人教版九年级物理18.4焦耳定律同步提升训练题（word版 含答案）

人教版九年级物理18.4焦耳定律同步提升训练题
一、单选题
1．在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由电能转化为内能的是（　　）
A． B． C． D．
2．—个额定电压为6V的小型电动机正常工作时，测得通过电动机的电流是0.5A，工作10min电动机线圈产生的热量是120J，则（　　）
A．电动机消耗的电能是30J B．电动机线圈电阻是0.8Ω
C．电动机做的机械功为90J D．电动机的发热功率为8W
3．白炽灯是日常生活中重要的光源，小峰对图中的白炽灯进行了仔细观察后，结合所学有关知识，分析以下说法中正确的是（　　）
A．该灯泡发光时，它的实际功率一定是25W
B．该灯泡只有在220V的电压下，才能发光
C．钨丝使用一段时间会变细，其电阻阻值也会变小
D．灯泡发光时，灯丝温度很高，这与电流流经导体时的热效应有关
4．随着生活水平的提高，家用电器越来越多，使用时若出现如图所示的情形，会导致连接插座的导线发热，稍不小心就会导致火灾，究其原因是（　　）
A．电路中的用电器用电时间太长 B．电路中的用电器的总功率过大
C．电路中的用电器过多 D．电路中的用电器的总电阻过大
5．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（　　）
A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法和转换法
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
6．图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（　　）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
7．如图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I-U图像，小灯泡和定值电阻的连接情况如图乙所示，当滑动变阻器的滑片在图中位置时，电压表的示数为8V，则下列说法中正确的是（　　）
A．小灯泡的电阻值为10Ω B．电流表的示数为0.4A
C．1s内定值电阻放热1.8J D．定值电阻的电功率为3.2W
二、填空题
8．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是______，电热丝消耗的功率是______ W，正常工作吹热风电热丝产生的热量是______ J。
热风温度
额定功率 热风时；1000W冷风时：120W
额定电压 220V
质量
9．图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为___________W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为 ___________J。
10．油汀取暖器和暖手宝是冬季常见的取暖装置，它们里面的加热丝是利用电流的________效应来工作的；利用如图所示装置可以比较暖手宝和油汀取暖器中工作液的比热容大小，在完全相同的甲乙两烧瓶中装入质量相等的上述两种液体（均不导电），且电热丝阻值R1________（选填“>”“<”或“=”）R2，闭合开关后一段时间，若甲中温度计示数变化大，则甲中液体的比热容________（选填“大”或“小”）
11．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个档位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1=1050，R2=50。开关S接“1”时，电热壶为______档位。开关S接“2”时，通电5min，电流通过R2产生的热量为______J。
12．为了保证同学们能喝到热水，学校给每个教室配备了电热饮水机．如图是我们教室用的电热饮水机的简化电路图，其参数如下表，R1、R2是发热电阻丝．当S1、S2均闭合时，饮水机处于______（选填“加热”或”保温”）状态；当S1闭合、S2断开时，饮水机工作工作5min，电阻R2放出的热量是_______J．
三、作图题
13．在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到图所示的实验器材．若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的 器材完成实验电路的连接．
（______）
14．画出探究电流热效应与电阻大小关系的电路图，标注电阻大小关系
（____）
四、计算题
15．某手工兴趣小组的同学们，在老师的带领下自制了一台电烤箱，设计的简化电路图如图所示，R1、R2均为电热丝，当开关S2通断时，电烤箱的档位不同。
（1）电烤箱在高温档正常工作100s产生的热量是多少？
（2）电烤箱在低温档正常工作时，R2的功率是多少？
（3）在用电高峰：同学们关闭其它用电器，只让电烤箱处于高温档工作600s，参数为3000r/kW h的电能表转盘转了297转，则此时的实际电压为多少？
额定电压 220V
高温档电路功率 1100W
低温档电路电流 2A
16．如图甲所示是小明家的养生壶，它有高温、中温、低温三个挡位，图乙是他的工作电路图，下表所列的是其部分参数，其中R1、R2为发热电阻，R2＝88Ω，求：
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）该养生壶中温挡的电功率是多少？
（3）小明在额定电压下用高温挡加热3kg的水，使其温度从20℃上升到100℃，则烧开一壶水需要多长时间？（不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃），计算结果保留整数）
额定电压 220V
低温挡功率 275W
容量 3L
防烧干功能 有
17．如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220 V。它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220 V电路中，在电饭煲工作的30 min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：[c米饭＝4×103 J/(kg·℃)]
(1)若电饭煲内装有1.5 kg米饭，30 min内从12 ℃加热到100 ℃，米饭吸收了多少热量____。
(2)0～30 min，电饭煲产生的总热量___。
(3)S和S1均闭合，电路中的总电流____。
(4)在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为200 V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间_____。
参考答案
1．C
【详解】
A．图中，活塞往下压时，硝化棉会着火，这是因为硝化棉的内能增大，而增大的内能是活塞的机械能转化而来的，故A不符合题意；
B．图中，活塞向下运动，两气门关闭，是热机的做功冲程，是内能转化为机械能，故B不符合题意；
C．图中，取暖器在通电时，消耗电能，温度升高，内能增大，即是电能消耗为内能，故C符合题意；
D．图中，烧瓶的塞子冲出的机械能是水蒸气的内能转化而来的，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】
A．电动机消耗的电能
故A错误；
B．电动机线圈电阻，跟据得
故B正确；
C．电动机消耗的机械能
故C错误；
D．电动机的发热功率
故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．由白炽灯的铭牌可知，该白炽灯的额定功率是25W，白炽灯工作时不一定正常工作，所以实际功率不一定等于25W，故A错误；
B．由白炽灯的铭牌可知，该白炽灯的额定电压是220V，所以该灯在220V电压下能正常发光，如果实际电压不等于220V，该灯发光，但不正常发光，故B错误；
C．导体的电阻和导体的材料、长度、横截面积和温度有关，在材料、长度和温度相同时，横截面积越小，电阻越大，所以钨丝使用一段时间会变细，其电阻阻值也会变大，故C错误；
D．电流具有热效应，当电流经过白炽灯的钨丝时会使钨丝发热使钨丝温度很高，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．电路中的用电器用电时间太长，如果用电器的总功率不大，或用电器没有全部工作，不会造成干路中的电流过大，不会造成图中的情形，故A不符合题意；
B．图中在同一插座上同时使用几个大功率的用电器，会使用电器的总功率过大，会导致干路中的电流过大，会使得连接插座的导线发热甚至燃烧起来，故B符合题意；
C．电路中用电器过多，只有用电器的功率较大且同时工作时，才会造成干路中的电流过大，故C不符合题意；
D．若电路中用电器的总电阻过大，由欧姆定律可知干路中的电流较小，不会造成图中的情形，故D不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】
A．甲、乙两次实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法，故A正确；
B．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B错误；
C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，其电阻值不同，所以是研究电流产生的热量和电阻的关系，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确，不符合题意；
C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确，不符合题意；
D．比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的装置相同，故D错误，符合题意。
故选D。
7．C
【详解】
B．根据串联电路电流、分压规律和图甲可知，当电流为0.3A时，A、B电压分别为2V、6V，他们的电压之和为8V，故B错误；
A．因为灯泡电阻随温度升高而增大，所以A线为灯泡图像，则此时灯的电阻为
故A错误；
C．1s内定值电阻放热
故C正确；
D．定值电阻的电功率为
故D错误。
故选C。
8．55 880 2.64×105
【详解】
[1][2]当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝的电功率
由可得电热丝的电阻值
[3] ，电吹风吹热5min电热丝产生的热量
9．2.7 648
【详解】
[1]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时电路中的电流最大为0.6A，当滑动变阻器最大阻值接入电路时，电路电流最小为0.2A，则
联立两式，解得
滑动变阻器R2的功率
可知当R2=R1时滑动变阻器R2的功率最大
在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为2.7W。
[2]当滑片P在最左端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，电路中的电流为0.6A，1min内电流通过R1产生的热量
1min内电流通过R1产生的热量为648J。
10．热 = 小
【详解】
[1]油汀取暖器和暖手宝是冬季常见的取暖装置，它们里面的加热丝通过电流时产生热量，使里面的液体温度升高，这是利用电流的热效应来工作的。
[2][3]要比较暖手宝和油汀取暖器中工作液的比热容大小，需要在完全相同的甲乙两烧瓶中装入质量相等的上述两种液体；为了使用相同热源进行加热，应使电热丝阻值R1=R2，根据 ，闭合开关后一段时间，两电热丝产生热量相等；相同时间内，甲乙两烧瓶中工作液吸收的热量相同，若甲中温度计示数变化大，根据 ，则甲中液体的比热容小。
11．加热 600
【详解】
[1]开关接“1”时，电路中只有R2，电阻小，功率大，电热壶为加热档位。
[2]开关S接“2”时，R2、R1串联，此时电路中的电流
电流通过R2产生的热量
12．加热；528
【解析】
试题分析：当S1、S2均闭合时，电阻R1被短路，仅有R2 接入电路，电路电阻较小，根据P=U2/R可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，即此时电热饮水机处于加热状态；由P=U2/R得，电阻R2的阻值：R2 =U2/P加热=（220V）2/1100W=44Ω，当S1闭合、S2断开时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，根据P=U2/R可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，即此时电热饮水机处于保温状态；由P=UI得，此时电路中的电流：I=P保温/U=44W/220V=0．2A，保温工作时间t=5min=300s，电阻R2放出的热量：Q=I2 R2 t=（0．2A）2 ×44Ω×300s=528J．
考点：焦耳定律的计算公式及其应用
13．
【详解】
探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，所以选择两个相同的电阻串联；从电源正极依次串联滑动变阻器、右侧电阻装置以及开关回到电源负极；如下图所示：
14．R1不等于R2
【详解】
探究电流热效应与电阻大小关系，应控制流过两电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同即R1不等于R2，因此应将两阻值不同电阻串联在电路中，如图所示
15．（1）1.1×105J（2）264W；（3）198V
【详解】
解：（1）电烤箱在高温档正常工作100s产生的热量
Q=W=P高t=1100W×100s=1.1×105J
（2）两个开关都闭合时，只有R1的简单电路，电阻较小，功率较大，所以处于高温挡位，电热丝R1阻值
当S1闭合，S2断开，R1和R2串联，电阻较大，功率较小，所以处于低温挡位，电路总电阻
=110Ω
根据串联电路电阻特点可知，电烤箱低温挡正常工作时R2的电阻
R2= R -R1=110Ω-44Ω=66Ω
在低温档正常工作时，R2的功率
=264W
（3）电烤箱消耗的电能
=356400J
此时的实际电压为
答：（1）电烤箱在高温档正常工作100s产生的热量是1.1×105J
（2）电烤箱在低温档正常工作时，R2的功率是264W
（3）在用电高峰：同学们关闭其它用电器，只让电烤箱处于高温档工作600s，参数为3000r/kW h的电能表转盘转了297转，则此时的实际电压为198V。
16．（1）88Ω；（2）550W；（3）916s
【详解】
解：（1）由乙图可知，当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联；当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路；当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联。因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以当开关S2接B，S1断开时，电路中的总电阻最大，当开关S2接A，S1闭合时，总电阻最小。由可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大；电阻越大，电功率越小。则开关S2接A，S1闭合时，为高温挡；开关S2接B，S1断开时，为低温挡；开关S2接B，S1闭合时，为中温挡。则低温挡时的总电阻为
则电阻R1的阻值是
（2）根据可知，养生壶中温挡的电功率是
（3）根据可知，水吸收的热量为
因为不计热量损失，所以
高温挡的功率为
根据可知，烧开一壶水需要的时间为
答：（1）发热电阻R1的阻值是88Ω；
（2）该养生壶中温挡的电功率是550W；
（3）烧开一壶水需要916s。
17．5.28×105 J 9.9×105 J 3 A 726 s
【解析】
【详解】
(1)由题可知，米饭吸收的热量：
。
(2)由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小。
由图乙可知，工作30min，电饭煲以功率P1＝660W工作的时间：t1＝15min＝900s，以功率P2＝440W工作的时间：t2＝15min＝900s，
由可得，0～30min内电饭煲产生的总热量：
。
(3)S和S1均闭合，R1和R2并联，电饭煲的功率较大，由图丙可知，
由可得，电路中的总电流：
。
(4)电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开所用时间t＝10min＝600s，此过程中产生的热量：，
电饭煲以较大功率工作时电路中的总电阻：
，
在不考虑热损失的条件下，在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，
所以，由可得，在实际电压是200V时电饭煲工作的时间：
试卷第2页，共7页
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