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以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是A. 电风扇  B. 电水壶
C.    电饭煲 D. 电视机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小华家电热毯内的电阻丝断了，她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用中发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是A. 电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大
B. 电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小
C. 接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多
D. 接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多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将规格都是“”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关电流通过它们产生热量的说法中，正确的是A. 电风扇产生的热量最多 B. 电视机产生的热量最多
C. 电烙铁产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多将阻值为R的电阻丝接入电压为U的电路中，通电10min，电流产生的热量为将阻值为2R的电阻丝接入电压为2U的电路中，通电5min，电流产生的热量是A. 2Q B. Q C.  D. 用如图的装置探究影响电流热效应的因素”，电阻丝和分别密封在两只完全相同
的烧瓶中，且，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是A. 该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B. 闭合开关后，装电阻丝的烧瓶中温度计示数上上升较快
C. 实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少
D. 将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
 二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图所示，开关S接          时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为和；则电阻          、          。电烤箱处于“高温”挡工作产生的热量为          J。有12盏完全相同的彩灯串联在电路中，每盏灯的电阻为，若通过第一盏灯的电流是，那么第十盏灯产生的热量是          J，电路的总电压为          V。在家庭电路中，导线相互连接处接头往往比别处更容易发热出现故障，甚至引起火灾。如图所示，原因是装修施工时，技术人员水平低，不按规程操作，造成电阻比别处          ，产生的热量          。
如图所示的电路中，电源电压，电阻，，则通电该电路产生的热量为          J。
   三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）请按要求作图：画出图甲中人眼通过平面镜M看到桌底下球的光路．如图乙所示是活塞式抽水机，请在图中作出作用在A处的最小动力的示意图．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．







 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。







 四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温均相等的液体。其中，A、B烧瓶中装的是煤油，C烧瓶中装的是水，A、B、C烧瓶中电阻丝的阻值分别为、、，且。假设实验中没有热量损失，电阻丝与液体均绝缘小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，他应该观察比较_______两瓶中温度计的示数变化情况，其中_______瓶中的液体温度升高得更快一些。小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验，她应该观察比较_______两瓶中温度计的示数变化情况，实验中水和煤油吸热的多少是通过_______填“温度计示数”或“加热时间”来反映的。该实验中装有_______填“水”或“煤油”的烧瓶中温度计示数变化较大。通过实验，为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，你认为该选取上述两种液体的哪一种液体，原因是什么？答：应该选取_______。原因是______________________________________________________________________________。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2小题，共16.0分）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。






 如图所示，家用电水壶的质量为，放在水平桌面上，与桌面的接触面积为；电水壶的额定电压220V，额定功率1100W。取，
静止的电水壶对水平桌面的压强是多少？
电热水壶的额定电流是多少？
电水壶中装进质量为1kg、初温的水，加热到，需要吸收的热量是多少？不计热量损失，电水壶至少正常工作多少时间？







答案和解析1.【答案】B
 【解析】解：电阻串联相当于增加导体的长度，电阻越串越大，即串联总电阻大于任何一个分电阻，电阻并联相当于增加导体的横截面积，电阻越并越小，即并联总电阻小于任何一个分电阻，所以A选项中电路的总电阻最小，B选项中电路的总电阻最大，电源电压一定，由可知，B选项电路总电阻最大，相同时间内整个电路产生的热量最少。选B。
 2.【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。
 3.【答案】A
 【解析】【分析】
电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程。
用电器消耗电能的过程，实质是将电能转化为其它形式的能量的过程，重点是明确用电器得到了什么能。
【解答】
在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能；
而电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能；电视机主要将电能转化为光能和声能，故A正确。
故选A。  4.【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。
 5.【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。
 6.【答案】D
 【解析】解：将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位很少，很细，电阻就较大。根据焦耳定律公式知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的。
故选：D。
解答本题的关键就是理解接头处被烧焦的原因是电阻变大，实际功率变大，温度过高造成的，而温度过高是因为热量多。
此题考查电热毯接头处被烧焦的原因，就是因为电阻过大造成的。会根据焦耳定律的计算公式进行分析解决问题。
 7.【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。
 8.【答案】C
 【解析】【试题解析】接在家庭电路中，，
三种用电器的实际功率：；
又
三种用电器消耗的电能相同；
电视机消耗的电能有一部分转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能，
产生热量最多的是电烙铁。
故选：C。
分别接入家庭电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同等于额定功率、通电时间相同，根据可知消耗的电能相同；通过分析三种用电器工作时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。
知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
 9.【答案】B
 【解析】解：根据功的公式得：，所以．
故选B．
已知电阻、电阻两端的电压、通电时间，根据公式求解．
本题考查功的公式，是一道基础题；解题的关键是掌握并灵活运用功的公式，同时注意比值法的应用．
 10.【答案】C
 【解析】解：
A、由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于，故放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D、要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量加热时间相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝，电阻相等；故D错误。
故选：C。
根据装置中的相同点、不同点，利用控制变量法分析；
由焦耳定律分析放出热量的多少；
通过观察烧瓶中温度计示数的变化来判断电阻丝发热的多少属于转换法；
由吸热公式可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等加热时间相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系。
该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用，注意两导体串联时电流相等，导体产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映的。
 11.【答案】 1 44 176 
 【解析】当S接1时，只有电阻接入电路中，总电阻为；当S接2时，电路为串联电路，总电阻为；根据可知，在电源电压不变的情况下，总电阻越小，功率越大，为高温挡，所以开关S接1时，是“高温”挡；当开关S接“1”时电流表的示数为，此时只有电阻接入电路中，根据欧姆定律可得的电阻为；当开关S接“2”时电流表的示数为，此时R、串联，根据欧姆定律可得总电阻为；则R的阻值为；电烤箱处于“高温”挡工作产生的热量为： J。
 12.【答案】3 36
 【解析】解：串联电路各处的电流都相等，故通过第十盏灯的电流与通过第一盏灯的电流相等，即也是，第十盏灯产生的热量；电路的总电阻，电路的总电压。
 13.【答案】大 多
 【解析】解：技术人员不按规程操作，往往造成导线相互连接处接触不良，造成接触电阻大，通过的电流、通电时间相同时，根据焦耳定律可知，产生的热量增加，容易加速老化甚至引起火灾。
 14.【答案】162
 【解析】解：由题中电路图可知，与串联，通电该电路产生的热量：。
 15.【答案】；
；

 【解析】
【分析】
本题考查光的反射和平面镜成像的作图，难度一般。
利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出球的像点，根据反射光线反向延长通过像点，可以由像点和眼睛点确定反射光线所在的直线，从而画出反射光线，并确定反射点，最后由发光点和反射点画出入射光线，从而完成光路。
【解答】
作出球点S关于平面镜的对称点，即为像点，P为人眼的位置，连接交平面镜于点O，沿OP画出反射光线，连接SO画出入射光线，如图所示：



【分析】
本题考查杠杆的最小动力问题以及力臂的画法，难度一般。
根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力。
【解答】
根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，要动力最小，动力臂最长，即以支点O与动力的作用点A之间的长度OA为力臂是最长的动力臂，过动力的作用点A作垂线就得到施加的最小动力，最小动力的方向斜向上，如下图所示：




【分析】
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。
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，再于滑动变阻器串联，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。
【解答】
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，所以选择两个不同阻值的电阻串联；从电源正极依次串联滑动变阻器、左侧电阻装置以及开关回到电源负极；如下图所示：
  16.【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。
 17.【答案】、B  B  、C  加热时间  煤油  煤油相对于水来说，煤油的比热容比较小，吸收相同的热量，升温效果明显，便于观察
 【解析】 解：探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等，改变电阻大小，通电后给质量相同的同种液体加热，所以应比较A、B两瓶中温度计的变化情况；由题图知，三个烧瓶中的电阻丝串联，所以通过的电流和通电时间相同，因为，由公式知，B中电阻丝在相同时间内产生的热量较多，所以B中液体温度升高得更快些。为了比较水和煤油吸热升温的情况，应采用相同的加热装置即电阻丝的阻值相同，通过加热时间长短来反映吸热的多少；已知水的比热容大于煤油，通电相同时间吸收相同的热量，质量相等，由公式知，煤油中温度计示数变化较大。因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高得多，用煤油做实验效果更明显，便于观察。
 18.【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。
 19.【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
 20.【答案】解：静止的电水壶对水平桌面的压力，
静止的电水壶对水平桌面的压强；
根据可知电热水壶的额定电流；
电水壶中装进质量为1kg、初温的水，加热到，需要吸收的热量：
；
已知不考虑热量损失，所以消耗的电能，
由可得，需要的加热时间：
。
答：静止的电水壶对水平桌面的压强是300Pa；
电热水壶的额定电流是5A；
电水壶中装进质量为1kg、初温的水，加热到，需要吸收的热量是；不计热量损失，电水壶至少正常工作294s的时间。
 【解析】已知电热水壶的质量，根据可以得到重力，电热水壶对桌面的压力等于其重力大小；已知压力和接触面积，利用可以得到电热水壶对桌面的压强；
已知电热水壶的额定电压和额定功率，利用得到额定电流；
已知水的比热容、质量、初温度和末温度，利用公式得到水吸收的热量；
不考虑热量损失，消耗的电能等于水吸收的热量。已知电热水壶额定功率和消耗的电能，可以得到加热时间。
此题是一道综合题，考查了电功率变形公式、压强计算公式、热量计算公式和电能变形公式的应用，计算环节不复杂，难度不大。