人教版九年物理全册课时同步练习卷：18.4焦耳定律

18.4焦耳定律
1.（2019泸州，6）在初中物理的学习中，我们常会用到一些科学研究方法，如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“理想模型法”“转换法”等。在下面几个实例中，对采用的主要研究方法判断正确的是（　　）
A. 研究磁场性质时，用磁感线来描述磁场的分布，采用的是等效替代法B. 探究电热与哪些因素有关时，通过液体温度变化反映电流产生的热量，采用的是转换法C. 研究压力作用效果与压力大小的关系时，保持受力面积不变，采用的是理想模型法D. 研究声音的产生时，将正在发声的音叉与水面接触，水花四溅表明音叉在振动，采用的是类比法
2.（2019自贡，17）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（　　）
A．60J B．36J C．30J D．6J
3.(2019娄底，9)在“探究影响电流热效应的因素”实验中，可通过观察U型管中液面高度变化来比较电阻产生热量的多少（如图），以下研究中所采用方法与此相同的是（　　）
A．通过观察小磁针的偏转判定电流周围是否存在磁场
B．用水流类比电流来建立电流的概念
C．用温度--时间图象来描述固体熔化过程
D．探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变
4.（2019乐山，16）如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
5.（2019通辽，12）对下列四幅图的分析正确的是（　　）
A．图中蓝牙耳机是通过超声波与手机进行信号传输的
B．如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系
C．图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系
D．图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系
6.(2019北京，2)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
7.（2019岳阳，12）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（　　）
A．电源电压为7V
B．R1的阻值为20Ω
C．电路消耗的最小功率为1.2W
D．滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J
8.（2019湘潭，18）如图是一把既能吹冷风、又能吹热风的简化电路图，其中M是吹风机，R是电热丝。由电路图可知（　　）
A．只将开关S1闭合，吹出的是热风
B．M和R是串联在电路中的
C．将S1和S2都闭合，吹出的是热风
D．开关S2可以控制整个电路
9.（2019 青岛，12）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中 R1 和 R2 是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是
A.只闭合开关 S，加热器的功率为 990W
B.开关 S 闭合，S1 由断开到闭合，电路中电流变大，R2 的功率变大
C.加热器在保温状态下工作 5min，产生3.3×104J 的热量
D.电阻 R1 与 R2 的阻值之比为 1∶8
10.（2019通辽，4）有一种电动烤地瓜机，将地瓜放在托盘上，盖上锅盖相当于闭合开关S1，托盘旋转，再将温控开关S2闭合，开始加热；若只闭合开关S2，则不能加热。下图M是托盘电动机，R是加热电阻，对其内部电路设计合理的是？（　　）
11.（2019贵阳，14）22岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，这是一百多年来对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电，根据________定律推断输电线路可实现电能零耗损。
12.（2019齐齐哈尔，23）如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前，两侧U形管中水面相平，深度均为8cm，则8cm深水柱产生的压强为　 　Pa．通电后，当电路中电流为0.8A时，通电时间50s，电阻R2产生的热量为　 　J。
13.（2019临沂，26）某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是______V；2min内电动机线圈产生的热量是______J。
14.（2019玉林，）已知电风扇线圈的电阻为20Ω，若加在该电风扇的电压为220V，此时通过的电流为1A，则电风扇的电功率为 W，电风扇连续工作10min产生的热量为 J.
15.（2019安顺，12）图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为400W，保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响），则电路中R2＝　 　Ω．在使用过程中，若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J，此过程中热水器的保温工作时间是　 　s。
16.(2019云南，12)一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中,为使其正常发光,应 (选填“串”或“并”)联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变）,该电阻通电20s产生的热量是 J。
17.（2019年郴州，23）如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为　 　J，R3的电功率的最大值为　 　W。
18.（2019哈尔滨，42）在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是 .如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为 .
19.（2019贵港，19）家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_____Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是_____J。
20.(2019益阳，20) 如图所示电路，电源电压不变，R1?为发热电阻，阻值10Ω。R2为定值电阻，阻值为20Ω。R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U =?? ?V。当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为 J。
21.（2019攀枝花，29）如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。（1）实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了 （填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。

22.（2019昆明，21）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2。
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系：
（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制_____；电阻丝放出热量的多少，通过_____来进行判断：
（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1_____△t2（选填“大于”，“等于”或“小于”）
实验二：探宂电流产生的热量与电流的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高（或）_____2 （或2△t2）（选填“大于“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流的_____正比例关系。
（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是_____．
23.（2019长春，22）在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：
（1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝R1、R2（R1＜R2）串联接到电源两端．电阻丝R1和R2串联的目的是保证 相同，U型管中液面高度的变化反映
（2）通电10s，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与 有关
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s，左侧U型管中液面高度的变化比（2）中左侧U型管中液面高度变化 （选填“大”或“小”）
24.（2019东营，21）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管　 　（选填“属于”或“不属于”）连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和　 　相同的情况下，导体产生的热量与　 　大小是否有关的装置。
（3）实验中通过观察　 　的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是　 　。
A．探究电流与电压、电阻的关系B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 C．研究光的传播时，引入“光线”D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙所示，电流表的示数为　 　A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是　 　J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是　 　。
25.（2019杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?
26.（2019新疆，23）如图所示电路中，电阻Rl的阻值为2 Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为1 V，V2的示数为2 V。求：
（1）电源两端的电压；
（2）通过R1的电流和R2的阻值；
（3）R2在1 min内产生的热量。
参考答案
1.（2019泸州，6）在初中物理的学习中，我们常会用到一些科学研究方法，如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“理想模型法”“转换法”等。在下面几个实例中，对采用的主要研究方法判断正确的是（　　）
A. 研究磁场性质时，用磁感线来描述磁场的分布，采用的是等效替代法B. 探究电热与哪些因素有关时，通过液体温度变化反映电流产生的热量，采用的是转换法C. 研究压力作用效果与压力大小的关系时，保持受力面积不变，采用的是理想模型法D. 研究声音的产生时，将正在发声的音叉与水面接触，水花四溅表明音叉在振动，采用的是类比法
【答案】B2.（2019自贡，17）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（　　）
A．60J B．36J C．30J D．6J
【答案】D。
3.(2019娄底，9)在“探究影响电流热效应的因素”实验中，可通过观察U型管中液面高度变化来比较电阻产生热量的多少（如图），以下研究中所采用方法与此相同的是（　　）
A．通过观察小磁针的偏转判定电流周围是否存在磁场
B．用水流类比电流来建立电流的概念
C．用温度--时间图象来描述固体熔化过程
D．探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变
【答案】A。
4.（2019乐山，16）如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C
5.（2019通辽，12）对下列四幅图的分析正确的是（　　）
A．图中蓝牙耳机是通过超声波与手机进行信号传输的
B．如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系
C．图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系
D．图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系
【答案】B
6.(2019北京，2)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】B。
7.（2019岳阳，12）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（　　）
A．电源电压为7V
B．R1的阻值为20Ω
C．电路消耗的最小功率为1.2W
D．滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J
【答案】C
8.（2019湘潭，18）如图是一把既能吹冷风、又能吹热风的简化电路图，其中M是吹风机，R是电热丝。由电路图可知（　　）
A．只将开关S1闭合，吹出的是热风
B．M和R是串联在电路中的
C．将S1和S2都闭合，吹出的是热风
D．开关S2可以控制整个电路
【答案】C
9.（2019 青岛，12）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中 R1 和 R2 是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是
A.只闭合开关 S，加热器的功率为 990W
B.开关 S 闭合，S1 由断开到闭合，电路中电流变大，R2 的功率变大
C.加热器在保温状态下工作 5min，产生3.3×104J 的热量
D.电阻 R1 与 R2 的阻值之比为 1∶8
【答案】BC
10.（2019通辽，4）有一种电动烤地瓜机，将地瓜放在托盘上，盖上锅盖相当于闭合开关S1，托盘旋转，再将温控开关S2闭合，开始加热；若只闭合开关S2，则不能加热。下图M是托盘电动机，R是加热电阻，对其内部电路设计合理的是？（　　）
【答案】B
11.（2019贵阳，14）22岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，这是一百多年来对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电，根据________定律推断输电线路可实现电能零耗损。
【答案】焦耳
12.（2019齐齐哈尔，23）如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前，两侧U形管中水面相平，深度均为8cm，则8cm深水柱产生的压强为　 　Pa．通电后，当电路中电流为0.8A时，通电时间50s，电阻R2产生的热量为　 　J。
【答案】800；320。
13.（2019临沂，26）某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是______V；2min内电动机线圈产生的热量是______J。
【答案】2 ? 6014.（2019玉林，）已知电风扇线圈的电阻为20Ω，若加在该电风扇的电压为220V，此时通过的电流为1A，则电风扇的电功率为 W，电风扇连续工作10min产生的热量为 J.
【答案】220 1.2×104
15.（2019安顺，12）图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为400W，保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响），则电路中R2＝　 　Ω．在使用过程中，若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J，此过程中热水器的保温工作时间是　 　s。
【答案】363；400。
16.(2019云南，12)一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中,为使其正常发光,应 (选填“串”或“并”)联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变）,该电阻通电20s产生的热量是 J。
【答案】串；60
17.（2019年郴州，23）如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为　 　J，R3的电功率的最大值为　 　W。
【答案】0.9；6。
18.（2019哈尔滨，42）在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是 .如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为 .
【答案】电阻和通电时间；1:2
19.（2019贵港，19）家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_____Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是_____J。
【答案】 （1). 55 （2). 3×105
20.(2019益阳，20) 如图所示电路，电源电压不变，R1?为发热电阻，阻值10Ω。R2为定值电阻，阻值为20Ω。R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U =?? ?V。当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为 J。
【答案】6; 216
21.（2019攀枝花，29）如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。（1）实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了 （填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。

【答案】液面高度差;转换法;电流;C
22.（2019昆明，21）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2。
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系：
（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制_____；电阻丝放出热量的多少，通过_____来进行判断：
（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1_____△t2（选填“大于”，“等于”或“小于”）
实验二：探宂电流产生的热量与电流的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高（或）_____2 （或2△t2）（选填“大于“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流的_____正比例关系。
（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是_____．
【答案】
(1). 见上图(2). 电流相等(3). 温度计的示数(4). 大于(5). 大于(6). 大小不成(7). 两瓶煤油的质量大小是否相等
23.（2019长春，22）在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：
（1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝R1、R2（R1＜R2）串联接到电源两端．电阻丝R1和R2串联的目的是保证 相同，U型管中液面高度的变化反映
（2）通电10s，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与 有关
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s，左侧U型管中液面高度的变化比（2）中左侧U型管中液面高度变化 （选填“大”或“小”）
【答案】（1）电流；电阻丝产生的热量的多少；（2）电阻；（3）大
24.（2019东营，21）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管　 　（选填“属于”或“不属于”）连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和　 　相同的情况下，导体产生的热量与　 　大小是否有关的装置。
（3）实验中通过观察　 　的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是　 　。
A．探究电流与电压、电阻的关系B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 C．研究光的传播时，引入“光线”D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙所示，电流表的示数为　 　A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是　 　J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是　 　。
【答案】（1）属于；
（2）电流；电阻；
（3）U形管液面高度；BD；
（4）2；400；
透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）。
25.（2019杭州，15）如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120伏，电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培。（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?
解：（1）Q＝W总－W机＝UIt－mgh
＝120伏×5安×1秒－50千克×10牛/千克×0.9米＝150焦
（2）Q＝I2Rt
（3）卡住时通过电动机的电流过大（或回答电能全部转化为内能），使电动机温度过高，所以容易烧坏。
26.（2019新疆，23）如图所示电路中，电阻Rl的阻值为2 Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为1 V，V2的示数为2 V。求：
（1）电源两端的电压；
（2）通过R1的电流和R2的阻值；
（3）R2在1 min内产生的热量。
解：由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压。
（1）串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压为：U=U1+U2=1V+2V=3V；
（2）通过R1的电流：I1==0.5A，因串联电路中各处的电流相等，则I2=I1=0.5A；
电阻R2的阻值：R2==4Ω。
（3）R2在1min内产生的热量Q2=I22R2t=（0.5A）2×4Ω×60s=60J。
答：（1）电源两端的电压为3V；
（2）通过R1的电流为0.5A，R2的阻值为4Ω；
（3）R2在1min内产生的热量为60J。