18.4焦耳定律 分层测试 2021-2022学年人教版物理九年级（含答案）

《18.4焦耳定律》分层测试
基础练习
一、选择题：
1．电热给我们的生活带来很多方便和享受。下图所示的用电器中，不属于利用电热工作的是（ ）
2．下列关于电热说法中错误的是（ ）
A．电热器中的发热体是熔点高、电阻率大的电阻丝
B．电炉、电烙铁、电熨斗都是电热器
C．用电器通电时产生的电热在生活中总是有益的
D．在电流一定时，电阻越大，单位时间内产生的热量越多
3．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电熨斗快
C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
4．某课外小组自制了一台小电动机，，它的额定电压为6V，经测量它正常工作时的电流为0.2 A，且知道导线的电阻为5 ，则该小电动机10内产生的电热为（ ）
A．12J B．2J C．10J D．14 J
5．生活中，我们会看到家里的白炽灯往往在开灯的瞬间亮一下即被烧毁，对这一现象最合理的解释是（ ）
A．刚开灯时家里的电压较高而烧毁
B．刚开灯时家里的电压较低而烧毁
C．刚开灯时灯泡的电阻较大，通过白炽灯的电流较小，发热过多而烧毁
D．刚开灯时灯泡的电阻较小，通过白炽灯的电流较大，发热过多而烧毁
6．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．电热毯 B．电热水器 C．电吹风 D．电视机
二、填空题：
1．如右图是家电下乡活动中的一种家用电饭煲，它在工作过程中将 能转化为 能，它在工作时消耗电能的多少与其功率大小成 。
2．家庭电路中的导线常采用较粗的铜芯导线而不采用铝导线，这是由于在同等条件下，较粗的铜导线的电阻较 ，可以减小由于 造成的能量损耗。
3．据报道：南京市曾经发生一起由于使用空调而引起的火灾。这是由于空调属于大功率用电器，在其工作时，通过导线的电流较 ，长时间开空调时，导线所产生的热量就会 ，从而烧毁本来老化的电线绝缘皮，引起短路，从而产生更多的 ，引燃易燃物品。
4．某同学为研究“通电导体放出的热量与电阻的关系”，做了如图所示的实验．由图可知，电阻丝甲与乙是 联连接的。R甲>R乙，通电一段时间后， 瓶中的玻璃管液面高一些，利用该实验装置，还能研究的一个问题是 。
5．某电热水瓶的铭牌如下表所示。若热水瓶内装满水，在额定电压下工作，保温时通过电热水瓶的电流是 A；加热时电热水瓶的电阻为 Ω。
6．在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会，但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次。这是因为 在起作用，前者是为了 ，后者是为了 。
7．据报道，某乡村进行电网改造，经测算，有一条线路应采用截面积为2.5mm2的铝芯线，电工在实际安装时却采用了1.5mm2的铝芯线，结果酿成一场火灾，分析火灾的原因，其实很简单：就是电工安装的导线与测算应采用的导线相比，　 　　较大，根据　　 　　可知，导线上产生的热量也较多，导致导线的绝缘皮烧坏，最终引发火灾。
三、实验探究题：
小明要用图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系。其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
(1)请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过 显示电流产生热量的多少的。象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例：
。
(3)在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有 。
(4)在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则 瓶内温度计的示数升高的多。
四、计算题
如图所示，电源电压U=12V，电热丝R1=4Ω，R2=8Ω。
（1）开关S闭合后电流表的示数为多少？
（2）开关S闭合后，电热丝R2在10s内产生的热量是多少？
能力提升
一、选择题：
1．小明家新买回了一个电磁炉，说明书上写这最大功率为2000W，用铝导线连接到电源上，工作时发现铝导线太热，若使导线不太热，下列方法中比较可行的是（ ）
A．改用粗细相同的铜导线 B．将原来的铝导线剪短些
C．将原来的铝导线加长些 D．换用更细一些的铝导线
2．小林同学有两段电热丝，电阻分别是R甲、R乙（R甲＞R乙)，他将这两段电热丝在电路中串联起来，分别放入两个相同的容器中，两个容器中装有相同质量的水。当他将开关闭合后，关于甲、乙两个容器中水温的变化，下面的说法中正确的是（ ）
A．甲容器中的水温度上升的快
B．乙容器中的水温度上升的快
C．甲、乙容器中的水温度上升的一样快
D．条件不足，无法判断
3．小明设计了一个有高、中、低三档火力的电火锅，其简化电路如图所示，S为单刀多掷开关关，R1、R2、R3 为电热丝。当该电火锅处于高档火力时，开关S所接触的是 ( )
A．触点“1” B．触点“2”
C．触点“3” 　　　　　 D．触点“4”
二、填空题：
1．把一根阻值为484Ω的电炉丝接到照明电路上，通电时间240s，则它放出 J的热，若将此电炉丝截去一半长度，将剩余部分再接入该照明电路上要它放出同样多的热量，通电时间为 s。
2．两个电热杯的电阻值比为1：2，当通过他们的电流相同时，相同时间内产生的热量之比为 ；当它们两端所加的电压相等时，在相同时间内，它们产生的热量之比为 。
3．如右图所示是小明同学设计的电热器工作电路，电源电压相同。分析电路可知，当开关全部闭合时， 图所示的电路在单位时间内放出的热量较多；当断开开关S2时， 图所示的电路在单位时间内放出的热量较多。
三、计算题：
如图所示是某电饭锅的简化电路图。S1、S2都闭合时是加热状态，总功率为800W；只闭合S2时是保温状态，R2电阻是1100Ω.家庭电路的电压是220V.试求：
（1）保温状态时，R2的功率是多少？
（2）加热状态时，总电流是多少？R1的电阻是多少？（计算结果保留小数点后两位）
（3）加热状态时，电饭锅工作30min，消耗的电能是多少？
参考答案：
一、1.D
提示：电风扇在使用过程中把电能转化为机械能
2. C
提示：电热有时是有益的，有时是有害的
3.D 提示：根据焦耳定律分析可知，在电流和通电时间一定时，导体电阻越大，产生的热量越多
4.B 提示：根据Q=I2Rt计算可得
5.D
提示：刚开灯时灯丝温度较低，电阻较小，则此时通过白炽灯的电流较大，根据焦耳定律可知，在一定时间内发热过多而把灯丝烧毁
6.D 提示：电视机采用散热窗散热
二、1. 电；热；正比
提示：电饭煲在工作过程中，消耗电能，转化为加热食物的热能；根据W=Pt，消耗电能的多少与功率成正比
2. 小；电热
提示：根据焦耳定律，在同等条件下，铜导线的电阻较小，产生的电热较少3.4.5.6.7.
3. 大；增多；电热
提示：空调器的功率很大，由I=P/U可知，通过空调器的电流也很大，而导线是有电阻的，根据焦耳定律可知，电流通过导体时产生的热量与电流的2次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。长时间使用空调时，电线中就会产生很多的热量，就可能烧毁本来已经老化的绝缘外皮，引起短路。而短路时电路中的电流很更大，根据焦耳定律，在电阻和通电时间一定时，就会产生更多的电热，从而引燃学生床铺。
4.串；甲；通电导体放出的热量与电流大小的关系
提示：串联电路各处电流都相等，在通电过程中，由于R甲>R乙，在相同时间内甲产生的热量较多，因而甲瓶中的液面升高得较高；在控制电阻和通电时间的情况下，可以研究导体放出的热量与电流大小的关系
5. 0.14；40.33
提示：由P＝UI得I＝P1/U＝30W/220V＝0.14A；由P＝U 2/R得R＝U 2/P2＝(220V)2/1200W＝40.33Ω
6.防止电热；利用电热
提示：当电视机工作时间过长时，产生电热过多，为防止电热过多烧坏电视，要让电视休息一会；当长时间电视不工作时，为了驱潮，要使它工作一段时间
7. 电阻；焦耳定律
提示：根据影响电阻大小的因素可知，导体的横截面积减小，电阻变大
三、（1）如图所示。
（2） 温度计示数升高的多少（只答出温度计也可）；研究声音是由振动产生的时，用乒乓球的振动显示音叉的振动或探究平面镜成像时，用相同的蜡烛找像的位置等。只要符合转换法即可。 (3) 两瓶内煤油的质量；通电时间等；
四、
B卷
一、1.A
提示：导线太热是因为通过导线的电流过大，导线又是有电阻的，所以应该想办法减小导线的电阻，而C\D是增大了导线的电阻，B虽然电阻减小，但单位长度上散发出的电热不变，不符合要求
2.A
提示：两电阻串联，电路中的电流相同，根据Q=I2Rt可得，电阻越大，放出的热量越多，因而甲容器中的水温度上升的快
3. A
提示：根据,在电源电压和通电时间一定时，电阻越小，产生的热量越多，位于高档；分析电路可知，在三个接线柱之中，接触点“1”时，电路中的电阻最小，产生的热量最多
二、1.2.4×104；120
提示：根据计算可知，产生的电热为2.4×104J；将电炉丝截取去一半长度后，根据，在电压和电热一定时，电阻与通电时间成正比
（考点：电热的计算）
2. 1：2 2：1
提示：根据与可以求得
3.乙；甲 提示：根据分析可知，在电源电压和通电时间一定时，电热与导体电阻成反比
三、 解：
（1）P＝UI得P2＝U 2/R2＝(220V)2/1100Ω＝44W
（2）I＝P/U＝800W/220V≈3.64A
I2＝U/R2＝220V/1100Ω＝0.2A
R1＝U/I1＝U/（I －I2）＝220V/（3.64A—0.2A）≈63.95Ω
（3）P＝W/t
W ＝Pt＝800W×1800s＝1.44×106J
A．电烤箱 B．电烙铁 C．电熨斗 D．电风扇
甲
乙
铜丝
镍铬合金丝
煤油