第十八章 第4节 焦耳定律核心素养2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有答案）

2021-2022学年人教版物理九年级核心素养
第十八章 第4节焦耳定律
一、单选题
1． 某实验装置如图。甲、乙两烧瓶中液体质量相同但电阻丝的阻值不同。利用此装置和秒表可以探究哪些物理问题呢 下列相关说法中不正确的是（ ）
A．若两烧瓶中液体种类相同，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．若两烧瓶中液体种类相同，可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
C．若两烧瓶中液体种类不同，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
D．若两烧瓶中液体种类不同，可以探究不同物质吸热升温现象
2． 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同。则下列说法中正确的是（ ）
A.电冰箱产生的热量最多 B.电脑产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多
3． 如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。通电前，A 、 B 两个 U 型管中的液面相平，通电一段时间后，通过 R1、R2 的电流分别为 I1、I2，则（ ）
A．I1>I2，A 管中的液面较高
B．I1>I2，A 管中的液面较低
C．I1=I2，A 管中的液面较高
D．I1=I2，两管中的液面一样高
4． 如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，三段电阻丝的电阻关系是：。小明用下图装置进行实验（没通电时，U形管中各液面高度相平），探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关。下列说法正确的是（ ）
A．由于R1与R2串联，所以通过它们的电流一定相同
B．此实验在探究电流通过导体产生的热量Q与电阻R大小是否有关
C．通电后，左侧U形管内的液面高度差将会比右侧U形管内的液面高度差小
D．此实验是通过透明容器中空气的受热膨胀的程度来反映电阻R产生热量的多少
5． 在如图所示的家用电器中，相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是（ ）。
A．电风扇 B．电水壶
C．电熨斗 D．电暖气
6． 甲、乙两电热丝电阻之比为3：4，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（ ）
A.27：4 B.9：4 C.4：9 D.4：27
7． 如图甲为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两烧瓶中盛有等质量的煤油，电热丝R1、R2的电压与电流关系如图乙，则（ ）
A．R1的阻值较大
B．通过R2的电流较大
C．通电一段时间后，R2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
8． 利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验，以下说法错误的是（ ）
A．本实验采用的研究方法有“控制变量法”和“转换法”
B．通电后会发现在相同时间内乙产生的热量是丙产生热量的2倍
C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙
D．图丙中外接5Ω电阻的作用是改变流过电阻E的电流，使通过电阻A、E的电流不同
9． 图示，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．电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
10．小华利用如图所示的实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是控制电流、通电时间相同时，探究电热与电阻的关系
B．乙图是控制电压、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
C．甲图中闭合开关后，a管中液面上升比b快
D．乙图中闭合开关后，d管中液面上升比c快
11．如图是研究电流产生热量实验装置的一部分，两个透明容器内密封着等质量、同温度的空气，容器内的电热丝阻值不同，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。下列判断正确的是（ ）
A．如果甲比乙升高快，则通过甲容器中电阻的电流一定大
B．如果甲比乙升高快，则通过甲容器中的电阻一定大
C．如果甲比乙升高慢，则通过甲容器中电阻两端的电压一定大
D．该装置探究的是“通电导体产生的热量与电流的关系
12．如图所示现象或装置在工作时，与热机做功冲程的能量转化相同的是（ ）
A．钻木取火
B．水蒸气将塞子冲出
C．活塞迅速下压，棉花燃烧
D．电炉子
13．某电路中白炽灯工作一段时间后，用手靠近灯头，感觉温度很高，而与它相连的导线却不热，这是因为（ ）
A．导线散热比灯丝快 B．导线绝缘皮隔热
C．通过导线电流比灯丝小 D．导线电阻比灯丝小
14．额定电压均为220V电饭锅和洗衣机，已知电饭锅和洗衣机的额定功率都是800W，同时接入我国的家庭电路中工作时，下列说法正确的是（ ）
A．电饭锅消耗的电能多 B．电饭锅和洗衣机消耗的电能一样快
C．电饭锅消耗的电能少 D．电流通过电饭锅和洗衣机产生的热量一样多
15．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，下列详解正确的是（ ）
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
二、填空题
16．如所示电路，电源电压恒定不变，电阻R1=20Ω，R2=60Ω．当S断开时，电流表的示数为0.3 A；当S闭合时，电流表的示数为________A，电路1分钟内总共产生的热量为________J．
17．家里的电风扇在工作时，扇叶转动，用手摸一摸它的电动机外壳，微微有些热，这说明电流通过电风 扇做功时，有一小部分电能转化成了 能，这部分能量的大小 （选填“能”或“不能”）用公式W=UIt来计算。
18．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作10s消耗的电能为 ，产生的热量为 ，对外输出的机械能是 。
19．在如图所示的电路里，R1=2Ω，R3=6Ω，电压表V1的示数为3V，电压表V2的示数为5V，那么，电阻R2=__________Ω，通电10s，电阻R2产生的热量为___________J．
20．一根电阻丝的电阻是10 Ω，通过2 A的电流时，1 min内产生的热量是________J.
21．某型号电饭煲有加热和保温功能，如下图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于_________（填“保温”或“加热”）状态．如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是_______，其大小为_______．
22．额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，将质量为1.5㎏的水从20℃加热到100℃，耗时10min，则水吸收的热量为 ______J，电热水壶消耗的电能为______J，该热水壶的效率是______。
23．一根阻值为100Ω的电阻丝，通电电流为2A，产生了3.2×104J的热量，通电的时间是 s。
24．在如图甲所示的电路中，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω．闭合开关，滑动变阻器的P-R图象如图乙所示，则R1=__________Ω；当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为__________A，通电10s电流通过R1产生的热量是__________J．
25．已知定值电阻R1∶R2=2∶3，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比I1∶I2=___；若把它们串联在同一电路中，通电1分钟，R1、R2产生的热量之比Q1∶Q2=___。
26．车床照明灯的额定电压是36V，它正常工作时灯丝的电阻是24Ω，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是____________W，工作30min，电流通过灯丝产生的热量是______________J．
27．如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1=30Ω，只闭合开关S时，电流表示数为_______A；同时闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，则通电1分钟电阻R2产生的热量为________J．
28．生活处处有物理，小明对家中的电饭煲进行研究．他关闭了家里其它用电器，只让电饭煲工作，观察了电能表（上面标有“3000R/kW h”），请你帮助小明解决下列问题．
（1）电饭锅在加热状态时，开关S应与触点______（选填“1”或“2”）连接；已知R0:R=1:3,电饭锅分别工作在加热、保温状态，相等时间内产生的热量之比为：____（R0、R都为加热丝）；
（2）他发现正常加热了6min电饭锅就转为保温状态，在这6min内电能表转盘刚好转了300转，则该电饭锅的加热功率是________W．
29．R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2，则Q甲1∶Q甲2＝________，图乙中电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q乙1∶Q乙2＝________．
30．如图所示电路，电源电压保持不变，R1＝R2＝5 Ω，R1、R2两端的电压之比是_________，R1、R2产生的热量之比是_________。
三、实验题
31．如果甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等质量的空气。
(1)电流产生的热量不易直接测量因此在本实验中是通过观察两个U形管中的液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用了______的研究方法。
(2)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与______的关系通电一段时间后，______(选填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多。
(3)乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与______的关系，乙装置中的电阻R3的作用主要是______。
(4)如果乙装置中R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发生了断路相比较，左侧U形管中液面的高度差将______。（选填“变大”“变小”“不变”）
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图______（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
32．完成焦耳定律的实验
题目 电流通过导体时产生的热量和哪些因素有关
实验器材 电源、开关、导线、定值电阻、形管、透明容器
实验装置
实验步骤 如图，两容器中密封着①______的空气，每个容器中都有一段电阻丝，将电阻丝串联起来接到电源上，使通过两段电阻丝的②______相等，通电一段时间后，发现右侧形管中液面高度差③______． 如图，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器外部，将一个电阻与容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流⑦______，在通电时间相同的情况下，⑧______形管中的液面高度差较大．
结论 在通电时间和④______一定时，导体电阻越⑤______，通电导体所产生的热量越⑥______． 在通电时间和⑨______一定时，通过导体的电流越⑩______通电导体所产生的热量越______．
反思 在探究过程中主要用到的研究方法是______和______
四、计算题
33．额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？
34．电熨斗往往采用如图所示的电路来保温：
（1）电熨斗正常使用时开关S应断开还是闭合？
（2）如果熨斗的电阻丝R的额定功率为400W，灯L标有“PZ220-100”，则当电熨斗处于保温状态时电阻丝R的实际功率是多大？此时整个电路的功率是多大？此时电路总功率比电熨斗正常发热时的功率少了多少？（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
2021-2022学年人教版物理九年级第十八章 第4节 焦耳定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C A D A A C B D A
题号 11 12 13 14 15
答案 B B D B A
二、填空题
16．0.4；144
17．内；不能
18． 3.8×104J ；2×103J ；3.6×104J
19．4 10
20．2.4×103
21．加热 电热（电功） 4．8×105J
22．5.04×105 6×105 84%
23． 80
24．10 0.2 4
25．3∶2 2∶3
26．54 97200
27．0.2 108
28．2 4：1 1000
29．2∶1 1∶2
30． 1∶1 4∶1
三、实验题
31．转换法 电阻 右 电流 使通过R1和R2的电流不相等 变小 甲
32．等量 电流 大 不相等 左侧 电流 大 多 电阻 大 多 控制变量法 转换法
四、计算题
33．40A，7520J
34．（1）闭合；（2）16W，80W，120W