人教版初中物理九年级上册18.4焦耳定律 习题（含解析）

18.4焦耳定律
一、选择题
1．下列图中所示的家用电器，利用电流的热效应工作的是( )
A．电暖气 　　　　B．洗衣机
C．电风扇 　　　　D．电视机
2．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )
A．导线的绝缘皮隔热
B．导线散热比电熨斗快
C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
3．在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时，采用了如图所示的实验装置．这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与( )
A．导体的电阻的关系 B．通过导体的电流的关系
C．导体的长度的关系 D．通电时间的关系
4．下列各种方法和措施中，不是为了防止电热危害的是( )
A．电脑机箱中安有电风扇
B．炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿
C．天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电
D．电视机的后盖上有许多散热孔
5．当温度降到很低时，某些金属导体如铝在－271.76 ℃以下，铅在－265.95 ℃以下时，电阻就变成了零，这种现象称为超导现象．假如白炽灯的灯丝、电动车内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作，当用电器通电时，假设这些导体的电阻都变为零，下列说法正确的是( )
A．白炽灯仍能发光且更省电 B．电动机仍能转动且效率更高
C．电饭锅仍能煮饭且效率更高 D．电熨斗仍能熨烫衣服且更省电
6．判断电流通过导体产生的热量，下面公式选用正确的是( )
A．UIt B．I2Rt C．()t D．前面三个都可以
7．(多选)如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同，则( )
A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同
D．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越多
8．如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R19．将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1∶R2＝2∶5。通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为( )
A．2∶5 B．5∶2 C．4∶25 D．25∶4
10. 阻值为R的电阻丝，并联接到电源上6 min烧开一壶水，现在用两根同样的电阻丝串联起来，接到同一电源上烧开同一壶水，需要的时间是（　　）
A．12 min B．4 min C．8 min D．6 min
11．假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是(　　)
A．白炽灯仍然能发光 B．电动机仍然能转动
C．电饭煲仍然能煮饭 D．电熨斗仍然能熨衣服
12．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是(　　)
A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q＝t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
13．我们用图中的装置进行实验，根据现象可推断定值电阻R1和R2的大小关系。
(1)定值电阻R1和R2分别加热容器内的油(甲瓶中的油比乙瓶中的多)。两电阻工作相同时间，油均未沸腾，观察到甲温度计升温比乙温度计多．该过程电阻产生的热量全部被油吸收．根据上述实验可得“R1产生的热量比R2多”，依据是____________________。
(2)根据上述信息，可判断R1__________(选填“＞”“＝”或“＜”)R2。
14．如图所示是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置．已知R甲＝5 Ω，R乙＝10 Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝__________联在电路。若电路中的电流为0.3 A，则甲电阻丝在1 min内产生的热量为__________J。
15．一只电热水壶铭牌上标有“220 V　1 100 W”的字样，在额定电压下工作。求：
(1)正常工作时的电流和电阻。
(2)通电5 min产生的热量。
参考答案与解析
一、选择题
1.A　
【解析】解：A.电暖器主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故A正确；B.洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故B错误；C.电风扇工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C错误；D.电视机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，故D错误。故选A。
D　
【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，∵Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，∴产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故选D。
B　
【解析】在实验中，其中一个容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。故选：B。
C　
【解析】A. 电脑机箱中安有电风扇，是为了散热而防止电热危害，不符合题意； B. 炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿，是为及时散去产生的热量，不符合题意； C. 天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电，是为了产生电热，驱除机器的湿气，是利用的电热，符合题意； D. 电视机的后盖上有许多散热孔，也是为散去产生的热量，不符合题意；故选C。
B
【解析】白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，白炽灯不能发光，电饭锅不能煮饭，电熨斗不能熨衣服．导体有电阻时，电动机工作，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好。故选B。
B
【解析】电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路，例如：电灯，电烙铁，熨斗，电炉等等，它们只是发热，它们都是纯电阻电路，对于纯电阻电路三个公式都可以求导体产生的热量；但是，发动机，电风扇等，除了发热以外，还对外做功，所以这些是非纯电阻电路，对于非纯电阻电路，只能用焦耳定律求导体产生的热量。故答案选B。
AD
【解析】A.甲图中A.B串联，电流相同，但两导体的电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A正确；B.乙图中，导体电阻不变，但滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系，故B错误；
C.甲图中，因为B中导体电阻大于A中导体电阻，根据Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，B中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故C错误；
D.乙图中，导体电阻不变，由Q=I2Rt可知，相同时间内，电流越大，产生热量越多，温度计示数升高越多，故D正确．故选：AD。
D　
【解析】解：由串并联电路特点可知，串联电路电阻越串越大，并联电路电阻越并越小；由电路图及已知R1＜R2可知，图D中电路总电阻最小，四个电路电压相等，通电时间相等，W=Q=I2Rt可知，D产生的热量最多，水吸收的热量越多，水的温度最高。故选D。
A
【解析】由图知，两电阻丝串联，所以通过两电阻丝的电流和通电时间相等，根据公式Q=I2Rt，则产生的热量之比等于电阻之比2：5。故选A。
10. A【解析】用一个电阻烧水时消耗的总电能为：W=U2t1/R，当电阻串联起来后，总电阻R1=2R，要使烧开同一壶水，则做功一样，即W=U2t1/R=U2t2/R1则t1=2×6 min=12 min。故选A。
11.B　
【解析】A.C、D都是利用电流的热效应工作的，若导体没有电阻，通过的电流就不会放热，它们都不能工作，但电动机仍能转动，且效率大大提高，故B正确。
D　
【解析】A选项，没有说明控制电流一定，缺少条件，结论不一定正确；B选项，没有控制电压一定，缺少条件，结论不一定正确；C选项，此公式是导出式，与电阻是否有关要看定义式，故C错误。D选项，结论正确。故选D。
13．答案：(1)甲瓶中油吸热多　(2)＞
【解析】(1)甲瓶中的油比乙瓶中的多，即m甲＞m乙，工作相同时间，油均未沸腾，且甲温度计升温多，即Δt甲＞Δt乙，由Q＝cmΔt可知，甲瓶中油吸热多，而电阻产生的热量全部被油吸收，所以R1产生的热量比R2多；(2)由图知，两电阻串联，所以通过它们的电流相等，通电时间相同，R1产生的热量比R2多，由Q＝I2Rt可知，R1＞R2。
14．串　27
15． 【解析】(1)由铭牌可知该电热水壶额定电压U＝220 V，额定功率P＝1 100 W，根据P＝UI得I＝＝＝5 A；据欧姆定律得电阻R＝＝＝44 Ω。
(2)由焦耳定律可得，通电5 min产生的热量为：Q＝Pt＝1 100 W×5×60 s＝3.3×105 J。
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