18.4焦耳定律同步练习 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有答案）

18.4焦耳定律
基础训练
知识点1
电流的热效应
1．电流通过导体时，将电能转化为____________能的现象，叫做电流的热效应，日常生活中用的___________等就是利用电流热效应的用电器．
2．下列电器属于利用电流热效应工作的是
(
)
A．电铃
B．电热毯
C．电视机
D．电风扇
13．在“研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中，为了比较两根不同的电阻丝放出的热量跟电阻的关系，实验时应该同时保持两根电阻丝的(
)
A．两端的电压和通过的电流相同
B．电阻和通电时间相同
C．通电时间和通过的电流相同
D．两端电压、通过的电流和通电时间相同
4．三只用电器：电风扇、电灯泡、电热毯上都标有“220
V
100
W”的字样，让它们正常工作相同的时间，放出热量最多的用电器是
(
)
A．电风扇
B．电灯泡
C．电热毯
D．一样多
5．如图所示，在探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中．
(1)通过观察___________来判断电流产生的热量的多少．
(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与___________的关系．
6．如图所示是用来研究焦耳定律的实验装置．
(1)实验采用的是____的研究方法,实验的设计原理是根据电流的___________
效应．
(2)闭合开关进行实验，接通电路一段时间后，比较两瓶中的煤油温度__________上升得多，我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下越大放热越多，这个实验是控制_________________、_____________两个物理量不变，来研究___________和___________两个物理量的关系．
(3)将煤油冷却到原来的温度继续进行实验．闭合开关，调节滑动变阻器，增大电流，在通电时间相同时，发现电流越大，电阻丝放热越_________，说明____________________．
知识点2
焦耳定律
7．将一个30Ω的电阻接入由4节干电池串联而成的电源两端（电源电压不变），电阻上通过的电流是________A，通电1min电阻上产生的热量是____________J．
8．一个电暖气，电阻为55Ω，工作时通过电暖气的电流为4A，则它工作300
s产生的热量是
__________J．
9．一只电熨斗接在220
V的电路上，每分钟能产生3×104
J的热量，则该电熨斗的电功率为_______W，它的工作电流是____A．
10．白炽灯的灯丝断了，将它搭接起来后，灯还可以发光，但是往往在不长的时间里，灯丝很容易从_________处烧断，这是因为该处的电阻__________
，工作时产生的热量_____________，因此容易烧断．
11．两个电热器的电阻之比为3:2，当通过的电流相等时，相同时间里，它们产生的热量之比为____________；当所加的电压相等时，在相同时间里，两次产生的热量之比是
__________．
12．现有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，分别接入电源电压为220
V的电路中，在相同的时间内，它们放热情况是
(
)
A．甲放热多
B．乙放热多
C．同样多
D．无法确定
13．如图所示，在a、b两个量热器的小筒中，装有质量和温度都相同的水，已知R1=2R2，通电后
(
)
A．a筒中的水先沸腾
B．b筒中的水先沸腾
C．两筒中的水同时沸腾
D．无法确定
14．有两根电阻丝先串联后并联接到同一电源上，则在相同的时间内所产生的热量
(
)
A．串联时多
B．并联时多
C．一样多
D．无法确定
15．一个大功率用电器，用铝导线连接到电源上，工作时发现铝导线太热，若使导线不过热，下列办法可行的是
(
)
A．改用粗细相同的更长的铜导线
B．将原来的铝导线加长些
C．改用粗细、长度相同的铁导线
D．换用更粗的、长度相同的铝导线
16．为了使电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施中可行的是
(
)
A．并联一根阻值相等的电阻丝
B．串联一根阻值相等的电阻丝
C．使电热器两端的电压增加一倍
D．将电阻丝从中间剪成两段，然后将它们并联起来使用
17．如图所示，电源电压为6V，R1=10
Ω，R2
=20
Ω，R3
=5
Ω，闭合开关S1后，当S2、S3全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过R1产生的热量之比是
(
)
A．4:9
B．9：4
C．2:3
D．3:2
知识点3
电热的应用与危害
18．下列例子中，能防止电热危害的是
(
)
A．供取暖用的电褥
B．飞行员衣服里的电热保温装置
C．电视机机壳上开有许多小孔
D．孵化家禽的电热孵卵器
19．有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器．下列家用电器中要防止电热产生危害的是(
)
A．电饭煲
B．电热水器
C．电熨斗
D．电视机
20．电冰箱的使用说明书要求机身背面离墙不得少于15
cm，这是为什么？（压缩机安装在机身后面）
综合训练
21．如图甲所示，是分别测量电阻丝R1和R2的阻值时，得到的电流随电压变化的图像，从图像上能看出两电阻丝的阻值大小关系是R1_______
R2（选填“>”“<”或“=”）．将两电阻丝按图乙的连接方式接入电路中，并将两根完全相同的火柴头分别放在两根电阻丝上，闭合开关一段时间后，发现R2上的火柴头先燃烧，由此可知，在电流一定时，__________越大，电功率越大．
22．（应用题）一电热毯的额定电压为110
V，额定功率为100
W，电源电压为220
V，如果利用灯泡来降压，应选下列哪种灯泡
(
)
A．110
V．220
W
B．220
V．100
W
C．200
V，200
W
D．220
V．400
W
23．（巧解题）粗细均匀的电阻丝放入水中，通电10
min水开始沸腾；若将电阻丝对折并联后放入同一壶水中，通电到水开始沸腾，所需要的时间是（不计一切热损失）
(
)
A．2．5
min
B．5
min
C．20
min
D．40
min
经典考题
实战训练
24．(2011·甘肃兰州)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，电流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
25．(2012·四川内江)如图所示，是“探究电流的热效应跟电阻大小的关系”的实验装置图，A、B两瓶煤油都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内的金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍铬合金丝，电阻较大．在实验中应使两瓶中盛装的煤油质量_________，那么，当开关S闭合，通电一段时间后，两瓶中温度上升较快的是_______（选填“A”或“B”）瓶。
26．如图所示，电阻R两端的电压U=6
V，流过电阻R的电流I=0．5
A通过计算求：
(1)电阻R的阻值；
(2)电阻R在1
min内产生的热量是多少焦？
27．如图所示，是某鱼缸水温调节器的原理图，其中R1为阻值可调的电热丝，开关S2为单刀双掷开关．开关Sl闭合，S2接b时，电路处于加热状态；当开关S1断开、S2接a时，电路处于保温状态．已知U=
220
V，R2=600
Ω，R2不会短路．水的比热容c水
=4．2×103
J/(kg．℃)．试问：
(1)当电路处于加热状态时，通过电阻R2的电流为多少？
(2)当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4
W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？
(3)当电路处于加热状态时，要使缸中m=48.4
kg的水温度升高△t=2．0℃，现调节电热丝R1使其阻值为R'1
=200Ω，则需加热多长时间？（假设电热全部被水吸收，且无热量散失）
参考答案
1.热
电热毯
2．B
3.C
解析：由公式Q=W=I2Rt知，通电导体放出的热量跟电流、电阻和通电时间有关，为了比较放出的热量跟电阻的关系，必须采用控制变量法，使两根电阻丝的通电时间和通过的电流相同．
4.C解析：三个用电器的额定功率和实际功率虽然都相同，但本题不能选D，因为电风扇主要将电能转化为动能，电灯泡主要将电能转化为光能和热能，而电热毯主要将电能转化为热能，所以选C。
5．(1)温度计示数
(2)电阻
6．(1)控制变量
热
(2)甲
电阻
电流
时间
电热
电阻
(3)多
在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多
7.0.2
72
解析：导体中的电流可根据欧姆定律求出，电流通过电阻时，电能全部转化为热，那么电流产生的热量（用Q表示）就等于导体消耗的电能，即Q=W=Pt=I2Rt，当I的单位用安(A)、R的单位用欧（Ω）、通过时间t的单位用秒(s)时，电热的单位才是焦(J)，所以本题计算电热应将t的单位换算成秒，再与I2、R相乘．
8.2.
64×105
解析：Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×300s=2.64×l05J.
9.500
2.27
解析：该电熨斗的电功率，它的工作电流.
10．搭接
大
多
11.3：2
2：3
解析：由公式Q=I2Rt知，当通过的电流相等时，相同时间里产生的热量与电阻成正比；由公式知，当电压和通电时间相同时，产生的热量跟电阻成反比．
12．B解析：电炉是把电能全部转化为热的电热器，根据知，在电压相同时，产生的电热与电阻成反比，所以两电炉在相同时间内放出的热量是乙多甲少．
13.B解析：由图可以看出，两个电阻并联接入电路中，由知，在电压和通电时间相同时，电阻产生的热量跟电阻成反比，因为b筒中的电阻小，所以产生的热量多，b筒中的水先沸腾．
14.B
解析：由于电阻丝是纯电阻，由可知，在电压一定时，在相同时间内电流产生的热量与电阻成反比，根据串、并联电阻特点，两电阻串联后的总电阻大于并联后的总电阻，因此应选B。
15.D解析：导线太热说明产生的热量过多，根据Q=I2Rt，在I、t相同时，R越小，产生热量越少，只有D可以使导线阻值变小故选D.
16.A解析：因为是纯电阻电路，由知，当电压一定时，产生的热量跟电阻的阻值成反比，并联一根阻值相等的电阻丝后，总电阻值为原来的一半，所以并联产生的热量增加一倍．
17．B解析：当开关全部闭合时，R3被短路，R1与R2并联，R1产生的热量；当开关S2、S3全部断开时，R2断路，R1与R3串联，U1：U3=R1：R3=10
Ω：5Ω=2：1，则，故R1产生的热量，故。
18．C解析：能防止电热危害说明电流产生的热量是我们所不需要的，A、B、D都是对电热的应用．
19．D
20.因为电冰箱在工作时，电流通过压缩机要产生热量，冰箱散热器也要产生热，这些热量对冰箱不利，为了使这些热量尽快散出，所以说明书要求机身背面离墙不得少于15
cm
21．<
电阻
解析：在图甲中可以找U相同时的I1、I2，则I1>I2，由可知,R122.D
解析：电热毯的电阻为，要想在220
V的电源电压下正常工作，必须接一等值电阻和它串联，其中D项，符合条件．
23．A解析：由公式知，在Q、U相同的条件下，t和R成正比，因为烧开同一壶水，故产生的热量相等，而电阻丝两端的电压不变，将电阻丝对折并联后接入电路，电阻丝的电阻变为原来的，故所需时间也变为原来的，，本题应选A。
24．D
解析：根据焦耳定律的内容可知，电流产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。
25．相等
B
解析：“探究电流的热效应跟电阻大小的关系”的实验采用控制变量法．使两烧瓶内煤油的质量相同，两电阻丝串联，使流过它们的电流和通电时间相同．由于镍铬合金丝比铜丝的电阻大，根据焦耳定律可知前者产生的热量多，因此B瓶内煤油温度升高较快．
26.(1)R=U/I=6V/0.5A=12Ω;
(2)Q=I2Rt=(0.5A)2×l2Ω×60s=180J.
27．(1)当电路处于加热状态时，等效电路图如图甲所示：
通过电阻R2的电流.
(2)当电路处于保温状态时，等效电路图如图乙所示：
电路的总电阻,
．
(3)水需要吸收的热量，电热丝的功率，R2的功率，加热时间。
解析：(1)开关Sl闭合、S2接b时，电路处于加热状态，两电阻并联，根据求出通过电阻R
2的电流；
(2)当开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，根据求出电路的总电阻，再根据串联电路的特点求出电热丝R1连入电路的阻值；
(3)根据Q=cm
At求出水吸收的热量，电流做的功即为水吸收的热量，求出电路的总功率，根据W
=Q=Pt，即可求出加热时间。