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2022-2023物理新课标九年级全册同步课时减负作业（人教版）
第十八章 电功率
专题18.4 焦耳定律
一、选择题
1.如图所示，最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家是（ ）
2.下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电饭锅 B. 电风扇 C. 洗衣机 D. 电视机
3.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．计算器 B．电热水壶 C．收音机 D．电冰箱
4．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）
A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J
C．W=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J
二、填空题
1.1840年，英国物理学家 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为 能。
2.一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常丁作1min，产生的热量是 Jo工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于 现象。
3.一只标有”8V 0.4A”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应串联一个 Ω的电阻；该电阻通电10s所产生的热量是 J。
4.一只标有”8V 0.4A”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应串联一个 Ω的电阻；该电阻通电10s所产生的热量是 J。
5．如图，灯L标有“4V 2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为 A，通电1min电路中产生的热量为 J。
三、简答题
1. 在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
2.如图为物理兴趣小组自制的甲乙两个电热锯，当有电流通过电阻丝ab或cd时，电热丝就能切割塑料泡沫。请根据所学物理知识回答以下问题：
（1）电热锯能切割塑料泡沫应用了什么物理知识？
（2）分别用甲乙两个电热锯切割相同的塑料泡沫，哪一个切割更容易？为什么？（电源电压不变，电阻丝的材料和横截面积一定）
四、实验探究题
1. 在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化．
（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的 越大，产生的热量越多．
（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的 越大，产生的热量越多．
（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是 法和转换法．
五、计算题
1. 一只额定功率是450 W 的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量
2.如图所示的电路中，定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω．闭合开关S后，电流表A2的示数为5mA．求：
（1）电阻R1两端的电压为多少
（2）电流表A1的示数为多少
（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是多少．
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2022-2023物理新课标九年级全册同步课时减负作业（人教版）
第十八章 电功率
专题18.4 焦耳定律
一、选择题
1.如图所示，最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家是（ ）
【答案】D
【解析】焦耳研究了电流通过导体产生的热量与电流平方成正比、与电阻成正比、与通电时间成正比，这个结论叫做焦耳定律。最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家就是焦耳。
2.下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电饭锅 B. 电风扇 C. 洗衣机 D. 电视机
【答案】A
【解析】电流通过导体时电能转化成热，把这种现象叫做电流热效应．
A．电饭锅是把电能转化为热能的，利用了电流的热效应，故A正确．
B.电风扇是利用电动机带动它转动，把电能转化为机械能，利用了电流的磁效应，故B错误．
C.洗衣机是利用电动机来带动它工作，因此它是利用了电流的磁效应，故C错误．
D.电视机是利用了电流的磁效应，故D错误．
3.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．计算器 B．电热水壶 C．收音机 D．电冰箱
【答案】D
【解析】（1）电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子；
（2）电流的化学效应：电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新的物质，电流的这种效果叫做电流的化学效应，如电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子；
（3）电流的磁效应：给绕在软铁芯周围的导体通电，软铁芯就产生磁性，这种现象就是电流的磁效应，如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。
A.计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故A错误。
B.电热水壶工作时主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B正确。
C计算器工作时主要是把电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的，故C错误。
D.电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的磁效应工作的，故D错误。
4．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）
A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J
C．W=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J
【答案】A．
【解析】本题考查的知识点是焦耳定律；电功的计算．
已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量．
电动机消耗的电能：
W=UIt=380V×10A×1s=3800J；
产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J；
二、填空题
1.1840年，英国物理学家 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为 能。
【答案】焦耳；内。
【解析】（1）1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系，得出了焦耳定律；
（2）从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时，消耗的电能转化为内能。
2.一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常丁作1min，产生的热量是 Jo工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于 现象。
【答案】15；静电（摩擦起电）。
【解析】工作时间t＝1min＝60s，
由P＝UI得，线圈中的电流：
I＝＝＝0.5A，
则线圈产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.5A）2×1Ω×60s＝15J。
风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，可以吸引轻小物体，所以灰尘会附着在扇叶上，这属于静电（摩擦起电）现象。
3.一只标有”8V 0.4A”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应串联一个 Ω的电阻；该电阻通电10s所产生的热量是 J。
【答案】10；16。
【解析】根据串联电路中总电压等于各分电压之和，则串联电阻R两端电压：
UR=U﹣UL=12V﹣8V=4V，
因串联电路中各处的电流相等，所以灯泡正常工作时电路中的电流：
I=0.4A，
由I=U/R可得，串联电阻R的阻值：
R=UR/I=10Ω；
此时该电阻通电10s产生的热量为：
QR=I2Rt=（0.4A）2×10Ω×10s=16J。
4.一只标有”8V 0.4A”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应串联一个 Ω的电阻；该电阻通电10s所产生的热量是 J。
【答案】10；16。
【解析】根据串联电路中总电压等于各分电压之和，则串联电阻R两端电压：
UR=U﹣UL=12V﹣8V=4V，
因串联电路中各处的电流相等，所以灯泡正常工作时电路中的电流：
I=0.4A，
由I=U/R可得，串联电阻R的阻值：
R=UR/I=10Ω；
此时该电阻通电10s产生的热量为：
QR=I2Rt=（0.4A）2×10Ω×10s=16J。
5．如图，灯L标有“4V 2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为 A，通电1min电路中产生的热量为 J。
【答案】0.7；168。
【解析】
由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光，
所以U＝UR＝UL＝4V，
由P＝UI可得通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
由欧姆定律可得通过R的电流：IR＝＝＝0.2A，
由并联电路的电流特点可得电流表示数：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A；
通电1min电路中产生的热量：Q＝W＝UIt＝4V×0.7A×60s＝168J。
三、简答题
1. 在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
【答案】导线连接处只是表面相接处，芯未接触，导致接触面积减小，电阻变大。由焦耳定律Q=I2Rt可知，导线连接处产生的热量较多，即电能转化为热能较多。所以连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。
【解析】本题主要考查对焦耳定律及应用的掌握，知道导线和导线的连接处为串联（电流相等）是本题的关键．在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，由于导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，根据Q=I2Rt，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾．
2.如图为物理兴趣小组自制的甲乙两个电热锯，当有电流通过电阻丝ab或cd时，电热丝
就能切割塑料泡沫。请根据所学物理知识回答以下问题：
（1）电热锯能切割塑料泡沫应用了什么物理知识？
（2）分别用甲乙两个电热锯切割相同的塑料泡沫，哪一个切割更容易？为什么？（电源电压不变，电阻丝的材料和横截面积一定）
【答案】见解析。
【解析】（1）电热锯能切割塑料泡沫应用的物理知识是：电流通过导体ab或cd时会发热，使与导体相接触的塑料泡沫熔化。（2）用甲乙两个电热锯切割相同的塑料泡沫时，选甲切割更容易。这是因为两个电阻丝的材料和横截面积是相同的，而ab比cd的长度小，所以它的电阻较小，而由公式Q=IR2t= U2t/R 可知，当电源电压不变时，在相同的时间内，电流通过ab产生的热量比cd产生的热量多，所以用它切割更容易。
四、实验探究题
1. 在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化．
（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的 越大，产生的热量越多．
（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的 越大，产生的热量越多．
（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是 法和转换法．
【答案】（1）电阻；（2）电流；（3）控制变量．
【解析】（1）将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多；
（2）装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；
这表明：在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多；
（3）该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．
五、计算题
1. 一只额定功率是450 W 的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量
【答案】2.7×104 J
【解析】P=450 W, U=220V , t=1 min=60s
电饭锅每分钟产生的热量为
Q=W=P t= 450 W×60s=2.7×104 J
2.如图所示的电路中，定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω．闭合开关S后，电流表A2的示数为5mA．求：
（1）电阻R1两端的电压为多少
（2）电流表A1的示数为多少
（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是多少．
【答案】（1）电阻R1两端的电压为1.5V；
（2）电流表A1的示数为15mA；
（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是4.5J．
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流．
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=可得，电阻R1两端的电压：
U1=U2=I2R2=5×10﹣3A×300Ω=1.5V；
（2）通过R1的电流：
I1===0.01A=10mA，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表A1的示数：
I=I1+I2=10mA+5mA=15mA；
（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热：
Q1=I12R1t=（0.01A）2×150Ω×5×60s=4.5J．
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