人教版九年级物理 18．4焦耳定律的综合运用 培优训练（含答案）

人教版九年级物理
18.4.2焦耳定律的综合运用
培优训练
一、选择题(每小题3分，共45分)
1．下列例子中，能防止电热危害的是( )
A．供取暖用的电褥子
B．高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置
C．电动机外壳上有许多小孔
D．孵化家禽的电热孵化器
2．如图所示是一个能吹冷风、温风、热风的电吹风的简化电路。其中是电动机，通电后能吹风，R1 、R2是阻值相等的发热电阻丝，通电后能发热。电吹风接通电源且开关S闭合后( )
A．若闭合S1 、S2，则吹出的是冷风
B．若闭合S1 、S2，则吹出的是热风
C．若闭合S1 或S2，则吹出的是冷风
D．若闭合S1 、S2，则吹出的是温风

3．有阻值为R1＝10 Ω、R2＝15 Ω的两根电阻丝，把它们按不同的方式连入电路，先后接入同一电源，在相等时间内产生热量最少的是( )
A．R1与R2串联
B．R1 与R2并联
C．只接入R1
D．只接入R2
4. 家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220 V电路中正常工作时通过的电流为2 A，电动机线圈电阻为4 Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为( )
A．960 J B．7.26×105 J
C．2.64×104 J D．440 J
5．如图所示是某家用电热器内部电路结构示意图，其中R1、R2为加热电阻丝(R1＞R2)。电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率，其中发热功率最大的连接方式是( )

6. 英国《镜报》报道，美国一名14岁的少女把手机装在裤后口袋里，不慎将手机压坏，导致手机起火。女孩因烧伤被送医院，幸无大碍。下列对手机起火原因的分析，正确的是( )
A．压力使手机变形，导致电路断路
B．压力使手机变形，导致电路短路
C．手机在口袋里受热膨胀
D．口袋里温度太高，导致手机塑料件燃烧
7. 如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是( )
A．通过玻璃管中液面的高度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

8. 如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水，现将电阻丝R1、R2(R1＜R2)分别按下图所示的四种方法连接放入水槽，并接入相同电源。通电相同时间后，水槽中水温最高的是( )

9．电阻R1和R2阻值之比是1∶2，若把R1和R2串联后接在电源两端，在t时间内产生的总热量为Q1，把R1和R2并联后接在同一电源两端，在相同时间内产生的热量为Q2，则Q1∶Q2为( )
A．1∶3 B．2∶9
C．1∶2 D．1∶4
10．某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水所用时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水所用时间为t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t，则( )
A.t=t1+t2 B. =+
C.t＞t1 D.t＞t2
11．一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为r。该电动机正常工作时，下列说法错误的是( )
A．电动机消耗的电功率为UI
B．电动机的输出功率为UI－I2r
C．电动机的发热功率为I2r
D．I、U、r三个量间满足I＝U/r
12. 物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线被烧断的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其他同长度的铜导线相比，它的(　 )
A．电阻较大 B．电压较小
C．电流较大 D．电功率较小

13. 用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是(　 )
A．甲导体的温度升高得多
B．乙导体的温度升高得多
C．甲、乙两导体升高的温度相同
D．条件不足，无法判断

14．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况中不属于防止电热危害的是(　 )
A．电视机的后盖有许多孔
B．电动机外壳有许多散热片
C．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
D．电脑机箱内有小风扇
15. 将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是(　 )
A．电冰箱产生的热量最多
B．电脑产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多
D．三者产生的热量一样多
二、填空题(每空2分，共24分)
16．如图所示是某电热水壶加热和保温电路原理图，R1＝44 Ω，当开关S1断开，S2闭合，电热水壶处于_______状态；该电热水壶的加热功率是________ W。

17．一台线圈电阻为3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在2 min内电流做的总功是_______ J，电流产生的热量是_______ J，转化成的机械能是_______ J，该电动机转化为机械能的转化效率为________。
18. 如图所示，电源电压保持不变，R1与R2都是定值电阻，R为滑动变阻器，当S1闭合、S2接a、滑动变阻器滑片置于最左端时，电压表示数为3.5 V，电流表示数为0.5 A；当S1闭合、S2接b、滑动变阻器滑片置于中点时，电压表示数减小了1.1 V，电流表示数增加了0.3 A，则R2＝________Ω，再将滑动变阻器滑片置于最右端，此时电路消耗的总功率为_______W。

19. 用电热水器(铭牌如图所示)把质量为50 kg的水由20 ℃加热到50 ℃，水吸收的热量是________J，电热水器是利用电流的________工作的。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]

20. 小明发现空调和台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，这主要是因为________(填“长度”或“横截面积”)对导线电阻的影响；小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40 Ω，工作时的电流为5 A，则通电10 S电阻丝产生的热量为________J。
21. 在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来，连接处电阻比别处要________(填“大”或“小”)，在相等时间内，导线连接处发热比别处更________(填“多”或“少”)。
三、实验探究题(每空2分，共14分)
22. 探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”，他们选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油，相同的温度计A和B、阻值分别为R1、R2的电阻丝(R1＜R2)，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线，他们设计了如图所示的实验电路，进行如下实验：闭合开关，通电一段时间后，记下温度计A的示数为t1，温度计B的示数为t2，发现t1＜t2，请根据以上叙述回答下列问题：

(1)实验中是通过观察___________________来反映电流产生热量的多少。
(2)请指出实验过程中存在的问题：_________________________________________________。
(3)实验改进后得出的结论是：____________________________________________________。
23. 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝(R1＜R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。

(1)实验中通过____________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与________的关系。
(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与__________的关系。
(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与______(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生的热量最多。
三、计算题(17分)
24. 一只标有“8 V　0.4 A”的小灯泡，接在电源电压为12 V的电路中，为使其正常发光，应串联一个多大的电阻？该电阻通电10 s所产生的热量是多少焦？






25. 如图所示的电路中，定值电阻R1＝150 Ω、R2＝300 Ω。闭合开关S后，电流表A2的示数为5 mA。求：
(1)电阻R1两端的电压为多少？
(2)电流表A1的示数为多少？
(3)电路工作5 min，R1产生的焦耳热是多少？







参考答案
一、选择题
1-5 CBAAD 6-10 BDDBB 11-15DABCC
二、填空题
16. 保温 1100
17. 720 90 630 87.5%
18. 3 28
19. 6.3×106 热效应
20. 横截面积；1×104
21. 大；多
三、实验探究题
22. (1)温度计示数的变化
(2)没有控制烧瓶中液体的种类相同
(3)电流和通电时间一定，导体的电阻越大，产生的热量越多
23. (1)气球体积
(2)电阻
(3)电流
(4)C
三、计算题
24. 解：电阻R两端电压UR＝U－UL＝12 V－8 V＝4 V，
小灯泡正常工作时电路中的电流I＝0.4 A，
电阻R的阻值R＝＝＝10 Ω，
此时该电阻通电10 s产生的热量
QR＝UIt＝4 V×0.4 A×10 S＝16 J。
25. 解：由电路图可知，闭合开关，
R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流。
(1)电阻R1两端的电压U1＝U2＝I2R2＝5×10－3 A×300 Ω＝1.5 V。
(2)通过R1的电流
I1＝＝＝0.01 A＝10 mA。
电流表A1的示数
I＝I1＋I2＝10 mA＋5 mA＝15 mA。
(3)电路工作5 min，R1产生的焦耳热
Q1＝I12R1t＝(0.01 A)2×150 Ω×5×60 S＝4.5 J。