沪粤版物理九上 15.4探究焦耳定律 同步检测（含解析）

沪粤版物理九年级上册 15.4探究焦耳定律 同步检测
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.电饭锅是常用的家用电器，下列与之相关的说法错误的是（?? ）
A.?组成材料中既有导体又有绝缘体?????????????????????????B.?工作时，利用了电流的热效应C.?工作时，通过热传递使食物温度升高??????????????????D.?与其它家用电器是串联连接的
3.两条电热丝串联在电路中，在相同的时间内产生热量较多的是（　　）
A.?通过电流较大的电热丝???????????????????????????????????????B.?电阻值较大的电热丝C.?电压较小的电热丝??????????????????????????????????????????????D.?电阻值较小的电热丝
4.标有“220V? 40W ”的字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种电器，都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（??? ）
A.?电热毯?????????????????????????????B.?电风扇?????????????????????????????C.?电视机?????????????????????????????D.?日光灯
5.人们生活所需的用品中涉及到很多物理知识，下列对应关系正确的是（）
A.?移动电话——超声波??????????????????????????????????????????B.?验钞机——红外线C.?电热水器——电流的热效应????????????????????????????????D.?筷子——省力杠杆
6.标有“220V? 40W ”的字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种电器，都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（）
A.?电热毯????????????????????????????????B.?电风扇????????????????????????????????C.?电视机????????????????????????????????D.?日光灯
7.小明同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置（三个完全相同容器中密封了初温和质量都相等的空气）．下列实验结果说法不正确的是（　　）
A.?通过U型管两边液面的高度差反映密闭空气吸收热量的多少，采用了转换法的实验方法B.?探究电热和电流的关系应采用乙和丙两容器C.?比较h1和h2的关系可以初步得到结论：在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比D.?比较h2和h3的关系可以初步得到结论：在导体的电阻和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流成正比
8.教室中的饮水机在加热过程中，电能主要转化为（　　）
A.?机械能??????????????????????????????????B.?内能??????????????????????????????????C.?化学能??????????????????????????????????D.?光能
9. 下面生活用具中，不是利用电流的热效应工作的是（?? ） ?
A.?电饭锅??????????????????????????????B.?电热水壶??????????????????????????????C.?电风扇??????????????????????????????D.?电烤火箱
10.如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（?? ）
A.?甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多B.?甲实验通电一段时间后，右侧容器内空气吸收的热量更多C.?乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D.?乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
11.用来制作电炉、电饭锅、电暖气、电烙铁、电褥子等家用电器的发热体的材料可能是（　　）
A.?铜丝?????????????????????????B.?镍铬合金或锰铜合金?????????????????????????C.?铁丝?????????????????????????D.?铜丝或铁丝
12.灯泡通电后灯丝已经热得发光，而连接灯泡的导线却不怎么热，其原因是（　　）
A.?导线的绝缘皮隔热??????????????????????????????????????????????B.?导线散热比灯丝快C.?通过导线的电流小于通过灯丝的电流??????????????????D.?导线的电阻远小于灯丝的电阻
二、填空题
13.春节前，某市区进行了供电线路改造，改造的内容是把部分导线换成更粗的．在同样条件下，与改造前比较，导线的电阻变________；电流在导线上产生的热量变________。（选填“多”或“少”）
14.某导体的电阻是2Ω，当通过1A电流时，通电1min时，导体上产生的热量是________? J．
15. 某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝，将它接入电路如图当S分别置于“1“挡和“2“挡时，________档是保温状态，当S接“2“挡时，电路中的电流大小是________，通电100s电路产生的热量是________?J．

16.如图所示，是小宇同学探究焦耳定律的部分实验装置．已知R甲=5Ω，R乙=10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝串联在电路．若电路中的电流为0.3A，则甲电阻丝在1min内产生的热量为　________　J．?
17.如图是研究电流一定时，导体消耗的电功率与电阻关系的实验装置．为方便比较导体产生的热量，实验中对甲、乙两个烧瓶中所加煤油的要求是________；甲、乙两个烧瓶中的电阻丝阻值不同，将它们串联起来接入电路的目的是为了________小明通过实验得出：电阻越大，导体消耗的电功率越大．小华指出他的结论不严密，请你将小明的实验结论补充完整：________．

18.炎炎夏日蚊虫肆虐，无孔不入，让人防不胜防．为免受叮咬之苦，不少市民购置了防蚊利器﹣电热驱蚊器，它价格适中、无明烟明火，安全清洁，防咬效果好，深受人们喜爱．“电热驱蚊器”是利用电流的________?效应工作的，发热元件是一个阻值为1000Ω的电阻，接在220V电路中通电100s产生的热量为________?J．
19.小丽家夏天常用的“电热驱蚊器”是利用电流的________效应工作的，发热元件是一个阻值为1000Ω的电阻，接在照明电路中通电100s产生的热量为________J．她家电能表铭牌上标有“220V 10（40）A 50HZ? 2000r/kW?h”，她在把其它用电器都断开后，用1kW的电磁炉6min烧开一壶水的过程中，电能表的转盘转________圈。
20.甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为?________
三、实验探究题
21.如图所示，是探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置．

（1）若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的________和________两个密闭容器进行实验．
（2）通电时间相同时，产生热量最多的密闭容器________中的电阻丝．
22.如图是研究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。左右两个透明的容器中密闭了等量的空气，两个密闭容器中都有一段电阻丝，U型管中装的是红色液体。
（1）甲装置可探究电流产生的热量与________的关系。
（2）若甲、乙两次实验的电源电压及通电时间相同，则a 、c中两电阻产生热量较多的是________ 。（选“a”或“c”）
（3）若图乙中两侧玻璃管中液面高度变化相同，则电路中故障可能是________ 。
四、综合题
23.某物理兴趣小组想利用如图所示的装置比较铝和某种合金材料的导电性能．
（1）他们应该选用________和长度都相同的铝丝和合金丝．
（2）在两个相同烧瓶中分别装入等质量的煤油，接通电路后，他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢，这说明________丝的导电性能较强．
24.把两种不同材料的导线 如铁线和铜线 组成如图所示的闭合回路，当AB两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大。请回答下列问题：
（1）如图所示，①其它条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流________。②其它条件不变，移去酒精灯，将B放入另一杯冰水混合物中，稳定后，电路电流________ 各空格均选填“变大”、“变小、”、“不变”、“变为零”
（2）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由________能转化而来。
（3）热电偶电路可以把温度信号换成________信号，利用这种性质可以把热电偶做成________ 写出一种应用 。

答案解析
一、选择题
1.【答案】A
【解析】 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，A符合题意；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，B不合题意；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，C不合题意；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，D不合题意 .故答案为：A．【分析】利用电流的热效应工作的用电器在工作时，主要将消耗的电能转化为内能 .
2.【答案】D
【解析】 ：A、电饭锅中的导线是导体，电饭锅导线上的绝缘层为绝缘体，所以A正确；B、电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，所以B正确；C、电饭锅工作时，消耗电能，产生内能，锅内的食物吸收热量温度升高，是通过热传递使食物升温的，所以C正确；D、因为家庭电路中各用电器之间既可以单独工作又互不影响，因此电饭锅与其它家用电器是并联连接的，所以D错误．故选D．【分析】（1）常见的导体包括：各种金属、人体、大地、酸碱盐水溶液等；常见的绝缘体包括：陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、干木棒等．（2）电流的热效应就是把电能转化为内能．（3）改变内能的方式有两种，即做功和热传递．（4）并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响．
3.【答案】B
【解析】 ：在串联电路中，电流处处相等，根据公式Q=I2Rt可知，电阻越大，在相同的时间内产生的热量就越多．故选B．【分析】串联电路中，电流相等，在相同的时间内根据公式Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多．
4.【答案】A
【解析】 A、电热毯是利用电流的热效应工作的，在额定电压下工作相同时间电能全部产生热量．B、电风扇是主要利用电流的磁效应工作的，在额定电压下工作相同时间电能主要转化成机械能，产生热量很少．C、电视机在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为声能和光能，产生热量很少．D、日光灯在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为光能，产生热量更少．所以三个用电器产生热量不一样多，电热毯产生热量最多．故答案为：A．【分析】电热毯在工作时将电能全部转化为电能，其它几种用电器在工作时将电能部分转化为内能 .
5.【答案】C
【解析】【分析】（1)移动电话是利用电磁波来工作的，既能发射电磁波，又能接受电磁波；（2)紫外线能使钞票上的荧光物质发光，验钞机就是利用这个道理工作的；（3)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；（4)判断杠杆的类型从动力臂和阻力臂的长短上进行分析．
【解答】A、移动电话是利用电磁波工作的，与超声波无关，该选项说法错误；B、验钞机是利用紫外线使荧光物质发光的道理工作的，该选项说法错误；C、电热水器工作时把电能转化成内能，是利用了电流的热效应，该选项说法正确；D、筷子、镊子都是费力杠杆，目的是省距离，该选项说法错误．故选C．
【点评】本题考查知识点比较多，包括了力学、光学、声学、电磁学，综合性较强，考查了学生基础知识掌握的情况，重点是物理知识在生活中的运用，体现了物理来源于生活，服务于生活的特点．
6.【答案】A
【解析】【分析】电流流过导体时会产生一些现象，分为电流的热效应、化学效应、磁效应；所以在不同的用电器上如：电视机、电烙铁和电风扇，电流产生的效应不同，电能 转化成的能的形式也不同．在额定电压和额定功率都相同的条件下，都正常工作，工作相同时间后消耗相同的电能，产生的热量有多少之分．【解答】A、电热毯是利用电流的热效应工作的，在额定电压下工作相同时间电能全部产生热量．B、电风扇是主要利用电流的磁效应工作的，在额定电压下工作相同时间电能主要转化成机械能，产生热量很少．C、电视机在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为声能和光能，产生热量很少．D、日光灯在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为光能，产生热量更少．所以三个用电器产生热量不一样多，电热毯产生热量最多．故选A．【点评】本题主要考查学生对电流的热效应，以及电能转化成的是哪一种形式的能，是一道基础题．
7.【答案】D
【解析】【解答】解：A、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；B、探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流，因此需要电阻并联，故选择乙丙比较，故B正确；C、如图甲乙，两个电阻串联在电路中，目的是使通过电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系，由此可得结论：比较h1和h2的关系可以初步得到结论：在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比，故C正确；D、如图乙丙，两个电阻并联在电路中，目的是使通过电阻的电阻相同，通电时间相同，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系，由此可得结论：比较h2和h3的关系可以初步得到结论：在导体的电阻和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，故D错误．故选：D【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（2）探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流，因此需要电阻并联；（3）如图甲乙，两个电阻串联在电路中，目的是使通过电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；（4）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变．
8.【答案】B
【解析】【解答】解：饮水机属于电热器，在工作时主要将电能转化为内能，用来给水加热．故选B．【分析】电热器在工作时，主要将电能转化为内能，结合选项中的能量可做出判断．
9.【答案】C
【解析】【解答】解：A、电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的；B、电热壶工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的；C、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的；D、电烤箱工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的．故选C．【分析】（1）电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应；（2）电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应；（3）电流流过导体时导体发生化学变化，这种现象是电流的化学效应．发生电流的热效应时，电能主要转化为内能．
10.【答案】B
【解析】【解答】解：AB、甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故A错误，B正确； C、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；D、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左侧电阻产生热量多；则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即右侧U形管中液面的高度差比左侧的小，故D错误．故选B．【分析】由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法结合图中的实验情景进行分析．
11.【答案】B
【解析】【解答】解：用来制作电炉、电饭锅、电暖气、电烙铁、电褥子等家用电器的发热体的材料是电阻率大、熔点高的材料制成的，选项中符合要求的是镍铬合金或锰铜合金，铁丝和铜丝的电阻率比较小．故选B．【分析】用来制作电炉、电饭锅、电暖气、电烙铁、电褥子等家用电器的发热体的材料是电阻率大、熔点高的材料制成的．
12.【答案】D
【解析】【解答】解：电灯在使用时，灯丝和导线串联，I丝=I导线 ， 通电时间t相同，由于Q=I2Rt，R丝＞R导线 ， 所以电流产生的热量：Q丝＞Q导线 ， 从而出现灯丝热得发红，但跟灯丝连接的导线都不怎么热的现象，故D正确．故选D．【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电灯和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电灯的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析．
二、填空题
13.【答案】小；少
【解析】【解答】解：电线换成更粗的，材料不变，长度不变，横截面积增大，电阻变小；根据 ，电阻变小，电流在导线上产生的热量变少。故答案为：小；少．【分析】导体的电阻是导体本身的一种性质，电阻大小的影响因素：材料、长度、横截面积有关．材料一定，导体的长度越短，横截面积越大，电阻越小；根据 即可判断。
14.【答案】120
【解析】【解答】解：电流产生的热量Q=I2Rt=（1A）2×2Ω×60s=120J；故答案为：120．【分析】知道导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间，利用焦耳定律求产生的热量．
15.【答案】“1”；5；1.1×105J
【解析】【解答】解：（1）电源电压为220V不变，当S接“1”挡时，电路中R与R0串联，此时电阻为两个电阻的和； 当S接“2”挡时，电路中只有R0 ， 此时电阻小于串联时电阻，所以根据P= 可知：“1“挡是保温状态．（2）当S接“2“挡时，电路中只有R0 ， 电流为：I= = =5A；W=UIt=220V×5A×100s=1.1×105J．故答案为：“1”；5；1.1×105J．【分析】（1）开关S置于“1“挡和“2“挡时，分别分析电路中的电阻连接情况，根据电阻的大小，利用P= 可知电的大小．（2）当S接“2“挡时，电路中只有R0 ， 根据电压、电阻和通电时间求电流、消耗电能．
16.【答案】27
【解析】【解答】若电路中的电流为0.3A，由串联电路中电流处处相等和焦耳定律，可得甲电阻丝在1min内产生的热量为：Q=I2Rt=（0.3A）2×5Ω×60s=27J．故答案为：27．【分析】根据串联电路电流特点和焦耳定律Q=I2Rt计算甲电阻丝上产生热量．
17.【答案】相同质量和初温；使通过两电阻的电流和通电时间相等；通过导体的电流和通电时间一定时
【解析】【解答】解：（1）由控制变量法可知，为方便比较导体产生的热量，实验中对甲、乙两个烧瓶中所加煤油的要求是相同质量和初温的煤油；（2）根据焦耳定律Q=I2Rt，由图知，两电阻串联，甲、乙两个烧瓶中的电阻丝阻值不同，将它们串联起来接入电路的目的是为了使通过两电阻的电流和通电时间相等；（3）根据控制变量法，得出结论的时候，应该注明条件；即通过导体的电流和通电时间一定时，电阻越大，导体产生的热量就越多． 故答案为：相同质量和初温；使通过两电阻的电流和通电时间相等；通过导体的电流和通电时间一定时．【分析】（1）根据控制变量法分析解答对煤油的要求；（2）两瓶串联，所以通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，因此此实验是探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻的关系．根据焦耳定律Q=I2Rt公式和控制变量法分析解答；（3）当研究导体产生的热量与电阻的关系时，应控制通过导体的电流、通电时间相同．
18.【答案】热；4840
【解析】【解答】解：（1）“电热驱蚊器”是利用电流的热效应来工作的；（2）通电100s产生的热量：Q=W=t=×100s=4840J．故答案为：热；4840．【分析】（1）电流通过导体时向外放出热量的现象叫做电流的热效应；（2）根据Q=W=t求出产生的热量．
19.【答案】热；4840；200
【解析】【解答】（1）“电热驱蚊器”是利用电流的热效应来工作的；（2）通电100s产生的热量： ?（3）1kW的电磁炉（其它用电器都断开）6min消耗的电能： 电能表的转盘转转动的圈数： ?故答案为：热；4840；200．【分析】（1）电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应．（2）根据Q=W=t求出产生的热量；（3）根据W=Pt求出电磁炉消耗的电能，根据表盘上的转盘转数和消耗电能之间的关系求出转盘转动的圈数.
20.【答案】5：2
【解析】【解答】解：电热器产生的热量之比：?故答案为：5：2．【分析】根据Q=I2Rt求出电热器产生的热量之比．
三、实验探究题
21.【答案】（1）甲；乙（2）乙
【解析】【解答】解：（1）电流产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关，要探究电流产生热量的多少与电阻的关系时，应控制电流和通电时间相同，改变电阻的阻值，由图可知甲、乙符合；（2）甲、乙中，通过它们的电流和通电时间相等，由Q=I2Rt可知，乙的电阻大，则乙产生的热量大于甲产生的热量； 甲、丙中，电阻和通电相等，由并联电路的电流特点可知通过甲的电流大于通过乙的电流，由Q=I2Rt可知，甲产生的热量多，综上可知，产生热量最多的密闭容器乙中的电阻丝．故答案为：（1）甲；乙；（2）乙．【分析】（1）电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，实验探究时应采用控制变量法；（2）根据Q=I2Rt分析三容器内电阻丝产生的热量关系．
22.【答案】（1）电阻（2）c（3）R3断路
【解析】【解答】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映；如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；(2)甲装置中电阻a与10Ω的电阻b串联,则总电阻R甲 Ra Rb 5Ω 10Ω 15Ω，乙装置5Ω的电阻c与5Ω的电阻d、R3并联后再串联,则总电阻R乙 Rc Rd=5Ω ×5Ω 7.5Ω，由于甲、乙两次实验的电源电压相同,则根据欧姆定律可知：I甲四、综合题
23.【答案】（1）横截面积（2）铝
【解析】【解答】解：（1）探究导电性能好坏，只要使导体的长度和横截面积相同，故选用长度和横截面积相同的铝丝和锰铜丝；（2）串联电路处处电流相等，而甲烧瓶中铝丝的温度升高的慢，由Q=I2Rt可得，铝丝的电阻小，所以铝丝的导电性能好．故答案为：横截面积；铝．【分析】
（1）根据控制变量法进行分析，即控制长度和横截面积相同，比较温度计的示数，示数变化快的导电性能就好；（2）温度计示数变化慢的，说明该电阻阻值小，即其导电性能好．
24.【答案】（1）变小；变为零（2）内（3）电；温度计
【解析】【解答】（1）①根据题意知道A和B间的温度差差越大，回路电流越大，当只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水时，由于AB两处的温度差减小，电路电流变小；②其他条件不变，若移去酒精灯，将B放入另一杯冰水混合物中，则由于AB间温度差变为零，而使电流变为零；（2）根据题意知道，要想产生电流，两接点间必须存在温度差，所以，说明热电偶是将内能转化为电能的装置；（3）由热电偶电路中电流的特点及产生条件知道，两接点间温度差的大小直接决定了电流的大小，即热电偶电路可以把温度信号转换成电信号；所以，可将电流表改装成温度计，控制两接点中的一个点的温度不变，将另一个点的温度作为被测温度，通过电流表示数反映出其温度值的大小。【分析】从题目中总结关键的规律即产生电流的条件及影响电流大小的因素，从而考查了学生对新知识的应用，由于要保持两点间要有不同的温度，故从能量转化角度，热电偶消耗了内能，转化成了电能；热电偶既然是通过温度差来获得热电流，我们可以设想从这一角度，通过改变温度差来获得不同的电流，而此时电流的大小直接受温度差大小的影响，从而可制成间接测量温度的装置.