人教版九年级全一册18.4焦耳定律一课一练（有解析）

人教版九年级全一册 18.4 焦耳定律 一课一练
一、单选题
1．电蚊拍灭蚊时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列说法不合理的是（　　）
A．蚊子是可以导电的 B．电蚊拍电压降低烧毁效果变差
C．蚊子烧毁是因为电流的热效应 D．烧毁时可能没有电流通过蚊子
2．下列家用电器中，不属于电热器的是（　　）
A．电热毯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗
3．如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法正确的是（　　）
A．甲的电阻值保持10Ω不变
B．甲乙串联接在电源上，当通过电流为0.15A时，此时电源电压为3V
C．甲乙并联在电压为2V电源上时，电路的总功率为0.6W
D．甲、乙串联通过电路中电流为0.2A时，经过1s电阻甲产生的热量为0.6J
4．一台电动机正常工作时，加在线圈两端的电压为220V，流过线圈的电流是5A，线圈的电阻是10Ω。这台电动机正常运转5分钟产生的热量是（　　）
A．3.3×105 J B．1.1×103 J C．7.5×104J D．250J
5．图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．笔记本电脑 B．电视机
C．电暖气 D．电风扇
6．当两个用电器正常工作时，额定功率大的一定比额定功率小的（ ）
A．电流做功多 B．产生的热多
C．消耗电能快 D．工作时间少
7．在如图所示的家用电器中，消耗电能主要是用来产生热量的是（　　）
A．电熨斗 B．台式电风扇
C．电视机 D．笔记本电脑
8．如图甲所示，电源电压为12V，电流表量程为，滑动变阻器标有“30Ω 1A”，当开关闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R的阻值为10Ω
B．滑动变阻器的最大电功率为7.2W
C．滑动变阻器可接入电路的阻值范围为
D．滑动变阻器滑片在中点时，定值电阻R在10s内产生的热量是162J
9．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．该装置可以用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系
B．图中透明容器最好装有水
C．b容器中电阻丝的电流是a容器中电阻丝的电流的2倍
D．观察图中的实验现象是a中液柱升高较快
10．将“220V100W”的电风扇和“220V100W”的电烙铁分别接人家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是（　　）
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不样多，但产生的热量一样多
D．清耗的电能和产生的热量都不一样多
11．甲、乙两个电热器的电阻之比为，通电相同时间产生的热量之比为，则通过甲、乙的电流之比为（　　）
A． B． C． D．
12．下列家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．洗衣机 B．电风扇 C．电饭锅 D．电视机
二、填空题
13．20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，电阻就变成了______，这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体，它可以在下列哪些情景中得到应用______（选填字母）。
A．用作输电线
B．.制成白炽灯泡的灯丝
C．电烤箱的电热丝
D．用作电吹风的电热丝
14．如图所示实验装置，若把电路接在3V的电源上，工作3min，则电流通过电阻R1产生的热量为______J。
15．一些火灾因线路故障而引起，当线路连接处接触不良时，该处的阻值将变大，该处消耗的电功率将______（选填“变大”或“变小”），会产生局部过热，引发火灾。
16．一台电动机的额定电压是220V，其线圈电阻是。正常工作时，通过的电流为5A，则电动机正常工作1min发热___________J。
三、综合题
17．在物理学习中应该学会测量工具的使用并对基础实验有充分的了解，请按要求完成下列与实验相关的填空：
(1)读出图—1中水银体温计的示数 ________ ℃；
(2)使用电压表测量时指针在如图—2位置，原因是 ________________ ；
(3)如图—3所示探究电流磁效应的实验中，通电直导线应该沿 _____ （选填“东西”、“南北”或“任意”）方向放置在静止的小磁针上方，实验效果最好；
(4)带电物体接触验电器的金属球，如图—4金属箔片就张开是因为 _____________ ；
(5)图中开关闭合，B烧杯内温度计示数升高明显比A烧杯内温度计示数升高快，表明 _______ 相同时，电阻 ________ ，电流产生的热量越多。
18．现在大家十分注重养生,图甲是某品牌养生壶,具有精细烹饪、营养量化等功能图乙是壶的简化电路图,它用一个旋转开关可以实现养生壶多挡位工作的要求,转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。具体参数如表所示。[ ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/（kg·℃）]
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 330
中温挡功率（W） 550
高温挡功率（W） 1210
容积（L） 1
(1)养生壶低温挡工作时，求电路中的电流大小；
(2)求发热电阻丝R1的阻值；
(3)养生壶高温挡工作时，在标准大气压下将初温20℃的一壶水烧开，需要360秒，求水吸收的热量和养生壶高温挡的加热效率。（结果保留整数）
19．如图1为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图2所示，其中阻值为，阻值为，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程，若壶中药液的总质量为，在正常工作电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图3所示。
（1）分析电路结构可知，开关Sa接__________时，__________时，煎药壶处于保温状态；
（2）文火萃取期间煎药壶消耗的电能多少__________？
（3）高火加热过程中，煎药壶所吸收的热量是多少__________？［］
（4）高火加热过程中煎药壶的效率是多大__________？
如图甲所示是某品牌电饭煲，图乙是该电饭煲的原理图。它有高温和保温两挡，通过开关S进行调节R。与R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在220V的电源上，用高温挡工作时，电路的总功率为1000W；用保温挡工作时，电路的总功率为440W。已知
c水=4.2×10°J/（kg·oC）。求：
（1）电饭煲在高温挡时，开关S应___20___（选填“闭合”或“断开”）；
（2）电热丝R的阻值是多少？
（3）当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流是多少？
21．华为“Mate20pro”不仅采用4200mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。
电池名称 锂离子电池
电压 3.7V
容量 4200mAh
(1)表格中的电池充满电储存的电能为多少？
(2)如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中哪一个是快速充电器？说出你的理由。
(3)有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．由题意可知，蚊子碰到金属网形成闭合电路，说明蚊子是可以导电的，故A不符合题意；
B．电蚊拍电压降低，在电阻一定时，电流会变小，所以烧毁效果变差，故B不符合题意；
C．蚊子烧毁是因为电流通过时会发热，因此利用了电流的热效应，故C不符合题意；
D．烧毁时有电流通过蚊子，所以才会形成闭合电路，从而通过电流的热效应使蚊子被烧毁，故D符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
电热器是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能。
A．电热毯是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故A不符合题意；
B．电风扇是将电能主要转化为机械能的用电器，不属于电热器，故B符合题意；
C．电饭锅是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故C不符合题意；
D．电熨斗是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故D不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】
A．由甲和乙的U I图像可知，甲的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值是变化的，当U甲=2V时，对应的电流为0.1A，所以甲电阻的阻值
故A错误；
B．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.15A时，由串联电路的电流特点知两电阻的电流均为0.15A，由图可知，U甲=3V，U乙=1V，串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和，电路两端的总电压
U=U甲+U乙=3V+1V=4V
故B错误；
C．甲、乙并联在电压为2V的电源上，由并联电路的电压特点知，两灯泡两端的电压为2V，由图像可知，I甲=0.1A，I乙=0.2A，故干路电流
I总=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A
电路的总功率
P=UI总=2V×0.3A=0.6W
故C正确；
D．甲电阻的阻值为20Ω，通过甲电阻的电流为0.2A，经过1s甲电阻产生的热量
Q=I12Rt=(0.2A)2×20Ω×1s=0.8J
故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
电动机正常工作时，将电能转化为机械能，同时由于线圈发热产生热量，根据焦耳定律可知
故选C。
5．C
【详解】
A．笔记本电脑工作时，电能并不是主要转化为内能，而是转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电视机工作时，电能并不是主要转化为内能，而是转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电暖气工作时，电能转化为内能，使周围环境温度升高，利用电流热效应工作，故C符合题意；
D．电风扇工作时，电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。
故选C。
6．C
【详解】
电功率表示电流做功的快慢，当两个用电器正常工作时，实际功率等于额定功率，电流通过额定功率大的用电器做功一定比通过额定功率小的用电器做功快；由 可知，电流做功和产生的热量 与电功率和时间两个因素有关，电功率大，做功和产生的热量不一定多；由可知，工作时间还与电流做功多少有关。故ABD不符合题意、C符合题意。
故选C。
7．A
【详解】
A．电熨斗通电后主要是发热，把电能主要转化为内能，是电流的热效应，故A符合题意；
B．台式电风扇通电后主要是转动，把电能主要转化为机械能，故B不符合题意；
C．电视机通电后主要是发光和产生声音，把电能主要转化为光能、声能，故C不符合题意；
D．笔记本电脑通电后主要是把电能转化为光能和声能，故D不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】
A．由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压。当开关S闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，即接入阻值为15Ω时，电压表示数如图乙所示为9V，根据串联分压可知此时定值电阻两端电压为
此时电路电流为
由可得定值电阻R的阻值为
故A错误；
B．假设滑动变阻器接入阻值为时，滑动变阻器电功率最大，则此时电路电流为
滑动变阻器的最大电功率为
可知当滑动变阻器接入阻值等于定值电阻R的阻值为时，滑动变阻器的电功率最大，即
故B正确；
C．电流表量程为，滑动变阻器标有“30Ω 1A”，则电路允许通过最大电流为1A，此时滑动变阻器接入阻值最小，由可得此时电路总电阻为
根据串联电路电阻关系可得滑动变阻器接入最小阻值为
由图乙可知，电压表选择的是最大量程，而电源电压只有12V，则滑动变阻器接入阻值最大时分得的电压小于12V，故滑动变阻器接入最大值可以为。所以滑动变阻器可接入电路的阻值范围为。故C错误；
D．由上述分析可知滑片在中点时，电路电流以及定值电阻R的阻值，则定值电阻R在10s内产生的热量为
故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．ab容器中电阻丝的阻值相同，所以无法用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．该装置是通过容器内的气体热胀冷缩，从而使U形管形成液面高度差，来实现比较电阻丝产生热量的多少，若装置中装有水，因水的比热容较大，实验时间较长，较难观察到U形管中的液面高度差，不利于更好的完成实验。故B错误。
C．图中装置是一个5Ω的电阻与两个并联的5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过a容器中的电阻的电流与右侧两个电阻的总电流相同，即Ia=I右。两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知
I右=Ib+I外
又因为容器内部和容器外部是电阻值相同，所以电流相同，即Ib=I外。故可以推出Ia=2Ib，即a容器中电阻丝的电流是b容器中电阻丝的电流的2倍。故C错误；
D．由焦耳定律可知，两容器中电阻相同，通电时间相同，a容器中电阻丝的电流是b容器中电阻丝的电流的2倍，故a容器中电阻丝产生的热量多，所以a中液柱升高较快。故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
电风扇和电烙铁都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，相同时间内电流通过两个电器做的功以及消耗的电能一样多；电风扇工作时，电能转化成内能和机械能，电烙铁工作时，电能全部转化成内能，电器转化成的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故ACD错误，B正确。
故选B。
11．C
【详解】
甲、乙两个电热器通电相同时间产生的热量之比为，根据Q=I2Rt有
已知甲、乙两个电热器的电阻之比为，则
即通过甲、乙的电流之比为
故ABD错误，C正确。
故选C。
12．C
【详解】
A．洗衣机工作时将电能主要转化为机械能，没有利用电流的热效应工作，故A不符合题意；
B．电风扇工作时将电能主要转化为机械能，没有利用电流的热效应工作，故B不符合题意；
C．电饭锅主要是利用电流的热效应将饭煮熟的，故C符合题意；
D．电视机工作时，电能主要转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。
故选C。
13． 零 A
【详解】
[1]当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零，这种现象就是超导现象。
[2]超导体电阻是零，所以超导体不会将电能转化成内能，不会放热。利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。正因为超导体无法将电能转化为内能，所以不能支撑白炽灯的灯丝、电烤箱的电热丝和电吹风的电热丝，因此用于作输送电力的线路是非常好的材料，可以大大降低电能的损耗。
14．36
【详解】
通过电阻R1的电流
电流通过电阻R1产生的热量为
15．变大
【详解】
根据公式P=I2R可知，电路电流不变时，电阻变大，消耗的电功率将变大。
16．1500
【详解】
电动机正常工作1min产生的热量为
17． 38.8 选择的量程过大 南北 同种电荷相互排斥 电流和通电时间 越大
【详解】
(1)[1]由图像可知体温计的分度值为0.1℃，此时的温度为38.8℃。
(2)[2]由图像可知，电压表指针偏转过小，因此在使用时选择的量程过大。
(3)[3] 由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应把直导线南北放置。
(4)[4] 带电物体接触验电器的金属球，使金属箔片带上同种电荷，同种电荷相互排斥，金属箔片就张开了。
(5)[5][6]由图像可知，两电阻丝串联，电流和通电时间相同，B中电阻大，温度计示数升高快，说明在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。
18．（1）1.5A （2）40Ω （3）3.36×105J；77%
【详解】
(1) 养生壶低温挡工作时，电路中的电流大小为
(2)由题意可知，当开关旋钮转到④时为高温档，发热电阻丝R1的阻值为
(3) 一壶水的质量为
养生壶高温挡工作时，水吸收的热量为
消耗的电能为
养生壶高温挡的加热效率为：
答：(1) 养生壶低温挡工作时，电路中的电流大小为1.5A；
(2)由题意可知，当开关旋钮转到④时为高温档，发热电阻丝R1的阻值为40Ω；
(3)水吸收的热量为3.36×105J,养生壶高温挡的加热效率为77%.
19． 1 断开 145200J 3.36×105J 72.7%
【详解】
（1）[1][2]当开关Sa打至1，开关Sb断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，煎药壶处于保温状态。当开关Sa打至2，开关Sb闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，煎药壶处于高火加热阶段；当开关Sa打至2，开关Sb断开时，电路为R2的简单电路，煎药壶处于文火萃取阶段。
（2）[3]由图3知，文火萃取阶段的时间为
t=36min-14min=22min=1320s
文火萃取期间煎药壶消耗的电能为
（3）[4]由图3可知，高火加热过程中，药液的温度从18℃升高到98℃，则1kg药液所吸收的热量
Q吸=cm(t′-t0)=4.2×103J/kg ℃×1kg×(98℃-18℃)=3.36×105J
（4）[5]由图3可知，高火加热的时间为
t″=14min=14×60s=840s
由可得，煎药壶消耗的电能
煎药壶的热效率
答：（1）1；断开；
（2）文火萃取期间煎药壶消耗的电能为145200J；
（3）高火加热过程中，煎药壶所吸收的热量是3.36×105J；
（4）高火加热过程中煎药壶的效率是72.7%。
（1）闭合；（2）61.6Ω；（3）2A
【详解】
解：（1）根据可知，总电阻越大，电功率越小，当开关S闭合时，总电阻最小，电功率最大，为高温挡。
（2）电热丝R0的阻值是
电热丝R0和R的总阻值是
电热丝R的阻值是
（3）当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流是
答：（2）电热丝R的阻值是61.6Ω；
（3）当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流是2A。
21．(1)55944J；(2)“5V 4A”是快速充电器；(3) 从线路安全的角度由P=I2R可知，P一定时，因为I快>I慢，所以R快【详解】
(1) 表格中的电池充满电储存的电能为
(2) “输出5V 4A”的快速充电器功率为
“输出5V 600mA”的快速充电器功率为
根据，储存相同的电能W，“5V 4A”的快速充电器所用时间更短，所以“5V 4A”是快速充电器。
(3)长度、材料、温度都相同的充电线，粗的充电线，电阻小，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流、通电时间一定时，产生的热量较少，使用起来更安全。或从线路安全的角度由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q、t一定时，因为I快>I慢，所以R快I慢，所以R快答案第1页，共2页
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