14.5焦耳定律练习题2021-2022学年鲁科版九年级物理（含解析）

14.5焦耳定律练习题2021-2022学年鲁科版九年级物理
一、单选题
把一个标有“ ”的小灯泡和定值电阻串联后接在电压为的电源上如图所示，小灯泡恰能正常工作。该电路工作定值电阻产生的热量是
A. B. C. D.
如图所示探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的实验装置，两个烧瓶中盛着等量的煤油，温度计显示煤油的温度．两瓶煤油中都有一段电阻丝，电阻丝、，的电压与电流关系如图乙，则
A. 的阻值较大
B. 通过的电流较大
C. 通电一段时间后，瓶中温度计的示数变化较大
D. 若用水代替煤油实验效果会更好
当温度降到很低时，某些金属导体如铝在以下，铅在以下时，电阻就变成了零，这种现象称为超导现象．假如白炽灯的灯丝、电动车内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作，当用电器通电时，假设这些导体的电阻都变为零，下列说法正确的是
A. 白炽灯仍能发光且更省电 B. 电动机仍能转动且效率更高
C. 电饭锅仍能煮饭且效率更高 D. 电熨斗仍能熨烫衣服且更省电
下图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法正确的是
A. 形管液面高度变化是因为形管中液体的温度发生了变化
B. 图甲所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电流大小的关系
C. 图乙所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电阻大小的关系
D. 通电后，乙图中、电阻产生的热量之比是
如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个的电阻并联后再与另一个的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个容器中密封着等量的空气，形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是
A. 图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B. 该实验装置是利用形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C. 通电一段时间后，左侧形管中液面的高度差比右侧的大
D. 将图示中左侧电阻丝换成电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
如图所示电路，电源电压恒为，定值电阻为，滑动变阻器的规格为“ ”，电压表量程为，电流表量程为下列说法正确的是
A. 电压表测量的是电阻两端的电压
B. 当变阻器的滑片向左移动时，电压表的示数变小
C. 为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是
D. 当变阻器接入电路中的阻值是时，通电电阻产生的热量是
如图是一个油量表的示意图，滑动变阻器规格为“”。闭合开关，当浮球最低时滑片滑到端，电流表示数为，当浮球最高时，滑片滑到端，电流表示数为下列说法错误的是
A. 电阻的阻值为
B. 电源电压为
C. 在加满油后，内电阻产生的热量为
D. 电阻最小功率为
在如图所示的电路中，闭合开关，电源电压恒为，电流表的示数为，电压表的示数为。当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为。则下列结论正确的是
A. 的阻值为
B. 滑动变阻器的最大电阻值为
C. 电路消耗的最小总功率为
D. 当滑动变阻器的滑片移至最左端时，在内电流通过 产生的焦耳热为
某型号电饭锅有加热和保温功能，如图甲是其内部电路原理图，下列说法不正确的是
A. 电饭锅是利用电流的热效应进行工作的
B. 当开关接触点时，该电饭锅处于保温状态
C. 如图乙是该电饭锅工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是电饭锅加热时消耗的电能
D. 该电饭锅正常工作消耗的电能是
电熨斗通电一段时间后，熨斗面很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这是因为
A. 导线的电阻远小于熨斗的电阻，导线消耗的电能很少
B. 通过导线的电流远小于通过熨斗的电流
C. 导线的散热比熨斗快
D. 导线外有绝缘皮隔热
二、填空题
电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流______选填“相同”或“不同”，电炉丝热的发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体______有关。
某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两档。电路如图所示，开关接______时，是“高温”档；当开关分别接“”和“”时，电流表的示数为和；则电阻______、______电烤箱处于“高温”档工作产生的热量为______。
小刚同学用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为，电阻丝，，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热；他观察到______ 气球先鼓起来。甲气球、乙气球通电，产生的热量为______ 。
三、实验探究题
某实验小组的同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。
实验时通过观察形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
由甲图所示的实验现象可以得到的结论是______。
通过分析可知，乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系。
圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
实验中通过观察两个形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系。
由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻______、通电时间相同的情况下，通过电阻的______越大，电阻产生的热量越______。
该实验采取的探究方法是______。
四、简答题
如图所示，人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现在市场上有一些劣质插线板，经质检部门检查发现，部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患。
在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这是为什么？根据你学过的物理知识，简要说出应该如何防止电线发热过大只要说出一种方法即可。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：由可得，灯泡正常发光时的电流：
；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光，
所以，两端的电压：
，
因串联电路中各处的电流相等，该电路工作定值电阻产生的热量：
。
故选：。
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据求出通过小灯泡的电流；
根据串联电路的电压特点求出两端的电压，根据求出该电路工作定值电阻产生的热量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电流产生的热量与哪些因素有关，明确电路的连接方式是解题的关键。
根据图象，利用欧姆定律判定电阻的大小；
根据串联电路的电流特点判定电流的大小；
电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间相同；
根据煤油和水的比热容的大小分析。
【解答】
A.由图可知，在电流相同时，两端的电压大，根据欧姆定律可知，的电阻要大于的电阻，故A错误；
B.由图可知，该电路为串联电路，各处的电流相同，故B错误；
C.通电一段时间后，电流和通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多，由于的电阻大，则瓶中温度计的示数变化较大，故C正确；
D.若用水代替煤油实验，相同质量的水和煤油，吸收相同热量时，水的比热容大，则水升高的温度低，温度计示数变化较小，实验效果不明显，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】解：白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，白炽灯不能发光，电饭锅不能煮饭，电熨斗不能熨衣服．导体有电阻时，电动机工作，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好．
故选B．
假设导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作．
4.【答案】
【解析】
【分析】
此题主要考查对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解以及焦耳定律公式的应用，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；
由分析判断乙图中、电阻产生的热量之比。
【解答】
A.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气的温度变化导致容器中空气体积的变化，即可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A错误；
B.在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流与通电时间相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即这是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故B错误；
C.在乙装置中，一个的电阻与两个的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，即；两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即，所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半，即这是研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D.乙图中，通过、的电阻和通电时间相同，由图知，由可得：，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。
探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；
探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。
【解答】
解：、、装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即，两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系；由可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，左侧形管中液面的高度差更大，故A错误，C正确；
B、该实验装置是利用形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过形管液面高度差的变化来反映，故B错误；
D、将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：、由电路图可知，电压表是并联在两端，测量的是电阻两端的电压，故A错误；
B、当变阻器的滑片向左移动时，电阻增大，根据串联分压的特点，两端电压增大，即电压表示数增大，故B错误；
C、为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围：
由电压表量程“”，两端电压最大为，根据串联分压的特点，，，解得，
由电流表量程“”，电路中最大电流为，由滑动变阻器的规格为“ ”，电路中最大电流为，综合以上因素，电路中最大电流为，则，，解得，故变阻器接入电路的阻值范围是，故C正确；
D、当变阻器接入电路中的阻值是时，电路中的电流，，
通电电阻产生的热量：，故D错误。
故选：。
由各元件规格和特点，根据滑动变阻器的滑片的移动，根据串联分压的特点判断电压表示数的变化；根据电路特点和欧姆定律确定出变阻器的最大值和最小值；根据电功求出产生的热量。
此题考查了动态电路的分析及欧姆定律、电功率公式的应用，此题要判断出滑动变阻器的阻值范围，难度较大。
7.【答案】
【解析】解：由电路图可知，与串联，电流表测电路中的电流。
当滑片位于端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由可得，电源的电压：
，
当滑片位于端时，电路为的简单电路，则电源的电压：
，
因电源的电压不变，
所以，，
解得：，故A正确；
电源的电压，故B正确；
在加满油后，滑片位于端，则内电阻产生的热量：
，故C正确；
当滑片位于端时，电阻的功率最小，则
，故D错误。
故选：。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，分清加满油后滑片的位置和对应的电流是关键。
8.【答案】
【解析】解：由电路图可知，电阻和滑动变阻器串联，电压表测电源的电压，测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得两端的电压：
，
由可得，的阻值：
，故A正确；
B、当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电路中的总电阻：
，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器的最大阻值：
，故B错误；
C、滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路的总功率最小，
则电路的最小总功率：
，故C错误；
D、当滑片移至最左端时，电路为的简单电路，则电流为：
，
在内产生的焦耳热：
，故D错误。
故选：。
由电路图可知，电阻和滑动变阻器串联，电压表测电源的电压，测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
根据串联电路的电压特点求出两端的电压，利用欧姆定律求出的阻值；
当滑片移至最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据串联电路的电阻特点求出滑动变阻器的最大值；
滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路的总功率最小，利用求出电路消耗的最小总功率；
当滑片移至最左端时，电路为的简单电路，根据求出在内产生的焦耳热。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，正确的判断电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
9.【答案】
【解析】解：
A、电饭锅工作时，消耗电能转化为内能，是利用电流的热效应进行工作的，故A正确；
B、由图甲可知，开关接触点时，只有连入电路中；接触点时，两电阻串联。则开关接触点时，电路中电阻较小，而电源电压一定，由可知，此时电功率较大，电饭煲处于加热状态，故B错误；
、由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电能；
由图知，，加热时间，
加热消耗电能；
，保温时间，
保温时消耗电能；
电饭锅正常工作消耗的电能：
，故CD正确。
故选：。
电热器利用电流的热效应制成的加热设备，电热器工作时，消耗电能转化为内能；
由图知，开关接触点时，只有连入电路中，接触点时，两电阻串联，电源电压一定，由分析电饭煲的工作状态；
由图象知，横坐标表示时间、纵坐标表示电功率，由可知面积表示的物理量，并利用计算在一段时间内消耗的电能。
本题考查了电功率公式的灵活应用，要能正确分析开关在不同状态电路结构，关键是能看懂图象，将图象与所学知识联系起来，是一道好题。
10.【答案】
【解析】解：电熨斗跟铜导线串联，通过它们的电流和通电时间相等，
，，
产生的热量：，
，
相同时间内导线上消耗的电能小于电熨斗消耗的电能，故A正确、错；
而与散热快慢、隔热效果无关，故C、错。
故选：。
电熨斗和导线串联，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，分析时注意用好控制变量法。
11.【答案】相同 电阻
【解析】解：
电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过的电流相同，通电时间也是相同的，电炉丝热的发红而导线却几乎不热，是因为电炉丝的电阻与导线的电阻不同造成的，电炉丝的电阻比导线的电阻大，电炉丝产生的热量多，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的电阻有关。
故答案为：相同；电阻。
焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比。
串联电路中电流处处相等，通电时间也相同，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，故放出热量多。
本题主要考查学生对焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握，知道电炉丝和相连接的导线为串联是本题的关键。
12.【答案】
【解析】解：
当接时，只有电阻接入电路中，总电阻为；当接时，此时为串联电路，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，为高温档，所以开关接时，是“高温”档；
当开关接“”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：；
当开关接“”时电流表的示数为，此时、串联，根据欧姆定律可得总电阻为：；
则的阻值为：；
电烤箱处于“高温”档工作产生的热量为：
。
故答案为：；；；。
由可知，在电压一定时，电路中电阻越小、电功率越大，据此分析哪种情况下是高温档；
知道当接、时电路中的电流，利用欧姆定律求电阻的大小，再根据串联电阻的特点求、的阻值；
根据求电烤箱处于“高温”档工作产生的热量。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的灵活应用以及对电路图的分析，是一道较简单的计算题。
13.【答案】乙
【解析】解：由图可知，两电阻丝串联有电路中，这样可保证电流相同、加热时间相同，电阻越大，产生的热量越多，所以乙中产生的热量多，乙中的气球先鼓起来；
通电，产生的热量为：。
故答案为：乙；。
实验中，根据气体的热胀冷缩性质，利用气球的膨胀来反映电流产生热量的多少，这是转换法的运用；电流产生的热量与电阻大小、通电时间的长短、电流大小有关；
利用求出产生的热量。
本题考查了影响电热的因素、焦耳定律的应用，难度不大，要理解。
14.【答案】液面高度差 当通过的电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多 电流
【解析】解：电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
图甲容器中的两个电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，因此甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系；
由甲图可知，右侧形管的液面高度差较大，说明右侧容器中的电阻丝放出的热量较多，且右侧容器中的电阻丝电阻较大，因此得出的结论是当通过的电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；
图乙是右侧有两个相同电阻并联，再与左侧容器中的电阻丝串联，左侧容器中的电阻丝在干路上，根据并联电路电流特点可知，通过液体中两个电阻的电流不变，但两个容器中的电阻和通电时间相同，因图乙是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。
故答案为：液面高度差；当通过的电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；电流。
电流产生的热量无法直接观察到，要通过转换法，由形管中液面高度差来反映；
要探究电流产生的热量与电阻的关系，需要控制电流和通电时间不变，改变电阻大小，并根据图示读出相应的结论；
要探究电流产生的热量与电流的关系，需要控制电阻和通电时间不变，改变电流大小，据此分析图乙探究电阻丝产生的热量与什么因素有关。
本题考查了学生对焦耳定律的理解，解题关键是要掌握控制变量法和转换法的应用。
15.【答案】液面高度 电阻大小 相同 电流 多 转换法和控制变量法
【解析】解：
根据转换法，该实验中是通过观察形管中液面高度的变化来反映电流通过电阻丝产生的热量的多少，形管中液面高度越大，说明电流通过电阻丝产生的热量越多。
如图甲，两个电阻串联在电路中，根据串联电流的规律，通过两电阻的电流相同，通电时间相同，而电阻不同，根据控制变量法，该装置是用来探究电流产生的热量跟电阻大小的关系；
图乙中，右边容器内一个的电阻与容器外一个的电阻并联，再与左边容器内的电阻串联，根据并联电路的电流特点可知，通过左边容器内电阻丝的电流大于通过右边容器内电阻丝的电流，即，而烧瓶内的电阻值都是，电阻相同、通电时间相等，由图知，左边容器两管液面高度差大，说明左边电阻丝产生的热量多；
所以，可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多；
该实验采取的探究方法是转换法和控制变量法。
故答案为：
液面高度；电阻大小；相同；电流；多；转换法和控制变量法。
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可给等量的气体加热，根据热胀冷缩，产生的热量越多，气体膨胀程度越大，形管中液面的高度差越大，采用了转换法；
由，电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关，研究与其中一个因素关系时，要控制另外两个因素相同，根据串联电流的规律，分析相同的量和变化的量，根据控制变量法分析；
分析电路连接，根据串、并联电路的电流特点分析通过两容器内电阻丝的电流大小，由题意结合转换法分析回答；
由回答采取的探究方法。
此题研究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”，考查意控制变量法和转换法的运用，同时考查了串联、并联电路电流的规律的运用。
16.【答案】答：在材料和长度一定时，导体横截面积越小电阻越大，所以伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品越细，电阻越大；
根据 可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过细的芯线产生的热量越多，易发生火灾。
【解析】导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料有关。在横截面积和材料一定时，导体越长，导体电阻越大；
在导体的长度和材料一定时，导体的横截面积越大，导体的电阻越小；
在导体的长度和横截面积一定时，材料不同，电阻大小不同。
根据得，电流产生热量跟电阻成正比，电阻越大，电流产生的热量越多，容易发生火灾。
本题通过家庭常用的插线板考查了焦耳定律知识的应用，体现了物理和生活的密切关系，学好物理，服务于生活。
17.【答案】答：由公式可知，在电压一定时，当接大功率的电炉时，会造成输电线路电流增大，由焦耳定律，可知，电线上将显著发热，有时可能烧坏电线绝缘皮，甚至会引起火灾。
换用粗的导线，电阻小，允许通过的电流大，或尽量不要同时使用大功率的用电器。
【解析】根据焦耳定律，找出引起电热增加的因素，是因为电流变大的缘故，而造成电流过大的其中一个原因是因为使用了大功率用电器。要防止电线发热过大，由焦耳定律可知，可以通过减小导体的电阻或减小导体中的电流。
本题是一道问答题，考查了用所学的知识解答生活中的现象和如何解决出现的问题。
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