2019-2020年人教版物理九年级上册
复习课小练习
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第18章 电功率
第4节 焦耳定律
1. (2019·绵阳江油外国语学校模拟) 下列家用电器利用电流的热效应工作的是( )
A.电暖器 B.洗衣机
C.电风扇 D.电视机
2.(2019·安州模拟一) 下列实例中,为了防止电热产生危害的是( )
A.用电褥子取暖
B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C.收音机、电视机的机壳上有许多小孔
D.孵化家禽的电热孵卵机
3.(2019·本部模拟) 计算电流通过电风扇产生的热量,下面公式选用正确的是( )
A.UIt B.t C.I2Rt D.前面三个都可以
4.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
5.(2018·宜昌)两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1、R2产生的热量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2
C.4∶1 D.1∶4
6.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,相同时间内产生的热量与电阻无关
6.(2019·金华模拟) 小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术:用金属片点燃火柴,将一金属片接在学生电源上(如图所示),他将火柴放在哪个位置效果最明显( )
A.a点 B.b点
C.c点 D.都一样
7.甲、乙两电阻,通过的电流之比为1∶2,通电时间之比为3∶4,若产生的电热相等,则甲和乙电阻之比为( )
A.8∶3 B.3∶8
C.3∶16 D.16∶3
8.(2019·江油模拟)电能可以转化为多种形式的能.下列用电器在使用过程中电能转化形式与电饭煲相同的是( )
A.电风扇 B.教室里的日光灯
C.电烤箱 D.电动车
9.下面不是利用电热的实例( )
A.用电饭锅煮饭
B.用电熨斗熨衣服
C.电视机外壳有许多小孔
D.用电热壶烧水
10.(2019·东辰模拟)铭牌均为“220 V 100 W”的电风扇、电视机、电热毯,将它们分别接到220 V的电源上.在相同的时间里,电流通过它们产生的热量最多的是( )
A.电热毯 B.电视机
C.电风扇 D.一样多
11.(2019·遂宁)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中( )
A.电压表V的示数不变
B.电流表A的示数变大
C.小灯泡的亮度变暗
D.电路的总功率变大
12.有两根电阻丝先串联后并联接到同一电源上,则在相同时间内所产生的热量( )
A.串联时多 B.并联时多
C.一样多 D.无法确定
13.(2019·游仙模拟)图中是实验室中常用的由电炉丝盘绕的加热电炉,实验老师在改装电炉时,为了使电功率减小为原来的一半,下列措施中可行的是( )
A.截去一半电炉丝
B.串联上一条与原来相同的电炉丝
C.并联上一条与原来相同的电炉丝
D.把连接电炉和电源的导线长度增加一倍
14.如图所示是电热吹风机的内部电路原理图,电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成.电动机中有电流通过时会有风吹出,电热丝中有电流通过时会有热量产生.当开关S1、S2都闭合,二者都正常工作,下列说法正确的是( )
A.电动机和电热丝在相同时间内产生的热量相同
B.电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能相同
C.电动机和电热丝消耗的电功率相同
D.电动机消耗的电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能
15.(2019·自贡)把一个标有“10 V 3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作.该电路工作10 s定值电阻产生的热量是( )
A.60 J B.36 J
C.30 J D.6 J
16.(2019·南部模拟) 有两个电阻:R1=3 Ω,R2=4 Ω,若将它们串联在电路中,则在相同时间内产生的热量之比W1∶W2=__ __;若将它们并联在电路中,则在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2=__ __.
17.(2019·富乐模拟) 如图所示,电源电压不变,灯泡标有“4 V 2 W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表的示数为0.6 A,则电阻R的电功率为__ __W,通电1 min,R产生的热量为__ __J.
18. .(2019·凉山)家用电风扇的电动机线圈电阻为2 Ω,正常工作时,通过的电流为2 A,通电10分钟,电风扇消耗的电能为__ __J,线圈产生的热量为__ _J.
19.(2019·富驿模拟) 一只“220 V 1 000 W”的电炉正常工作时,10分钟产生的热量是__ _J,用这一电炉来烧水,若电炉产生的热量有70%被水吸收,则10分钟内该电炉能使2 kg的水温度升高__ __℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
20. (2019·绵阳)某一天晚上睡觉前,小文同学用有预约功能的电饭煲为家人的第二天早餐煲粥.小文将大米等食材放入电饭煲内,接通220 V家庭电路,经过了待机、加热、保温三个过程,早餐前断开电源,电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示,电饭煲加热过程消耗的电能是__ __kW·h.已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示,S是接通家庭电路的开关,S1是自动开关,R1和R2为电阻不变的电热丝,则R2=__ __Ω.
21. (2019·河南)在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2 min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了70 r,热水器的实际功率为__ __W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50 L的水可升温__ __℃.由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要__ __(填“粗”或“细”).[已知ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
22.(2019·小溪坝模拟) 学习了焦耳定律之后,小林想通过实验再次探究一下“电流产生的热量与哪些因素有关”,请你和小林一起完成下面的实验.
(1)如图甲所示的实验装置,两个相同的透明容器中密封着质量相等且__ __相同的空气.当电阻通电发热后,容器中的空气受热膨胀,再通过__ __反映出产热的多少.
(2)用甲图装置可以探究电流产生的热量与__ __的关系,实验现象是__ __边的液柱比较高,得出的结论是__ __.
(3)图乙中容器外并联了一个阻值相同的电阻丝,其目的是为了使两个容器中的__ __不同,最后得出的结论是__ __.
23. (2019·潍坊)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置.两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端.
(1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与__ __的关系,通电一段时间,__ __(填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多.
(2)通过观察乙图中的实验现象,可知__ __(填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值较大.
24. (2019·南山双语模拟) 某电炉上标有“220 V 1 100 W”的字样,把它接在220 V的电路中,则:
(1)通过电炉丝的电流是多少?
(2)电炉丝的电阻是多少?
(3)该电炉正常工作1 h,产生多少热量?
25. 一个阻值为10 Ω的定值电阻与一只灯泡L串联接到4 V电源上,测得100 s内电阻上产生的热量是10 J,求灯泡L的电功率.
26. (2019·天津)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示.该电热水壶正常工作时,把1 kg水从20 ℃加热到100 ℃用时7 min.已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的热效率.
型号 ××
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
频率 50 Hz
27. (2019·威海)火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图.它有高、中、低三个加热挡位,旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱.正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,R1为242 Ω,R2为60.5 Ω.(忽略温度对电阻的影响)
(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温挡?
(2)R3的阻值是多少欧姆?电火锅处于低温挡正常工作时,在1分钟内产生的热量是多少焦耳?
(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温挡加热汤液2分钟,电能表的表盘转了81转.请通过计算判断此时电火锅是否正常工作?[电能表的铭牌上标有3 000 r/(kW·h)]
参考答案与解析
1. (2019·绵阳江油外国语学校模拟) 下列家用电器利用电流的热效应工作的是(A)
A.电暖器 B.洗衣机
C.电风扇 D.电视机
2.(2019·安州模拟一) 下列实例中,为了防止电热产生危害的是(C)
A.用电褥子取暖
B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C.收音机、电视机的机壳上有许多小孔
D.孵化家禽的电热孵卵机
3.(2019·本部模拟) 计算电流通过电风扇产生的热量,下面公式选用正确的是(C)
A.UIt B.t C.I2Rt D.前面三个都可以
4.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(D)
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
5.(2018·宜昌)两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1、R2产生的热量之比为(A)
A.2∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4
10.关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是(D)
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,相同时间内产生的热量与电阻无关
6.(2019·金华模拟) 小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术:用金属片点燃火柴,将一金属片接在学生电源上(如图所示),他将火柴放在哪个位置效果最明显(A)
A.a点 B.b点 C.c点 D.都一样
7.甲、乙两电阻,通过的电流之比为1∶2,通电时间之比为3∶4,若产生的电热相等,则甲和乙电阻之比为(D)
A.8∶3 B.3∶8 C.3∶16 D.16∶3
8.(2019·江油模拟)电能可以转化为多种形式的能.下列用电器在使用过程中电能转化形式与电饭煲相同的是(C)
A.电风扇 B.教室里的日光灯
C.电烤箱 D.电动车
9.下面不是利用电热的实例(C)
A.用电饭锅煮饭
B.用电熨斗熨衣服
C.电视机外壳有许多小孔
D.用电热壶烧水
10.(2019·东辰模拟)铭牌均为“220 V 100 W”的电风扇、电视机、电热毯,将它们分别接到220 V的电源上.在相同的时间里,电流通过它们产生的热量最多的是(A)
A.电热毯 B.电视机
C.电风扇 D.一样多
11.(2019·遂宁)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中(A)
A.电压表V的示数不变
B.电流表A的示数变大
C.小灯泡的亮度变暗
D.电路的总功率变大
12.有两根电阻丝先串联后并联接到同一电源上,则在相同时间内所产生的热量(B)
A.串联时多 B.并联时多
C.一样多 D.无法确定
13.(2019·游仙模拟)图中是实验室中常用的由电炉丝盘绕的加热电炉,实验老师在改装电炉时,为了使电功率减小为原来的一半,下列措施中可行的是(B)
A.截去一半电炉丝
B.串联上一条与原来相同的电炉丝
C.并联上一条与原来相同的电炉丝
D.把连接电炉和电源的导线长度增加一倍
14.如图所示是电热吹风机的内部电路原理图,电热吹风机由一个电动机和一个电热丝并联组成.电动机中有电流通过时会有风吹出,电热丝中有电流通过时会有热量产生.当开关S1、S2都闭合,二者都正常工作,下列说法正确的是(D)
A.电动机和电热丝在相同时间内产生的热量相同
B.电动机和电热丝在相同时间内消耗的电能相同
C.电动机和电热丝消耗的电功率相同
D.电动机消耗的电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能
15.(2019·自贡)把一个标有“10 V 3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作.该电路工作10 s定值电阻产生的热量是(D)
A.60 J B.36 J C.30 J D.6 J
16.(2019·南部模拟) 有两个电阻:R1=3 Ω,R2=4 Ω,若将它们串联在电路中,则在相同时间内产生的热量之比W1∶W2=__3∶4__;若将它们并联在电路中,则在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2=__4∶3__.
17.(2019·富乐模拟) 如图所示,电源电压不变,灯泡标有“4 V 2 W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表的示数为0.6 A,则电阻R的电功率为__2.4__W,通电1 min,R产生的热量为__144__J.
18. .(2019·凉山)家用电风扇的电动机线圈电阻为2 Ω,正常工作时,通过的电流为2 A,通电10分钟,电风扇消耗的电能为__2.64×105__J,线圈产生的热量为__4.8×103__J.
19.(2019·富驿模拟) 一只“220 V 1 000 W”的电炉正常工作时,10分钟产生的热量是__6×105__J,用这一电炉来烧水,若电炉产生的热量有70%被水吸收,则10分钟内该电炉能使2 kg的水温度升高__50__℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
20. (2019·绵阳)某一天晚上睡觉前,小文同学用有预约功能的电饭煲为家人的第二天早餐煲粥.小文将大米等食材放入电饭煲内,接通220 V家庭电路,经过了待机、加热、保温三个过程,早餐前断开电源,电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示,电饭煲加热过程消耗的电能是__0.88__kW·h.已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示,S是接通家庭电路的开关,S1是自动开关,R1和R2为电阻不变的电热丝,则R2=__220__Ω.
21. (2019·河南)在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2 min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了70 r,热水器的实际功率为__2__100__W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50 L的水可升温__1.2__℃.由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要__粗__(填“粗”或“细”).[已知ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
22.(2019·小溪坝模拟) 学习了焦耳定律之后,小林想通过实验再次探究一下“电流产生的热量与哪些因素有关”,请你和小林一起完成下面的实验.
(1)如图甲所示的实验装置,两个相同的透明容器中密封着质量相等且__初温__相同的空气.当电阻通电发热后,容器中的空气受热膨胀,再通过__液柱的高度差__反映出产热的多少.
(2)用甲图装置可以探究电流产生的热量与__电阻__的关系,实验现象是__右__边的液柱比较高,得出的结论是__电流与通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多__.
(3)图乙中容器外并联了一个阻值相同的电阻丝,其目的是为了使两个容器中的__电流__不同,最后得出的结论是__电阻与通电时间一定时,电流越大,产生的热量越多__.
23. (2019·潍坊)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置.两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端.
(1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与__电流__的关系,通电一段时间,__a__(填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多.
(2)通过观察乙图中的实验现象,可知__d__(填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值较大.
24. (2019·南山双语模拟) 某电炉上标有“220 V 1 100 W”的字样,把它接在220 V的电路中,则:
(1)通过电炉丝的电流是多少?
(2)电炉丝的电阻是多少?
(3)该电炉正常工作1 h,产生多少热量?
解:(1)由P=UI可得,通过电炉丝的电流:
I===5 A
(2)由P=UI=可得电炉丝的电阻:
R===484 Ω
(3)1 h=3 600 s,电炉正常工作1 h,产生的热量:
Q=I2Rt=(5 A)2×484 Ω×3 600 s=4.356×107 J
25. 一个阻值为10 Ω的定值电阻与一只灯泡L串联接到4 V电源上,测得100 s内电阻上产生的热量是10 J,求灯泡L的电功率.
解:因串联电路中各处的电流相等,
所以,由Q=I2Rt可得,电路中的电流:
I===0.1 A
由I=可得,定值电阻两端的电压:
UR=IR=0.1 A×10 Ω=1 V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL=U-UR=4 V-1 V=3 V
灯泡L的电功率:PL=ULI=3 V×0.1 A=0.3 W
26. (2019·天津)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示.该电热水壶正常工作时,把1 kg水从20 ℃加热到100 ℃用时7 min.已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的热效率.
型号 ××
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
频率 50 Hz
解:(1)水吸收的热量:Q=cm(t1-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J
(2)电热水壶消耗的电能:
W=Pt=1 000 W×7×60 s=4.2×105 J
电热水壶的热效率:η===80%
27. (2019·威海)火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图.它有高、中、低三个加热挡位,旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱.正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,R1为242 Ω,R2为60.5 Ω.(忽略温度对电阻的影响)
(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温挡?
(2)R3的阻值是多少欧姆?电火锅处于低温挡正常工作时,在1分钟内产生的热量是多少焦耳?
(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温挡加热汤液2分钟,电能表的表盘转了81转.请通过计算判断此时电火锅是否正常工作?[电能表的铭牌上标有3 000 r/(kW·h)]
解:(1)当旋钮开关置于1和2接线柱时,火锅处于低温挡
(2)当旋钮开关置于3和4接线柱时,电阻R1和R2并联,此时电路电阻最小,根据公式P=可知,此时电路功率最大,处于高温挡.则R1的功率:
P1===200 W
R2的功率:P2===800 W
此时高温挡的功率:
P高温=P1+P2=200 W+800 W=1 000 W
所以P低温=P高温=×1 000 W=200 W
所以低温挡时电路中的总电阻:
R===242 Ω
所以R3=R-R2=242 Ω-60.5 Ω=181.5 Ω
电火锅低温挡工作1 min产生的热量等于电流做的功,故1分钟内产生的热量:
Q=W=P低温t=200 W×60 s=12 000 J
(3)2 min火锅实际消耗的电能:
W===0.027 kW·h
加热时间:t=2 min= h,此时火锅处于高温挡的实际功率:
P实===0.81 kW=810 W<1 000 W
故此时电火锅不是正常工作