2023-2024学年物理人教版九年级全一册 课时作业 18.4 焦耳定律（含答案）

18.4　焦耳定律
课标要求 通过实验,探究并了解焦耳定律,用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象
作业用时 建议用时:20 min,实际用时　　　　min
答错题题序
【基础作业】
知识点一 电流的热效应
1.下列用电器中利用电流热效应工作的是 ( )
　　A.电冰箱
B.电视机
C.电风扇
D.电饭锅
2.如图所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,A、B两U形管内的液面相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关,下列说法正确的是 ( )
A.此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C.电路完好前提下,相同时间内两个容器内电阻产生的热量相同
D.通电后,A管的液面将会比B管的液面高
知识点二 焦耳定律
3.1840年英国物理学家 最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系,其表达式为Q= 。
4.额定电压为220 V的家用电暖器正常工作时,通过内部电热丝的电流为5 A,则电热丝正常工作时的电阻为 Ω,工作10 min产生的热量为 J。电热丝通电后变得很烫,而连接的导线却不怎么热,这是由于导线电阻远 (选填“大于”或“小于”)电热丝电阻。
5.如图所示的电路中,电源电压U=9 V,电阻R1=20 Ω,R2=10 Ω,则通电1 min该电路产生的热量为 J。
6.甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4,通电相同时间产生的热量之比为5∶1,则通过甲、乙的电流之比为 ( )
A.4∶1 B.1∶4
C.2∶1 D.1∶2
知识点三 电热的利用和防止
7.下列用电器正常工作时,要防止电热的是 ( )
A.电饭锅 B.电热水器
C.电熨斗 D.电视机
【素养作业】
8.把一个小电动机与电压为 6 V 的电源相连,小电动机正常工作,已知电动机线圈的电阻为 1 Ω ,正常工作时的电流为 1 A ,正常工作1 h ,电动机线圈上产生的热量是 J。
9.如图,灯L标有“4 V　2 W”,R=20 Ω,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1 min电路中产生的热量为 J。
10.甲、乙两定值电阻的电压与电流关系的图像如图所示,则甲、乙两电阻的阻值之比R甲∶R乙= ;将甲、乙两电阻并联后接在电压为3 V的电源两端,通电10 min,甲、乙两电阻产生的热量之比Q甲∶Q乙= 。
11.如图所示,甲、乙、丙三个密闭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。三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,其中在丙容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联。通电一段时间后,U形管中两侧的液面高度差最大的是 ( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.三个相同
12.某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻。在壶中装入1 kg 25 ℃的自来水。按下开关3 min后水被烧开。则该电热水壶正常工作时的电阻约为[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] ( )
A.3 Ω B.30 Ω
C.300 Ω D.3000 Ω
13.图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110 Ω,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如下表所示。求:
加热效率 80%
额定电压 220 V
电功率 低温挡 440 W
中温挡 880 W
高温挡
(1)低温挡加热时电流的大小;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103 J/(kg·℃),将2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃需要的时间。
参考答案
基础作业
1.D　2.D
3.焦耳　I2Rt
4.44　6.6×105　小于
5.162
6.C
7.D
素养作业
8.3600
9.0.7　168
10.2∶1　1∶2
11.B
12.B
13.(1)电热丝R1的电功率:
P1===440 W
根据表格数据可知道,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于低温挡,则低温挡加热时电流的大小:I1===2 A
(2)根据P=,可知,只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于中温挡,根据表格数据可知道,中温挡P2=880 W,电热丝R2的阻值:
R2===55 Ω
(3)当S1、S2都闭合时,电热丝R1、R2并联,电路总电阻最小,由P=可知,电饭锅处于高温挡,则高温挡的功率:P=P1+P2=440 W+880 W=1320 W
2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃吸收的热量:Q=c粥mΔt=4.0×103 J/(kg·℃)×2.2 kg×(74 ℃-20 ℃)=475200 J
已知加热效率为80%,则需要消耗的电能:
W===594000 J
由P=可得,将2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃需要的时间:
t===450 s
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