18.4 焦耳定律 同步练习（解析版）

初中物理人教版九年级上学期18.4 焦耳定律
一、电流的热效应
1.下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（?? ）
A.?电熨斗????????????????????????????????B.?电风扇????????????????????????????????C.?电冰箱????????????????????????????????D.?电视机
2.下列情况中，属于防止电热危害的是（?? ）
A.?白炽灯泡???????????????B.?用电饭锅煮饭???????????????C.?冬天用电暖气取暖???????????????D.?电脑机箱内有小风扇
3.下列各种方法和措施中，为了防止电热危害的是（?? ）
A.?电脑的CPU芯片上安有电风扇B.?炎热的夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会C.?天气潮湿时，长时间不用的用电器隔一段时间要通电一次D.?养鸡场用电热孵化器孵小鸡21教育网
4.下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是（?? ）
A.?电风扇?????????????????????????????????????????B.?电水壶C.?电视机???????????????????????????????D.?洗衣机www.21-cn-jy.com
5.如图为“探究焦耳定律”的实验装置．两个相同的盒子中密封初温相同的等量空气，左右U型管中的液体初始时都液面相平。将串联的两电热丝通电一段时间后，右侧U型管中液面高度差比左侧大。下列说法正确的是（?? ） 2-1-c-n-j-y
A.?通过U型管中液面的高度差判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法B.?右侧电阻丝的阻值比左侧小C.?通过右侧电阻丝的电流比左侧小D.?该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系21·世纪*教育网
6.在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化，此实验是为了探究电流产生的热量与________的关系；将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在________?（选填“A”、或“B”）容器中产生的热量较多，在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，还可以探究电流产生的热量与________的关系，该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和________。 【版权所有：21教育】
二、焦耳定律
7.将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中，串联接入电路，R1：R2=2：3。通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为（?? ）
A.?2：3????????????????????????????????????B.?3：2????????????????????????????????????C.?4：9????????????????????????????????????D.?9：4
8.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.?乙实验通电一段时间后，左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大C.?乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D.?乙实验右边密闭容器与左边密闭容器中的电阻丝产生热量之比为 4：121*cnjy*com
9.如图所示是两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系，若将两电阻并联在电压为3V的电路且通电时间相同，下列说法正确的是(? )
RA、RB产生的热量之比QA：QB=1：2??????????????
B.?RA、RB产生的热量之比QA：QB=2：1C.?RA、RB产生的热量之比QA：QB=1：4?????????????
?D.?RA、RB产生的热量之比QA：QB=4：1
10.家庭电路中，各用电器之间是________的(选填“串联”或“并联”)；若某家用电器的电阻为1100 ，通过的电流为0.2A，则通电10s时间内产生的热量为________J。 21cnjy.com
11.有两个电阻：R1=30 ,R2=40 ,若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比W1：W2=________；若将它们并联在电中各，则在相同时间内产生的热量之比Q1:Q2=________。
12.按摩可以消除疲劳，深受人们的喜爱。如图所示为一款具有加热功能的电动按摩椅和它的电路简图，当开关D接________（选填“A”或“B”），电动按摩椅只具有加热功能，已知电热丝的电阻为1210Ω，则通电15min电热丝产生的热量为________。

13.如右图所示，是探索焦耳定律的实验装置，已知R114.有一台饮水机，它的铭牌如下表，工作电路如图所示，S0是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态。求：
饮水机
热水箱水量
2kg
额定电压
220v
加热功率
1000w
保温功率
44w
（1）将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少?[c水=4.2x103J／(kg·℃)]
（2）若饮水机加热时产生的热量全部被水吸收，将2kg的水从20℃加热到100 ℃，需加热多长时间?
（3）R2的阻值是多少?
三、真题演练
15.如图为探究“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R1＜R2 ． 下列说法正确的是（?? ）

A.?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 的电流大于 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【出处：21教育名师】
16.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，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________?．
17.如图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知R1额定电压
220V
功率选择
一档950W
二挡1150W
三挡2100W

18.如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与________的关系。通电一段时间后，左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为________。 2·1·c·n·j·y
19.用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象，该实验探究的是在________不变时电热与________的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在________不变时电热与________的关系。（填“电流”或“电阻”）

答案解析部分
一、电流的热效应
1. A
分析：解：A、电熨斗是利用电流的热效应工作的。符合题意。
B、电风扇是利用电流的磁效应工作的。不符合题意。
C、电冰箱是利用电流的磁效应工作的。不符合题意。
D、电视机主要是把电能转化为声能和光能。不符合题意。
故答案为：A
【分析】电流的热效应：电流通过电阻要发热，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.www-2-1-cnjy-com
2. D
分析：A、白炽灯泡是利用电热来使灯泡发光的，不合题意；
B、用电饭锅煮饭是利用电能转化为内能来给食物加热，不合题意；
C、冬天用电暖气取暖是利用电能转化为内能的，不合题意；
D、电脑机箱内有小风扇是为了及时将电脑产生的热散掉，属于防止电热危害，符合题意。
故答案为：D。
【分析】流的热效应：电流通过电阻要发热，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.21教育名师原创作品
3. A,B
分析：脑机箱中安有电风扇，是为了加快空气流动速度，加快散热，使电脑内产生的热量能及时散出，属于防止电热危害，A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，是为了防止产生过多的热量，影响电视机的正常使用，属于防止电热危害，B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，是为了利用电热来防潮，属于利用电热的例子，C不符合题意；
D、养鸡场用电热孵化器孵小鸡，属于利用电热的例子，D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】电流的热效应：电流通过电阻要发热，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. B
分析：A. 电风扇是把电能转化为机械能和内能，A不符合题意；
B. 电水壶是把电能全部转化为内能，B符合题意；
C. 电视机工作时，电能主要转化为声能、光能和内能，C不符合题意；
D. 洗衣机电能转化为机械能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量.
5. D
分析：通过观察U型管中液面的高度变化反映密度空气温度的变化，从而判断电流通过导体产生热量的多少，这是一种转换法，故A不正确； 由于串联，所以通过左右侧电阻丝的电流相同，故C不正确， 而由于右侧U型管中的液面高度差比左侧大，所以右侧盒子的密度空气温度高，产生的热量多，而通电时间又相同，根据公式， 则右侧电阻丝的阻值比左侧大，故B不正确； 该实验装置的变量为电阻的大小，其他实验条件一样，通过观察U型管中液面的高度变化反映密度空气温度的变化，液面高度差大的一侧，盒子的密度空气温度高，电流通过导体产生热量的多，即电阻大，所以该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故D正确。 故答案为：D 【分析】采用转换法：通过观察U型管中液面的高度差反映密度空气温度的变化，从而判断电流通过导体产生热量的多少；焦耳定律公式：；通电时间相同，串联电流又相等，液面高度差大的一侧产生的热量多，电阻大。
6. 电阻；B；电流大小；转换法
分析：解：由图示实验可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系，且电流越大，产生热量越多，B产热多；
在电路中串联一个滑动变阻器，改变滑片位置可以改变电路电流，可以探究电流产生的热量与电流的关系；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，要研究热量与某个因素的关系时，需要控制其它因素，只改变这一个因素，采用的是控制变量法；
电流产生热量的多少通过U形管中液面高度变化显示，采用的是转换法。
故答案为：电阻；B；电流大小；转换法
【分析】探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律根据控制变量法（两电阻中的电流相等，两电阻丝的阻值不同，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，可探究电流产生热量与电阻大小的关系；通过电阻R1的电流不同，比较相同通电时间内两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关）及转换法（探究影响电热的因素时，通过液体吸热的多少反应电阻丝产生的热量）分析解答.
二、焦耳定律
7. A
【解析】【解答】串联电路中各处的电流都相等，由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q1:Q2=R1:R2=2:3。 故答案为A。 【分析】两电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相等，由焦耳定律Q=I2Rt可知R1、R2产生的热量之比。【来源：21cnj*y.co*m】
8. B
分析：解：A、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。A不符合题意；
B、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，即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大。B符合题意；【来源：21·世纪·教育·网】
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。C不符合题意；
D、装置乙中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左 ， 两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2 ， 两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2 ， 所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量是右侧容器电阻丝产生的热量的4倍，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律根据控制变量法（两电阻中的电流相等，两电阻丝的阻值不同，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，可探究电流产生热量与电阻大小的关系；通过电阻的电流不同，比较相同通电时间内两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关）及转换法（探究影响电热的因素时，通过液体吸热的多少反应电阻丝产生的热量）分析解答.21·cn·jy·com
9. B
分析：两电阻并联在电压为3V的电路中，由图象可知，通过两定值电阻的电流分别为：IA=0.6A、IB=0.3A，通电的时间相同，RA、RB产生的热量之比：QA：QB=WA：WB=UIAt：UIBt=IA：IB=0.6A：0.:3A=2：1。 故答案为：B。 【分析】由图象可知，当两电阻并联在电压为3V的电路中，通过两定值电阻的电流，由Q=W=UIt计算两电阻产生的热量之比。
10. 并联；440
分析： 家庭电路中，各用电器之间是并联的， 根据, 故答案为： 并联? 440 【分析】家庭电路中，各用电器之间是并联的， 根据进行解答.
11. 3:4 ；4:3
分析：在串联电路中， 相同时间内消耗的电能之比： 在并联电路中， 相同时间内产生的热量之比： 故答案为：3:4；4:3. 【分析】在串联电路中，电流处处相等，在并联电路中，各支路两端电压相等，根据电能和热量公式计算.
12. A ；3.6x104
分析：（1）由电路图可知，当开关口接A时，电路为电热丝的简单电路，电动按摩椅只具有加热功能。 （2）通电15min电热丝产生的热量：Q＝ 故答案为：A；3.6x104 【分析】（1）由于电动按摩椅只具有加热功能，所以电路中只有电热工作，再根据电路图可知开关D的位置。 （2）运用焦耳定律计算通电15min电热丝产生的热量。
13. ＝；＜；做功
分析：由于电阻串联，在串联电路中电流处处相等，根据R114. （1）解：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J（2）解：t= （3）解：当S闭合、S0断开时，电路中只有R2 ， 总功率较小，为保温状态。
由 得R2=
【解析】【分析】（1）已知水的质量、比热容、水的初温和末温，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；（2）水吸收的热量和饮水机加热时产生的热量相等，根据W=Pt求出需要的加热时间；（3）由电路图可知，当开关S闭合，温控开关S0断开时，电路为R2的简单电路，此时电路中的总电阻最大，电功率最小，饮水机处于保温状态，根据P=求出R2的阻值。 ?
三、真题演练
15. C
分析：解：A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB不符合题意；
C、根据Q=I2Rt，因R1＜R2 ． 故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C符合题意；
D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法；由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析.
16. 电阻和通电时间 ；1:2
分析：（1）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：电阻和通电时间； （2）R1与R2串联，根据得到，电阻R1、R2产生热量之比为：。 【分析】（1）影响电流热效应的因素有：电阻、电流和通电时间；探究其中一个因素对热效应的影响时，需控制其它因素相同，改变这个因素； （2）两个电阻串联时，通过它们的电流相同且通电时间相同，根据公式Q=W=UIt可知，这时产生的热量与电阻成正比。
17. S1；6.9x105
分析：根据图像，电暖气功率最高时电阻并联，接入的电阻较小时，功率较大，所以二档时接通R1 ， 闭合S1 ， 10min产生的热量为Q=Pt=1150W×10×60s=6.9×105J。 故答案为：S1；6.9×105. 21世纪教育网版权所有
【分析】根据电阻大小判断档位，利用电功率和时间的乘积计算产生的热量。
18. 电流；4：1
分析：解：（1）实验装置中，一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，即I右＝I左；两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左＝I1+I2 ， 两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1＝I2 ， 所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半，即这是研究电流产生的热量与电流的关系；（2）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，左侧的电流是右侧电流的2倍，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍，即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4：1。
故答案为：电流；4：1。
【分析】探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律根据控制变量法（通过电阻R的电流不同，比较相同通电时间内两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关）及转换法（探究影响电热的因素时，通过液体吸热的多少反应电阻丝产生的热量）分析解答；再利用焦耳定律Q＝I2Rt可知 左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比 .
19. 电阻；电流；电流；电阻
分析：解：（1）由图知，电阻丝B、C并联后与A串联，根据并联电路的电流特点可知，通过A的电流与通过B、C的电流之和相同，所以通过A的电流大于通过B的电流，已知容器内A、B的电阻相同，在通电时间相同时，该实验探究的是电流产生热量与电流大小的关系；（2）若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝（等效电阻为5Ω），其等效电阻是A电阻丝的一半，此时通过A的电流与通过右侧“一根”电阻丝的电流相同，所以探究的是：电流相同时，相同时间内电流产生热量与电阻大小的关系。
故答案为：电阻；电流；电流；电阻。
【分析】探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律根据控制变量法（通过电阻R的电流不同，比较相同通电时间内两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关）及转换法（探究影响电热的因素时，通过液体吸热的多少反应电阻丝产生的热量）分析解答.