人教版九年级物理第18章第4节《焦耳定律》课时练习题（含答案）

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人教版九年级物理第18章第4节《焦耳定律》课时练习题（含答案）
一、单选题
1．下列图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A． 电暖气 B． 洗衣机
C． 电风扇 D． 电视机
2．某款家用电热取暖器有两个档位，它正常工作时，下列说法正确的是（　　）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”档一定比“低温”档产生的热量多
C．“高温”档一定比“低温”档的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
3．如图所示是“探究电流通过导体时产生热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，通电一段时间后，左侧形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（　　）
A．形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
4．如图所示，在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中，两个透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．若R1和R2阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．若R1和R2阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
C．若R1和R2阻值不相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D．若R1和R2阻值不相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
5．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1=R3，R2=R4，R2=1.5R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　）。
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙
二、填空题
6．一台电动机，额定电压为100V，电阻为2Ω，正常工作时，通过的电流为5A，则电动机正常工作，10min产生的电热为__J。
7．一款新型电动汽车，直流电动机的铭牌上标有“220V 5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4Ω，该电动机正常工作时的效率为______。
8．如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“12V 12W”字样（忽略灯丝电阻的变化）。闭合开关S1，断开S2，灯泡L正常发光；闭合开关S1、S2，电流表示数为1.5A，则电源电压为___________V；闭合开关S1，断开S2，通电30s定值电阻R产生的热量是___________J。
9．如图所示，电源电压恒为12V，，滑动变阻器的规格为“”，电流表的量程为“”，小灯泡上标有“”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电电流通过滑动变阻器产生的热量为___________J；当S、S1、S2都闭合，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为___________。
10．如图1所示，将阻值为R0=5Ω，R1=10Ω，R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，可以通过比较___________来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路，将S置于1，通电1分钟，A、B两温度计示数分别升高和，R1的功率为P1，则___________（选填“>”、“<”或“=”，下同）。断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，A温度计示数升高，R2的功率为P2，则___________，P1___________ P2。
三、实验题
11．如图甲所示，实验桌上有两个完全相同烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油和完全相同的温度计，烧瓶内分别装有阻值为 5Ω 的电阻丝 R1 和阻值为 10Ω 的电阻丝 R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、开关各一个， 停表一块，导线若干。小明猜想“电流通过电阻产生的热量跟电阻的阻值大小有关”，于是他利用上述实验器材进行实验，实验步骤如下：
a.如图乙所示，将装有 R1 的烧瓶连入电路，闭合开关，同时按下停表开始计时，通电时间为 2min 时，停止计时，记录相关数据，断开开关。
b.用装有R2 的烧瓶替换装有 R1 的烧瓶连入电路，闭合开关，同时按下停表开始计时，通电时间为 2min 时，停止计时，记录相关数据，断开开关。
请你分析并回答下列问题：
（1）在小明计划探究的实验中，自变量是___________。（选填“电阻的阻值大小”或“热量大小”或“电流大小”）
（2）小军认为小明的实验操作不能验证他的猜想。请你针对小明实验步骤中存在的问题，写出改进措施：将两烧瓶 ____________（选填“串联”或“并联”）接入电路，闭合开关，通电一段时间后记录 ______（选填“温度计示数”或“温度计示数变化多少”），断开开关。
四、计算题
12．某电热水壶有加热和保温两挡，简化电路如图所示。其中、为电热丝（不考虑其电阻变化）。已知该壶的额定电压为220V，只闭合开关时，电路中的电流为0.5A。
（1）求电热丝的阻值；
（2）只闭合开关时，求电热水壶的电功率；
（3），求使用加热挡时电热水壶在10s内产生的热量。
13．小林用一个电流表和一个阻值为10Ω的电阻R0来测某未知电阻R1的阻值，设计了如图所示的电路，在只闭合S的情况下，电流表的示数为0.9A；再同时闭合S、S1时，电流表的示数为1.2A，电源电压不变，求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）求电阻R0在通电2min产生的热量。
14．百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。亮亮同学将自己的压岁钱省下来给爷爷买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为3Ω，加热电阻阻值为48.4Ω，电源电压220V稳定不变。
（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩10min，电动机线圈产生的热量是多少？
（2）加热电阻正常工作时的电功率是多少？
（3）在足浴盆中加入初温20℃，体积为4L的水，加热电阻正常工作420s，水温升高至40℃，它的电加热效率为多少？[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
参考答案
1．A
2．D
3．D
4．B
5．C
6．3×104
7．95.5%
8． 36 720
9． 180 30
10． 温度计示数升高的多少 < > >
11． 电阻的阻值大小 串联 温度计示数变化多少
12．（1）只闭合开关时，此电路是只有R1的电路，电路中的电流为0.5A，根据欧姆定律I=可得
（2）根据电功率的计算公式P=UI，可得
P=UI=220V0.5A=110W
（3）开关S1、S2闭合，是加热挡，R1、R2并联，通过R2的电流为
通过R1的电流为0.5A，则并联电路的总电流为
则并联电路的总电阻为
根据焦耳定律可得
答：（1）电阻R1的阻值为440Ω；
（2）电热水壶的电功率110W；
（3）电热水壶在10s内产生的热量为12100J。
13．解：（1）只闭合S时，电路为R0的简单电路，电流表测通过R0的电流，电源的电压
（2）同时闭合S、S1时，R0与R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由欧姆定律可得，R1的阻值
（3）由焦耳定律得，电阻R0在通电2min产生的热量
答：（1）电源电压为9V；
（2）电阻R1的阻值为30Ω；
（3）电阻R0在通电2min产生的热量为972J。
14．解：（1）由焦耳定律可知，线圈产生的热量
Q=I2RMt=(0.1A)2×3Ω×10×60s=18J
（2）加热电阻正常工作时的功率
（3）水的体积
V=4L=4×10-3m3
由密度公式可知，水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
水吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(40℃-20℃)=3.36×105J
加热电阻所消耗的电能
W=Pt′=1000W×420s=4.2×105J
则足浴盆的加热效率
答：（1）电动机线圈产生的热量是18J；
（2）加热电阻正常工作时的功率是1000W；
（3）足浴盆的电加热效率为80%。
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