人教版九年级物理 第18章第4节 焦耳定律 同步测试题
一、单选题
1.如图所示,和是两根电阻丝,若将、端接入某一恒定电压的电路时,分钟产生的电热是;若将、端接入同一电路中时,分钟产生的电热是,则、端接入该电路时,分钟产生的电热是
A.540J B.180J C.120J D.30J
2.他出生在意大利的西西里岛.从小有良好的家庭教养,11岁就被送到当时希腊文化中心的亚历山大城去学习。在这座号称“智慧之都“的名城里,他博阅群书,汲取了许多的知识。成为兼数学家与力学家的伟大学者,据说他确立了力学的杠杆定理之后,曾发出豪言壮语:给我一个立足点,我就可以移动这个地球!这位科学家是( )
A.牛顿 B.伽利略 C.瓦特 D.阿基米德
3.通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事实,是常用的物理方法,下列根据现象所做出的推测,不符合科学事实的是( )
A.测得两个小灯泡两端的电压相等,推测这两个小灯泡不一定并联
B.如图所示,在静止的小磁针上方平行架一根导线,给导线通电时小磁针发生偏转,推测通电导体周围存在磁场
C.小磁针放在磁体旁受力偏转,推测磁体周围有磁场
D.马路两边的路灯同时亮、同时灭,推测路灯是串联的
4.下列关于如图所示实验的说法中错误的是:( )
A.该实验研究的是电流的热效应
B.实验中采用了控制变量法
C.观察实验现象可知:在其它条件相同时,电阻越大产生的热量越少
D.实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少
5.下列物理学史的表述,正确的是( )
A.托里拆利通过马德堡半球实验向世人证明了大气压的存在
B.欧姆做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系
C.阿基米德发现了杠杆原理——杠杆的平衡条件
D.伽利略由实验推出:力是使物体运动的原因
6.如图所示是将绝缘导线缠绕在指南针上面制成的简易电流针,现将导线的两端接到电源两级,磁针发生了偏转,下列设备中与其工作原理相同的是( )
A.电磁铁 B.电动机 C.电饭煲 D.动圈式话筒
7.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R'的滑片P在a点时,电流表示数为0.5A,将滑片P从a点移动到最右端的过程中,通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示,则下列选项正确的是( )
A.电源电压为5V
B.R的阻值为15Ω
C.10s内定值电阻R产生的电热为9J
D.若无论怎样移动滑片,电流表有示数且保持不变,则一定是R'断路
8.电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈产生磁场,磁化铁质铁锅从而形成无数个小涡流(即电流),加速锅底分子运动使锅底自身发热达到加热食物的目的,它具有安全可靠,节能环保等优点,下列正确的是
A.它在使用中利用了电流的磁效应和化学效应
B.它在使用过程中会产生烟尘和废气
C.加热食物时把电能转化为内能
D.铁、铝、铜锅均可在电磁炉上使用
9.如图所示,2只烧瓶内装有煤油,瓶塞上各插1根玻璃管,瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。则利用该实验装置难以完成探究的是( )
A.电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小有关
B.电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电流大小有关
C.电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的通电时间长短有关
D.电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻、通电时间成正比
10.关于家庭电路,下列说法中正确的是( )
A.在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越大
B.家庭电路中用电器的实际功率越大,电路中的总电流越小
C.家庭电路路中不安装保险丝,发生短路时,会因为为通过用电器的电流过大而烧毁用电器
D.电炉子工作时,电炉丝很热,而连接电炉子的导线并不热,是因为导线的电阻较小
11.下列用电器正常工作时的电流接近4A的是
A.笔记本电脑 B.电视机
C.节能灯 D.电饭煲
12.关于信息和材料,下列说法错误的是( )
A.卫星通信是依靠超声波传递信息的
B.超导材料不可以应用于电水壶的电热丝
C.光纤通信是依靠激光在光导纤维内壁上多次发生反射来传递信息的
D.验钞机利用紫外线来辨别钞票真伪
13.图为探究焦耳定律的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2闭合开关后( )
A.通过R1的电流大于R2的电流
B.甲管中液面上升比乙慢
C.该实验装置可探究电热与电流的关系
D.要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
14.有关物质结构、信息、材料和能源的叙述,下列说法正确的是( )
A.跟电子的质量相等的质子和中子挤在处于原子中心,构成非常小的原子核,质子和中子是组成物质的最小微粒
B.5G信号比3G、4G快三四十倍,在相同时间内传输的信息更多,最主要的原因是5G信号使用的电磁波频率更高
C.生活中的电暖器,若用超导体替代电热丝效果会更好
D.在太阳内部,氢原子核在超高温下发生裂变,释放出巨大的核能
15.目前,科学家已经开发出一些“高温”的超导材料,在100K(﹣173.15℃)左右电阻就能降为零.利用超导材料可以制成( )
A.加热器的发热体 B.具有单向导电性的二极管
C.输送电能的输电线 D.能放大电信号的三极管
二、填空题
16.家庭电路中控制用电器的开关应接在____ (“火线”、“零线”、“地线”)和用电器之间,一盏电灯接入家庭电路中,正常工作25h耗电1千瓦时,它的额定功率是____。
17.一手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量4000mA h。它充满电后,大约储存了______J电能。充电时手机电池中______能转化为______能。
18.用电压表测得某段导体两端的电压是9V,用电流表测得通过它的电流是,则导体的电阻是______;导体的电功率是______.
三、实验题
19.用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。
(1)烧瓶中装入的煤油是_____(填“导体”或“绝缘体”);
(2)请根据如图甲的实物电路,在虚线框中画出对应的电路图。
( )
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应_____。通过R1的电流_____通过R2的电流;
(4)通电一段时间后,_____(填序号)烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大;
(5)小红用如图乙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经过多次实验测量搜集实验数据并绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象,根据焦耳定律可知,图丙中能正确反映h-I关系的是_____(填字母)。
四、简答题
20.(1)电炉丝工作时,电炉丝与它的连接导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?(2)在家庭电路中刚开电灯时灯泡容易烧坏原因是什么?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
根据得:
,
则
;
,
则
a、c端接入该电路产生热量:
故选C。
2.D
【解析】
【详解】
“给我一个支点,我将撬动整个地球”并依据已学的杠杆知识可知,这是古希腊科学家阿基米德的名言,他发现了杠杆定律。阿基米德是古希腊著名的科学家,以发现杠杆定律和浮力定律而闻名,他还发明螺旋式水车,“给我一个支点,我将撬动整个地球!”是他的名言,是其杠杆定律的集中体现。
故选D。
3.D
【解析】
【详解】
A.测得两个小灯泡两端的电压相等,若两个灯泡的规格完全一样,则两个灯泡可能是串联;当然电压相等,两个灯泡也可能是并联,故A符合科学事实,不符合题意;
B.如图所示是奥斯特实验图像,在静止的小磁针上方平行架一根导线,当给导线通电时,静止的小磁针发生偏转,推测通电导体周围存在磁场,是因为通电导体周围存在磁场与小磁针的磁场发生了相互作用,故B符合科学事实,不符合题意;
C.小磁针放在磁体旁受力偏转,根据磁场间的相互作用,推测磁体周围有磁场,故C符合科学事实,不符合题意;
D.马路两边的灯同时亮,电路也可能是并联,当开关在干路上时,灯就可以同时亮、同时灭,故D不符合科学事实,符合题意。
故选D。
4.C
【解析】
【详解】
电流流过导体时,都会产生热量,产生热量多少跟电流大小、通电时间长短、电阻有关.探究电热跟电阻关系时,控制通电时间和电流相同;探究电热跟电流关系时,控制电阻和通电时间相同;探究电热跟通电时间的关系,控制电阻和电流相同.
如图,金属丝串联在电路中,电流是相等的,通电时间是相等的,控制了电流和通电时间相同,金属丝电阻是不同的,所以实验探究电热和电阻的关系,其判断的依据是电流和通电时间相同.
一个物理量受多个因素影响时,探究物理量和其中一个因素的关系时,一定控制其它因素不变,这是初中最常用的控制变量法.
【考点】电流的热效应;焦耳定律;控制变量法与探究性实验方案.
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.托里拆利所做的实验是测量大气压的值,不是马德堡半球实验,故A错误;
B.焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系;欧姆是确定了电流与电压、电阻之间的关系,故B错误;
C.阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理,故C正确;
D.伽利略由实验推出:力是使物体运动状态发生改变的原因,故D错误。
故选C。
6.B
【解析】
【分析】
结合图中的装置特点,判断其所涉及的电磁学的原理,重点区分磁场对电流的作用,和电磁感应现象装置的不同。
【详解】
图中简易电流计是利用通电导体在磁场中受力制成的。
A.电磁铁时利用电流的磁效应制成的,故A不符合题意;
B.电动机是利用通电导体在磁场中受力工作的,故B符合题意;
C.电饭锅时利用电流的热效应制成的,故C不符合题意;
D.动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的,故D不符合题意。
故选B。
7.B
【解析】
【详解】
A.由图乙可知,当滑片P在a点时,R'=10Ω,电流I1=0.3A,此时滑动变阻器的电压
滑动变阻器与定值电阻并联,所以滑动变阻器的电压等于电源电压
故A错误;
B.滑动变阻器R'的滑片P在a点时,电流表示数为0.5A,此时定值电阻的电流
定值电阻的电阻R
故B正确;
C.10s内定值电阻R产生的电热为
故C错误;
D.若无论怎样移动滑片,电流表有示数且保持不变,有可能是R'断路,也有可能是滑动变阻器R'两个下接线柱接在电路中,故D错误。
故选B。
8.C
【解析】
【详解】
A. 电磁炉在使用中用到了电流的磁效应,没有用到化学效应,故A说法错误;B. 根据生活常识,电磁炉在使用中不会产生烟尘和废气,故B说法错误;C. 电磁炉加热食物时消耗电能,食物的内能增加,所以是把电能转化为内能,故C说法正确;D. 根据生活常识,电磁炉只能使用铁锅,不能使用普通的铝、铜锅,故D说法错误.故选C.
【点睛】
根据我们对于电磁炉的了解来作答,同时还涉及到了电流的磁效应、热效应和化学效应,能量的转化等.
9.D
【解析】
【详解】
A.由图可知,该电路为串联电路,电路中的电流是相同的,通电时间也相同,电阻不同,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟电热丝的阻值大小是否有关,故A不符合题意;
B.图中有滑动变阻器,移动滑片,可以改变电流的大小,故可以探究电流通过电热丝时产生的热量跟通过电热丝的电流大小是否有关,故B不符合题意;
C.实验中,可以通过控制开关来控制通电时间的长短,来判定产生热量与通电时间的关系,故C不符合题意;
D.实验中可以探究电流产生的热量与电阻、通电时间、电流大小的关系,但不能得出具体的数字关系,故D符合题意。
故选D。
10.D
【解析】
【详解】
试题分析:A、家庭电路的电压为220V;各用电器并联的.电阻越并越小;
B、根据P=UI判断电路中的总电流的变化.
C、保险丝通常安装在火线上,它是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的,当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用.
D、电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关.在电流和通电时间相等时,电阻越大,电流产生的热量越多;在电阻和通电时间一定时,电流越大,电流产生的热量越多;在电流和电阻一定时,通电时间越长,电流产生的热量越多.
解:A、家庭电路各用电器是并联的,根据电阻越并越小可知,线路的总电阻变小,故A选项错误;
B、家庭电路的电压为220V是不变的,由P=UI可知,线路的总功率变大,电路中的总电流越大,故B选项错误.
C、保险丝在电路中的作用是当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用.
因此如果家庭电路中不安装保险丝,那么发生短路时,会因为通过用电器的电流过大而引起火灾,故C错误.
D、电炉丝跟导线串联,通过它们的电流相等,通电时间相同,电阻越大,电流产生的热量越多.电炉丝的电阻远大于导线的电阻,所以通电时电炉丝发出的热远大于导线发出的热,电炉丝热得发红,而导线却不怎么发热.故D正确.
故选D.
点评:本题考查了并联电路中的电流、电压、电流产生热量多少的影响因素等知识点等特点,是一道综合题,要求我们对基本的规律有一个熟练的掌握,但总体难度不大.
11.D
【解析】
【详解】
A. 笔记本电脑的功率约为200W,则笔记本电脑的电流约为I=0.9A,故A错误;B. 电视机的功率约为130W,电视机正常工作时的电流约为I=0.6A,故B错误;C. 节能灯的功率约为40W,正常工作时的电流约为I=0.18A,故C选项错误;D. 电饭煲的功率约为900W,正常工作时的电流约为I=4A,故D正确.故选D.
【点睛】
根据常用家用电器的功率及电功率的计算公式I=进行计算,然后对各选项作出判断.
12.A
【解析】
【详解】
A.卫星通信是利用电磁波来实现的,故A错误,符合题意;
B.电水壶的电热丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能,故B正确,不符合题意;
C.光纤通信是利用激光从光纤的一端射入,在内壁上多次反射后在另一端放射出来,然后在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息,故C正确,不符合题意;
D.紫外线能使荧光物质发光,所以验钞机利用紫外线来辨别钞票真伪,故D正确,不符合题意;
故选A。
13.B
【解析】
【详解】
A.由图可知,R1、R2串联在电路,根据串联电流规律,通过R1的电流等于R2的电流,故A不符合题意;
B.根据焦耳定律
R1的电流等于R2的电流,R1的电阻小于R2的电流,则
本实验中用U形管中液面高度差的变化来反映电阻产生热量多少,则甲管中液面上升比乙慢,故B符合题意;
C.要探究电热与电流的关系,需控制电阻和通电时间相同,电流不同,本实验中可以通过调节滑片位置来改变电流,但无计时工具来控制通电时间相同,故C不符合题意;
D.如图所示,滑动变阻器接入左上和右下接线柱,即接入电阻丝右端在电路中,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向右移动,使接入电路电阻丝电阻减小,故D不符合题意。
故选B。
14.B
【解析】
【详解】
A.质子和中子处于原子中心,构成非常小的原子核,质子和中子由夸克组成,故A错误;
B.所有的电磁波速度一样大,5G信号比3G、4G快三四十倍,在相同时间内传输的信息更多,最主要的原因是5G信号使用的电磁波频率更高,故B正确;
C.生活中的电暖器,若用超导体替代电热丝,由焦耳定律可知,电热丝将不再发热,故C错误;
D.在太阳内部,氢原子核在超高温下发生核聚变,释放出巨大的核能,故D错误。
故选B。
15.C
【解析】
【详解】
加热器的发热体是利用电流的热效应工作的,超导材料因为没有电阻,所以不会发热,不能做电热丝,故A错误;二极管和三极管是由半导体材料制成的,故BD错误;在超导状态下,导体的电阻R=0Ω,如果利用超导线进行远距离输电,根据焦耳定律可知导线不会发热,因此利用超导材料可以制成输电线,故C正确.故选C.
16. 火线 40W
【解析】
【详解】
[1]控制家用电器的开关必须接在火线和用电器之间,即接在火线上,当断开开关时用电器上没有电,防止触电事故。
[2]电灯正常工作时的电功率,即灯的额定功率为
17. 53280 电 化学
【解析】
【详解】
[1]手机电池充满电后储存的电能
[2][3]充电时的手机电池中电能转化为化学能。
18.
【解析】
【详解】
根据得,导体的电阻是:
;
根据,导体的电功率是:
.
19. 绝缘体 相等 小于 ② A
【解析】
【详解】
(1)[1]据生活常识知,煤油是绝缘体。
(2)[2]原实物图中,R与R1并联后与R2串联,根据实物电路,画出对应的电路图,如下所示:
(3) [3][4]“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,要控制电阻相等,即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等,根据并联电路电流的规律,通过R1的电流小于通过R2的电流。
(4)[5]电阻、通电时间相同时,电流越大产生的热量越多,所以烧瓶②中液面上升的较大。
(5)[6]根据焦耳定律可知,Q=I2Rt,Rt常数,且Rt>0,故由数学知识Q为关于I的抛物线,且开口向上,能正确反映h I关系的是A。
20.(1)电炉丝的电阻远大于导线的电阻,它们的电流和通电时间相同,电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量(2)在家庭电路中,刚打开灯泡开关的瞬间时,由于灯丝处于冷态电阻,阻值很小,通电瞬时电流很大,这就是灯泡在刚通电时容易烧坏的原因.(其他现象解释合理也可给分)
【解析】
【详解】
试题分析:(1)焦耳定律告诉我们,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,即Q=I2Rt.电炉丝和连接的导线串联在电路中,通过的电流相等,通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,据焦耳定律Q=I2Rt知电阻大的电炉丝产生的热量多.所以出现电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热的现象.(2)导体的电阻随着温度的升高而增大.刚开灯时,灯泡容易被烧坏就是因为刚开灯时,灯丝温度比较低,电阻比较小,在电源电压一定时,通过灯丝的电流比较大的缘故.
考点:焦耳定律及应用,串联电路电流关系,导体的电阻与温度关系
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页