人教版九年级全一册18.4焦耳定律一课一练（含答案）

人教版九年级全一册 18.4 焦耳定律 一课一练
一、单选题
1．下列属于利用电热的是（　　）
A．电热水器装有发热管 B．电脑机箱内有小风扇
C．电动机外壳有许多散热片 D．电视机的后盖有很多孔
2．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，左右两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3。小亮用图示装置进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
B．通电后，左管的液面将会比右管的液面低
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关
3．如图所示是探究“影响电流热效应与哪些因素有关”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．电阻R1产生的热量大于R2产生的热量
C．该电路可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
D．电路串联使通过R1、R2电流相同，实验中运用了控制变量法
4．如图所示的家用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（　　）
A．数码照相机
B．电风扇
C．电饭锅
D．电视机
5．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
6．用铜做成的A粗、B细的两段等长导线，串联接在某电路中，通电一段时间后，两者下列物理量一定相同的是（　　）
A．电压 B．电阻 C．电热 D．电流
7．有一只电烙铁（内部可看成电阻丝），如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，下面几种改装方法可行的是（　　）
A．把电阻丝剪去一小段 B．更换一根较粗的电阻丝
C．与电阻丝串联一个电阻 D．与电阻丝并联一个电阻
8．下图是探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置，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密闭空气温度的变化。关于该装置，下列说法正确的是（　　）
A．可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
B．可探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系
C．若要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，R3的阻值必须是5Ω
D．若将R1换成10Ω的电阻，可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
9．如图是某同学做电学实验时所画电路图的一部分，其中小灯泡的铭牌模糊不清，根据图中所提供的器材，可以直接进行的实验是（　　）
A．测量小灯泡产生的热量 B．测量小灯泡消耗的电能
C．测量小灯泡的实际电功率 D．测量小灯泡正常发光时的电阻
10．铭牌上均标有“ ”的下列用电器都正常工作，在相等时间内产生热量最多的是（　　）
A．电风扇 B．日光灯 C．电视机 D．电炉
11．如图所示是探究电流通过导体时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，下列说法正确的是（　　）
A．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．甲图通电段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C．甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D．将乙图右侧密闭容器中的5Ω的电阻换成10Ω，即可探究电流产生的热量与电阻的关系
12．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．
二、填空题
13．电炉通电后电炉丝发热逐渐变红，此过程______能转化为______能，电炉丝热的发红而导线却几乎不发热，原因是导线的电阻远远______（选填“大于”或“小于”）电炉丝的电阻。
14．家庭装修中遇到导线不够长时，有的装修师傅把两根导线连接起来使用，但连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为与别处相比，连接处接触电阻较______，电能转化为热的功率较______。
15．某些物质在温度很低时，_______变为零，这就是超导现象。电子研发中心能够制造出常温下的超导体，它可以在________（选填序号：A．用作电吹风的电热丝，B．用作滑动变阻器的线圈，C．用作输电线中的电缆）情境中得到应用。
16．如图所示是灯泡L和电阻R的I-U图像，若将两元件串联接入电路，使通过L的电流为0.15A，则电源电压是______V；若将两元件并联接在2V的电源两端，电路中的总电流为______A，通电5min电流通过电阻产生的热量为______J。
三、综合题
17．某型号电饭煲的工作原理图如图甲所示，R1和R2为阻值不等且不变的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电饭煲有“加热”和“保温”两档，额定电压是220V，在正常工作一段时间内，它的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
（1）当电饭煲处于“加热”档时，开关S1的状态是______的（选填“断开”或“闭合”）；
（2）电阻R2的阻值______；
（3）电饭煲处于“加热”档时，工作10min产生的热量为多少焦耳______。
18．一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。
（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于_____挡（选填“低温挡”、“中温挡”或“高温挡”）；
（2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；______
（3）求中温挡正常工作时热水器的功率。______
19．如图是苏泊尔电饭锅的原理图，它有加热和保温两档，通过S的通断进行调节，R0、R都是电阻，当是加热挡时电路的电功率为1000W，当是保温挡时电路总功率为22W。求：
(1)要使电饭锅处于保温挡时，开关S应处于______ 状态？
(2)电阻丝R0的阻值是多大？( )
(3)当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流多大？保温5min电阻丝R0产生的热量是多少？( )
20．如图所示是一个双温电路的电路图，电路由两段阻值相同的电阻丝组成发热体，A、B、C为三段引出线，单刀双掷开关接B为高温挡，接C为低温挡，高温挡的功率为低温挡的2倍。
（1）请你在图中框内完成电路图______；
（2）已知电阻丝的阻值均为44Ω，将此电路接入家庭电路，求低温挡时电路中的电流______；高温挡时通电1分钟放出的热量______。
21．共享单车的投放，为市民的出行提供了极大的便利。某市民通过手机扫码，解锁了一辆电动自行车，电动车的相关数据如下表所示。如果他骑行电动车在平直的公路上以恒定不变的功率做直线运动。通过收集数据，得到如图所示的v-t图像。在第10s时速度达到8m/s，然后以8m/s做匀速直线运动。已知该市民质量为50kg，骑行时所受阻力恒为人和车总重的。
空车质量 10kg 电池电压 50V
最大续行里程 80km 最高时速 40km/h
（1）该市民用手机扫二维码的过程中，通过凸透镜形成了______（选填“正立”或“倒立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。
（2）电动车做匀速直线运动时，所受到的阻力是多少______？电动车克服阻力做功的功率是多少______（g取10N/kg）？
（3）电动车做匀速直线运动时，若通过的电流是8A，则电动机的电功率是多少______？若不计电动机内部的机械摩擦损失，电动机线圈电阻是多少______？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
电热可供利用，但有时也有危害。
A．电热水器装有发热管，电能转化为内能，属于利用电热，故A符合题意；
B．电脑机箱内有小风扇是为了及时散热，故B不符合题意；
C．电动机外壳有许多散热片是为了及时散热，故C不符合题意；
D．电视机的后盖有很多孔是为了通风散热，故D不符合题意。
故选A。
2．D
【详解】
由题知，电阻丝的电阻R1=R2=R3。
AD．装置中R2、R3并联后再与R1串联，由串并联电路电流的规律可知通过R1的电流大于通过R2的电流，R1和R2的阻值相等，此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关，故A错误，D正确；
B．左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，电阻R1产生的热量多，则左管的液面将会比右管的液面高，故B错误；
C．R1和R2的阻值相等，通过电阻R1的电流大于R2的电流，由U=IR可知R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误。
故选D。
3．C
【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R1＞R2，所以电阻R1产生的热量大于R2产生的热量，故B正确，不符合题意；
C．由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流是相同的，所以该电路不可以探究电流产生的热量与电流大小的关系，故C错误，符合题意；
D．电流热效与电流、电阻和时间有关，本实验中电路串联使通过R1、R2电流相同，控制了电流因素一样，探究其他因素对电流热效应的影响，所以采用的是控制变量法，故D正确，不符合题意；
故选C。
4．C
【详解】
A．数码照相机工作时主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作，故A不符合题意；
B．电风扇工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故B不符合题意；
C．电饭锅工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作，故C符合题意；
D．电视机工作时主要把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。
故选C。
5．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。
6．D
【详解】
A、B两导线的材料和长度都相同，A的横截面积大于B的横截面积，所以A的电阻小于B的电阻。两导线串联连接，所以通过的电流相等，据串联电路的分压特点有
UA:UB=RA:RB
所以
UA通电一段时间后，据Q=I2Rt知
QA故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．C
【详解】
AB．电烙铁属于电热器，工作时把电能转化为内能，所以有W=Q=I2Rt，根据欧姆定律，有推导式。因此在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，可以增大电阻的阻值。把电阻丝剪去一小段、更换一根较粗的电阻丝，都是让电阻丝的阻值变小，故AB不符合题意；
CD．由焦耳定律Q=I2Rt可知，可以与电阻丝串联一个电阻，电路总电阻变大，通过电阻丝的电流变小，相等时间内产生的热量减少。若与电阻丝并联一个电阻，由于并联电路各支路独立工作，互不影响，所以对电阻丝产生热量的多少无影响。故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】
A．容器中两加热电阻相等，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系，故A错误；
B．只观察一侧容器，通电时间越长，U型管内液面高度差越大，说明电阻产生的热量与通电时间有关，故B正确；
C．R3不一定是5Ω，R3可以是任何阻值的电阻，都满足流过R1的电流大于流过R2的电流，从而可以探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，故C错误；
D．若R1=10Ω，则R1不等于R2，流过R1的电流不等于流过R2的电流，没有控制电流大小不变，所以无法探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
根据电路图可知，电压表测灯泡两端的实际电压，电流表测通过灯泡的实际电流。
AB．由Q＝W＝UIt可知，要测小灯泡产生的热量或消耗的电能，需要知道通电时间，而题中时间未知，故AB 不符合题意；
C．知道灯泡的实际电压和实际电流，据公式P＝UI可计算出灯泡的实际功率，故C符合题意；
D．灯泡在额定电压下的功率为额定功率，因小灯泡的铭牌模糊不清，故不能确定灯泡是否正常发光，故无法根据变形公式求出灯泡正常发光的电阻，故D不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
铭牌上都标有“ ”，根据公式W=Pt可知，相同时间内它们消耗的电能相等，电风扇、日光灯、电视机把消耗电能的大部分转化为机械能、光能等，只有一小部分电能转化为内能，即Q＜W，而电炉把消耗的全部电能都转化为内能，即Q=W，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
11．A
【详解】
A．乙图实验装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知
两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即
所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右两测容器内电阻相同，所以该装置是研究电流产生的热量与电流的关系，故A正确；
B．甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由
可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差更大，故B错误；
C．该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故C错误；
D．乙图右侧密闭容器中的5Ω的电阻换成10Ω后，两容器内的电阻不同，通过两电阻的电流也不相等，无法控制变量，故D错误。
故选A。
12．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。
13． 电 内 小于
【详解】
[1][2]电炉通电后电炉丝发热逐渐变红，是因为电流流过电炉丝时产生热效应，电流做的功转会变成热量，即电能转化为内能。
[3]根据焦耳定律
因为电炉丝和导线串联，所以电流相同，通电时间也相同，但是导线电阻很小，因此产生的热量相比电炉丝很小，所以导线几乎不发热。
14． 大 大
【详解】
[1]导体的电阻与导体的长度有关，导体越长，导体的电阻越大。把两根导线连接起来使用，是增大了导体的长度，因此连接处接触电阻较大。
[2]由于导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等，根据P=I2R，连接处的电阻较大，电能转化为热的功率较大。
15． 电阻 C
【详解】
[1]超导现象是当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零的一种现象。
[2]超导体电阻是零，所以超导体不会将电能转化成内能，不会产生电热。利用电流热效应工作的电器设备以及滑动变阻器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，所以用于发电、做输送电力的电缆是非常好的材料，可以大大降低电能的损耗，故选C。
16． 4 0.35 60
【详解】
[1]小灯泡L和电阻R串联后接在某电路，使通过L的电流为0.15A，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流I=0.15A，由图象可知，它们两端的电压分别为
UL=1V，UR=3V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
U=UL+UR=1V+3V=4V
[2]小灯泡L和电阻R并联接在电压为2V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，它们两端的电压
UL实=UR实=2V
由图象可知，通过它们的电流分别为
IL=0.25A，IR=0.1A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路中的总电流
I=IL+IR=0.25A+0.1A=0.35A
[3]通电5min电流通过电阻产生的热量
Q=W=UR实IRt=2V×0.1A×5×60s=60J
17． 闭合
【详解】
（1）[1]当开关S1闭合时，两电阻并联，并联后的电阻小于任意一个电阻，根据可知，总电阻越小，电源电压一定，电路的总功率越大，故当S1闭合时，为加热档。
（2）[2]当只有R2工作时，为保温档，此时的功率为100W，则此时的电阻为
（3）[3]由图像知，保温档的功率为900W，电饭煲处于“加热”档时，工作10min产生的热量为
18． 高温挡 1.32×105J 550W
【详解】
(1)[1]当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P=可知，此时总功率最大，热水器处于高温挡。
(2)[2]当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由P=可知，此时总功率最小，热水器处于低温挡；此时热水器正常工作5min内电热丝产生的热量
(3)[3]只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温挡；此时电路的功率
P中=
19． 断开 ，
【详解】
解：(1)由图可知，当开关S断开时，R、R0串联，电路总电阻较大；当开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电路总电阻较小；根据可知，当开关S断开时，电路功率较小；当开关S闭合时，电路功率较大；所以，要使电饭锅处于保温挡时，开关S应处于断开状态。
(2)电阻丝R0的阻值
(3)当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流
保温5min电阻丝R0产生的热量
答：(1)要使电饭锅处于保温挡时，开关S应处于断开状态；
(2)电阻丝R0的阻值是；
(3)当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流为，保温5min电阻丝R0产生的热量是。
20． 2.5A 66000J
【详解】
（1）[1]由题知，两电阻的阻值相同，高温挡的功率为低温挡的2倍，电源电压一定，由可知，高温挡电阻是低温挡电阻的，所以，高温时只有一段电阻丝接入电路，低温时两段电阻丝串联即可满足要求，单刀双掷开关接C为低温挡，接B为高温挡，如图所示：
（2）[2][3]根据图可知，低温挡时两个电阻是串联的，则总电阻为
R'＝2R＝2×44Ω＝88Ω
此时电路中的电流为
高温挡时只有一个电阻接入电路中，此时电阻产生的热量等于消耗的电能，则高温挡时通电1分钟放出的热量为
Q＝W＝
21． 倒立、 缩小 40N 320W 400W
【详解】
解：（1）该市民用手机扫二维码的过程中，手机镜头相当于与透镜，二维码在二倍焦距以外通过凸透镜形成了倒立、缩小的实像，像在一倍焦距和二倍焦距之间。
（2）电动车做匀速直线运动时，所受到的阻力是
电动车克服阻力做功的功率
（3）电动车做匀速直线运动时，若通过的电流是8A，则电动机的电功率是
电动机内部的发热功率
若不计电动机内部的机械摩擦损失，电动机线圈电阻
解得
答：（1）该市民用手机扫二维码的过程中，通过凸透镜形成了倒立、缩小的实像。
（2）电动车做匀速直线运动时，所受到的阻力是40N，电动车克服阻力做功的功率是320W；
（3）电动车做匀速直线运动时，若通过的电流是8A，则电动机的电功率是400W，若不计电动机内部的机械摩擦损失，电动机线圈电阻是。
答案第1页，共2页
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