第十八章第4 节焦耳定律课时作业2021-2022学年初中物理人教版九年级全一册（含答案）

2021-2022学年初中物理人教版第十八章焦耳定律课时作业
一、单选题
1.下列家用电器主要利用电流的热效应工作的是(
)
A.电饭锅
B.电冰箱
C.电视机
D.电风扇
2.如图所示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手，这是因为(
)
A.电流通过导线时没有产生热效应
B.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝的电阻比导线的电功率大得多
3.如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为，在它们表面涂上厚度一样的蜡，现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到(
)
A.上的蜡熔化得快
B.上的蜡熔化得快
C.上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
4.某电饭锅铭牌上标有：额定电压为220
V，保温功率为22
W，加热功率为1100
W。如图所示是该电饭锅的电路简图，其中，单刀双掷开关S用来调节“加热”和“保温”两种工作状态，R和为电热丝。下列说法正确的是(
)
A.S和2接触时是保温状态
B.电饭锅正常加热时，电路的电流是0.1
A
C.电路中电阻
D.保温时，产生的电热之比是539:11
5.如图所示，为“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验电路，以下说法正确的是(
)
A.闭合开关，通过三根电阻丝的电流相同
B.先闭合开关，再闭合开关，电流表示数保持不变
C.先闭合开关，再闭合开关，通过右容器中电阻丝的电流变为原来的一半
D.闭合开关一段时间后，左右容器中电阻发热功率之比为4:1
6.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.
7.下列事例，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
8.甲、乙两个电阻之比为2:1，串联在同一电源上，闭合开关一段时间，电流通过甲电阻产生的热量为600
J，则电流通过乙电阻产生的热量为(
)
A.300
J
B.600
J
C.1200
J
D.2400
J
9.如图为“探究焦耳定律”的实验装置．两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液比左侧高。下列说法正确的是(
)
A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B.右侧电阻丝的阻值比左侧小
C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
10.如图所示，电源电压恒为10V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为时，电压表的示数为8V，此时电动机正常工作．若电动机内部线圈的电阻为，则通电1min电流通过电动机内部线圈产生的热量是(
)
A.4.8J
B.120J
C.1920
J
D.3000J
11.把一只标有“10
V
3
W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12
V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常发光.该电路工作10
s，定值电阻产生的热量是(
)
A.60
J
B.36
J
C.30
J
D.6
J
12.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是(
)
A.根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B.根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C.根据可知，相同时间内产生的热量与电阻无关
D.根据可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
13.图是课本“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是(
)
A.左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
B.形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
C.要保持两个电阻丝两端电压相等
D.通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
二、填空题
14.某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是______V；2min内电动机线圈产生的热量是______J。
15.某导体的电阻是2Ω，通过1A的电流时，1min产生的热量是______J。
16.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是锅内的水烧干后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图，是一个电阻，是加热用的电阻丝，则自动开关S闭合时，电饭锅处于_______（选填“加热”或“保温”）状态。一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生的热量为_______J。
17.某导体的电阻为,当通过它的电流为2A时,则其1min产生的热量为__________J.
18.英国物理学家______通过大量的实验探究，最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即.为了纪念他做出的杰出贡献，人们将他的名字命名为______的单位.
三、实验题
19.如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置.甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，两U形管内液面相平.
（1）实验中，乙容器外部的导体的作用是使左、右容器内导体的_______不相等.
（2）由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是_______.
（3）通过对比观察，_______（选填“甲”或“乙”）容器中导体产生的热量较多.由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越_______，导体产生的热量越多.
20.用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。
（1）烧瓶中装入的煤油是________（选填“导体”或“绝缘体”）。
（2）请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图。
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝与的阻值应_______。通过的电流_______通过的电流。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明______________。
（5）小红用如图所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，图中能正确反映关系的是_______。
【拓展】用可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因。_____________________
四、计算题
21.某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示.其中均由绝缘材料制成，N固定在地面上，间是可伸缩导线（电阻不计），弹簧上端M和滑动变阻器的滑片P固定在一起，电源电压为12
V，拉力F竖直向上.闭合开关S，当拉力为10
N时，电流表示数为1
A，电压表示数为2
V.
（1）拉力F为10
N
时，求接入电路的电阻.
（2）拉力F为10
N时，求10
s内产生的热量.
（3）已知拉力F的大小与滑动变阻器接入电路的阻值大小成正比例关系，即，求k的数值.拉动M，当电压表示数为8
V时，求拉力F的大小.
22.图甲是某品牌家用蛋糕机，该蛋糕机配有很多卡通模型，可以做出多种多样的创意小蛋糕.图乙是该蛋糕机的简化电路图，可以实现低、中、高三挡加热功能.单独闭合开关时，蛋糕机处于440
W的低温挡加热状态；单独闭合开关时，阻值为55
Ω的电阻工作，蛋糕机处于中温挡加热状态.求蛋糕机正常工作时：
（1）低温挡的加热电流；
（2）中温挡的加热功率；
（3）高温挡加热5
min消耗的电能.
参考答案
1.答案：A
2.答案：D
解析：由于导线有电阻，电流通过导线时，导线会发热，产生热效应，故A错误；电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，通电时间t相同，因为电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热，则，根据可知，，根据可知，导线的电功率比电炉丝的电功率小，故B、C错误，D正确.
3.答案：B
解析：由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流、通电时间相同，电阻不同，根据焦耳定律可知，电阻越大，产生的热量越多，的电阻小于的电阻，则产生的热量较多，上的蜡熔化得快，故B正确。
4.答案：C
解析：由图知，开关S接2时，电路为的简单电路，此时电路中电阻最小，且电源电压不变，由可知电路消耗的电功率最大，此时电饭锅处于加热状态；则开关S接1时（R和串联）为保温状态，故A错误；由可得，正常加热时电路的电流，故B错误；由可得的阻值，保温功率为22
W，由可得，保温状态时电路中的电流，由欧姆定律可得，保温状态时总电阻，根据电阻的串联规律可得电阻R的阻值，故C正确；保温时，产生的电热之比，故D错误。
5.答案：D
解析：由图可知，闭合开关、，右边两个电阻并联然后与左边电阻串联，故通过三根电阻丝的电流不相同，故A错误；先闭合开关，电路左边电阻和右下电阻串联，当再闭合开关，右边两个电阻并联然后与左边电阻串联，此时电路中总电阻减小，由欧姆定律可知，电流表示数应变大，故B错误；先闭合开关，电路左边电阻和右下电阻串联，由于两电阻相等，总电阻为，此时电路中的电流为；当再闭合开关，右边两个电阻并联然后与左边电阻串联，此时的总电阻为，此时总电流为，则通过右容器中电阻的电流为，通过右容器中电阻丝的电流不是原来的一半，故C错误；闭合开关、一段时间后，通过左容器中电阻的电流为通过右容器中电阻电流的2倍，根据公式可知，左右容器中电阻发热功率之比为4:1，故D正确。
6.答案：B
解析：电阻越串越大，即总电阻大于任何一个分电阻，电阻越并越小，即总电阻小于任何一个分电阻，所以选项B中电路的总电阻最大，A选项中电路的总电阻最小，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。故选B。
7.答案：D
解析：用电热孵化器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服，都是将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A、B、C不符合题意；电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。
8.答案：A
解析：甲、乙两个电阻串联在同一电源上，闭合开关一段时间，通电时间相同，通过的电流也相同，电阻之比为2:1，根据可知，电阻产生的热量之比为2:1，则乙电阻产生的热量为。故选A。
9.答案：D
10.答案：A
11.答案：D
解析：小灯泡正常发光时的电流；因小灯泡正常发光，所以电路电流两端的电压；该电路工作10
s，定值电阻产生的热量.故选D.
12.答案：D
解析：A项中没有控制电流一定，故A错误；B项中没有控制电压一定，故B错误；电流通过导体产生的热量与电阻有关，故C错误；根据可知，在电流、通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体的电阻成正比，故D正确.故选D.
13.答案：B
解析：A.由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流相同，故A错误；
B.据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U型管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U型管液面高度差的变化来反映，故B正确；
C.由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置可以探究：电流产生的热量与电阻的关系，故需要保持的是两个电阻丝两端电流相等，故C错误；
D.在时间相同时，通过的电流相同、两电阻丝的阻值不同，产生的热量不同，两瓶中煤油吸收的热量不相同，故D错.
14.答案：2；60
解析：由题知，警灯与电动机串联；
根据串联电路的电流特点可知，通过警灯的电流与通过线圈的电流相等，即，
由可得，警灯两端的电压为：；
2分钟内电动机线圈产生的热量：。
15.答案：120
16.答案：加热;
17.答案：4
800
18.答案：焦耳；功（或能量）
解析：英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律.为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为功（或能量）的单位.
19.答案：（1）电流
（2）转换法
（3）甲；大
解析：（3）由题图可知，A管内液面的高度差比B管内液面的高度差大，说明甲容器中空气温度上升得较高，甲容器中的导体产生的热量较多.两容器中导体的阻值相同，通电时间相同，但通过甲容器中的导体的电流较大，甲容器中的导体产生的热量也较多，由此可得：在电阻、通电时间相同的情况下，电流越大，导体产生的热量越多.
20.答案：（1）绝缘体
（2）如图所示
（3）相等；小于
（4）在通电时间和导体电阻相同情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多
（5）A
【拓展】不能。比如电动机工作时，消耗的电能为，但其消耗的电能转化为机械能和内能，则，所以当电流通过有些用电器时，其产生的热量是不能用来计算的。（合理均可）
解析：（1）实验探究的是烧瓶内电阻丝产生热量的多少与电流的关系，所以加入的液体必须是绝缘体。
（2）分析实物图可以看出与并联后与串联，按照规范画出电路图。
（3）本实验是探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，根据控制变量法，应选用阻值相同的电阻丝，由题图可知，与并联，然后与串联，所以通过的电流大于通过的电流。
（4）由现象“乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大”可得：导体的电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（5）首先我们知道，导体产生的热量越多，玻璃管内液面上升得就越高，而根据可知，导体产生的热量是与电流的平方成正比的，所以当通电时间相同时，同一导体中电流越大，该导体产生热量就越快，玻璃管内液面上升得就越快，所以选A。
【拓展】此问主要目的是考查学生对电功和电热的理解，还有对纯电阻电路和非纯电阻电路电热的计算。对于纯电阻电路，用电器只有一个做功方式，就是将电能转化为内能，所以可以使用来计算用电器产生的热量，而非纯电阻电路，例如电风扇的工作电路是将大部分电能转化为机械能，少部分电能转化为内能，所以，只能根据来计算其产生的热量。
21.答案：（1）串联，电流表测量干路电流，电压表测量两端电压
时，接入电路的电阻
（2）两端的电压
的阻值
10
s内产生的热量
（3）当时，
将数值代入关系式，可得：
解得k的数值为5
当电压表的示数为8
V时，两端的电压
电路中的电流
接入电路的阻值
代入可知拉力F的大小为100
N
22.答案：（1）低温挡的加热电流：
（2）中温挡的加热功率：
（3）
高温挡加热5
min消耗的电能：