物理九年级全册第4节 焦耳定律学案

【巩固练习】

一、填空题

1.某工厂开发研制了一种高、中、低三挡家用电火锅，观察其内部结构发现是由两个相同的发热电阻丝构成。改变挡位就是改变电热丝连入电路的方式。研究发现：旋动开关，当转换开关在中挡位置时，发热功率为600W，这时只有一个电阻丝连入电路。那么，当转换开关分别处于高、低两挡位置时，其发热功率分别为________W和________W。

　　2.由于电流的_________效应，当电流通过电阻时会产生热量，一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，通过电阻丝的电流为_________A，在1s内产生的热量为_________J。

　　3.前几年，广大农村地区进行了供电线路的改造，改造的内容之一就是把电线换成更粗的，使它的电阻_________，电流在导线上产生的热量_________。

　　4.两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中的电阻丝比乙瓶中的电阻丝电阻大，两根电阻丝串联后产生的热量使甲瓶中煤油温度上升得快，这表明当_________和_________一定时，电阻越大，电流产生的电热越多，当增大电路中电流时，会发现在相同时间内甲、乙两瓶中煤油的温度上升得更高，这表明当_________一定时，电流越大，产生的热量越多。

　　5.（2015•绥化中考）图为“探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。将阻值分别为5Ω和10Ω的电热丝R1和R2，按如图方式接入电压为3V的电路中，则电流通过      （选填“R1”或“R2”）电热丝产生的热量多；通电l0min，R2产生的热量是            J。

二、选择题

6.（2015•青海中考）下列用电器利用了电流的热效应来工作的是（　　）

A．电风扇           B．电铃            C．洗衣机           D．电热毯

 

7. 照明电路中的白炽灯的灯丝往往在下列哪种情况下最容易烧断（　　）

A．长时间通电              B．通电一瞬间

C．断电一瞬间              D．灯座发生短路时

8.电炉通电时，电热丝热得发红，而与电热丝串联的铜导线却不怎么热，这是因为(　　 )
　　A.通过电热丝的电流比通过铜导线的电流大得多
　　B.通过电热丝的电流比通过铜导线的电流小得多
　　C.电热丝的电阻比铜导线的电阻大得多
　　D.电流通过电热丝要产生热效应，通过铜导线不产生热效应

　　9.关于电热下列说法正确的是(　　 )
　　A.电热对我们总是有利的　　　　　　B.电热对我们总是不利的
　　C.电视机工作过程中没有产生电热　　D.电冰箱不是利用电流热效应原理制成的
　　10一个电炉的电炉丝去掉原长的，则现在的发热功率是原来的(　　 )
　　A.　　　 B.　 　　C.3倍　 　　D.倍

　　11.下列说法正确的是(　　 )
　　A.镍铬合金丝的电阻一定比铜丝的电阻大
　　B.当电阻阻值增大时，它的发热功率也增大
　　C.不论两个电阻丝怎样连接，在相同的时间内总是电阻大的放出的热量多
　　D.若用电器把电能全部转化为热，则成立。

　　12.用甲、乙两个电热器分别给两杯条件相同的水加热，加热相同的时间，若用甲加热的那杯水比用乙加热的那杯水先沸腾，则说明 (　)
　　A.甲的电阻比乙的电阻大　　　　　　　　 B.甲两端的电压比乙两端的电压大
　　C.通过甲的电流比通过乙的电流大　　　　 D.甲的发热功率比乙的发热功率大

　　13.下列用来防止电热危害的物体是(　　 )
　　A.供取暖用的电热毯　　　 B.引爆炸药的电热装置
　　C.电熨斗的金属处壳　　　 D.电视机的散热窗

三、实验与计算

14.下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量多少跟哪些因素有关的实验记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整。
　　课题：
　　研究电流产生的热量多少与哪些因素有关.
　　装置及原理：　
　　我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值比乙瓶中的大，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里上升。电流产生的热量越多，煤油上升的高度_________。
　　　　　　　　　　
　　实验过程：
　　①接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：_________瓶中的煤油上升得高。这表明，电阻越大，产生的热量越多。
　　②在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，使电流增大，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶(或乙瓶)中的煤油哪次上升得高。实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较_________。这表明，电流越大，电流产生的热量越多。
　　③实验表明，通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越 _________。我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析，找到了电流产生热量的多少与_________、_________、_________等因素有关。

　　15. （2015•江阳区一模）如图所示，电动机M的线圈电阻为0.5Ω。当S断开时，电流表读数为0.4A；当S闭合时，电流表读数为2.4A，求：

（1）电阻R为多大？

（2）电动机工作5min，电动机线圈产生了多少热量？

（3）电动机的机械功率为多大？

窗体底端窗体顶端【答案与解析】

一、填空题

1、【答案】1200    300

【解析】根据电功率公式，电源电压不变的情况下，电热丝发热功率与电路的总电阻成反比，总电阻越小，电热丝发热功率越大，所以高挡时是两个电热丝并联，低挡时是两个电热丝串联．中挡位置时，只有一个电阻丝连入电路．两个相同的发热电阻丝并联（高挡）时总电阻为一根电热丝电阻的1/2，所以发热功率为中挡时的2倍，即1200W；两个相同的发热电阻丝串联（低挡）时总电阻为一根电热丝电阻的2倍，所以发热功率为中挡时的1/2，即300W。

2、【答案】热；0.6；21.6

3、【答案】变小；减少

【解析】进行电路改造的目的是为了减小导线上因发热而引起的电能损失，换用更粗的导线是为了减小电阻，由Q=I2Rt可知产生的热量比原来要少。

4、【答案】电流；通电时间；电阻和通电时间

5、【答案】R2；240

【解析】由图示电路图可知，两电阻串联，通过电阻的电流I与电阻的通电时间t相等，由题意可知：R1＜R2，由焦耳定律：Q=I2Rt可知，在相等时间内，电阻R2产生的热量多；

电路电流：I=U/（R1+R2）=3V/（5Ω+10Ω）=0.2A，通电t=l0min=600s，R2产生的热量：Q=I2R2t=（0.2A）2×10Ω×600s=240J。

二、选择题

6、【答案】D

7、【答案】B

【解析】灯泡电阻随温度的变化而变化，温度越低灯丝电阻越小；由电功率公式可知，U一定，R越小，灯泡实际功率P越大，灯泡实际功率越大，灯泡越容易烧断；通电的一瞬间，灯丝温度较低，灯丝电阻R较小，家庭电路电压U一定，因此通电瞬间，灯丝实际功率较大，灯丝容易烧断。

8、【答案】C

【解析】根据P=I2R，由于电热丝和铜导线串联，I相同，电阻大的发热功率大。

9、【答案】D

【解析】电热对我们既有有利的一面，又有不利的一面，故A、B错；电视机工作时伴有热的产生，故C错。

10、【答案】D

【解析】由于可知，U一定时，P与R成反比。

11、【答案】D

【解析】没有确定镍铬合金丝和铜丝的横截面积和长度，就不能确定它们电阻的大小关系，即A错；而由可知U一定时，P与R成反比，而由P=I2R可知I一定时，P与R成正比，即B、C错，故选D。

12、【答案】D

【解析】两杯相同的水加热至沸腾所需电能相同，由W=Pt可知，在W相同的条件下，t与P成反比，即功率大的电热器所需时间少。

13、【答案】D

   【解析】电热毯、电熨斗是用电来加热的设备，人们使用它们就是利用电流的热效应；引发炸药的电热装置，是利用电热产生的高温将炸药引爆.电流通过电视机时产生的热量会加速线路和元件的老化，过多时还会烧坏电视机，为了防止电热带来的危害，电视机外壳上设有散热窗，这样可以加速散热。

三、实验与计算

14、【答案】大；①甲；②高；③ 多；电阻；电流；通电时间

15、【答案与解析】（1）当S断开时，电路为R的简单电路，电流表测通过R的电流，

由I=U/R可得，电阻R的阻值：R=U/IR =10V/0.4A=25Ω；

（2）当S闭合时，R与电动机M并联，电流表测干路电流，

因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R的电流不变，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电动机的电流：IM=I-IR=2.4A-0.4A=2A，

电动机工作5min电动机线圈产生的热量：Q=I2RMt=（2A）2×0.5Ω×5×60s=600J；

（3）电动机消耗电能的功率：PM=UIM=10V×2A=20W，

产生热量的功率：PR=I2R=（2A）2×0.5Ω=2W，电动机的机械功率：P机械=PM-PR=20W-2W=18W。

答：（1）电阻R为25Ω；

（2）电动机工作5min，电动机线圈产生了600J的热量；

（3）电动机的机械功率为18W。