人教版 九年级 物理全一册 18.4 焦耳定律 同步练习（带答案）

焦耳定律同步练习
一、单选题
关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是
A.
根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B.
根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C.
根据可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D.
根据可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
关于下列物理现象，说法正确的是
A.
电冰箱是利用电流热效应工作的
B.
夏天，剥开包装纸的冰棍会冒“白气”，是汽化现象
C.
开车系安全带是防止因汽车紧急刹车时，人由于受到惯性的作用而造成伤害
D.
注射器吸入药液是通过大气压的作用
下列用电器中，利用电流热效应工作的是
A.
微波炉
B.
电饭煲
C.
手机
D.
计算器
如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻产生的热量为则下列结果正确的是
A.
电路中的最小电流为
B.
滑片P在中点时，9s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C.
R先后两次消耗的电功率之比为
D.
先后两次消耗的电功率之比为
在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时，采用了如图所示的实验装置。这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与
A.
导体的电阻的关系
B.
通过导体的电流的关系
C.
导体的长度的关系
D.
通电时间的关系
将规格都是“220V180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，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.
电风扇产生的热量最多
C.
电热毯产生的热量最多
D.
三者产生的热量一样多
两个电阻和，且，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该
A.
只用
B.
只用
C.
和串联
D.
和并联
如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是
A.
a
B.
b
C.
c
D.
三个相同
关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是
A.
根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B.
根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C.
根据可知，相同时间内产生的热量与电阻无关
D.
根据可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
如图的电炉，当通电一段时间后电阻丝变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，这主要是因为
A.
导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线消耗的电能很少
B.
通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
C.
导线散热比电阻丝快
D.
导线的绝缘皮隔热
通过一根电阻丝的电流为2A，通电1min产生了的热量，它的电阻是
A.
B.
C.
D.
以下说法正确的是
A.
焦耳定律反映了电能转化为内能的规律
B.
电热器、变阻器都是根据电流的热效应制成的
C.
功率大的用电器一定比功率小的用电器做的功多
D.
两个灯泡串联使用时，电阻小的灯泡产生的热量多
二、填空题
小明使用家里的电冰箱时发现，冷藏室内照明灯发光，同时压缩机制冷，他思考判断冷藏室内的照明灯和压缩机连接方式是______选填“串联”或“并联”他发现正在工作的冰箱外壁比较热；过一段时间，又遇到了插头与插座松动后连接处也会明显发热的问题，请分别解释以上两种发热的原因。
如图所示，电源电压保持不变，，闭合开关S，开关拨至b时，电压表示数是拨至a时的三分之一，则______；若电源电压为3V，当开关拨至b时，在1min内产生的热量是______J。
把长短和粗细均相同的铜丝和镍铬合金丝，分别接入如图所示的电路中，当把______接入电路后，闭合开关，小灯泡会更亮一些，这说明______的电阻更大。在这两种材料中，选用______更适合制作电阻加热元件。以上三空均填“铜丝”或“镍铬合金丝”
某导体的电阻是，通过它的电流为，10s内通过该导体产生的热量是______J，电热器中的电饭锅是利用电流的______效应制成的加热设备。
一只额定功率是880W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，它的电阻是______
；它正常工作的电流是______
A，在100s时间内产生______
热量．
三、实验探究题（本大题共3小题，共18.0分）
小明和小红利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．温度计显示煤油的温度．
实验中，小明和小红发现______
烧瓶中温度计的示数升高快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越______
，产生的热量越多．
小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成______
相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的______
相等．通过实验观察，发现装有______
选填“水”或“煤油”的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大．
采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U型管中的液面发生变化，通过观察U型管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
如图所示的是探究电流产生的热量跟______的关系，通电一段时间______选填“左瓶”或“右瓶”内的电阻丝产生的热量多。
让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟______的关系，一段时间后电阻丝产生的热量______选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”多。
某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为、。
断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为、，实验数据如表。
步骤中的电流表示数如图乙所示，此时电流为______安。
本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？______。
小明认为：只要选择“、、、”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：______。
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶欧
B烧瓶欧
I
2I
四、计算题
某家用电热水器的铭牌如图1：
为安全起见，该电热水器使用的插座应选用图2中的哪个？
该电热水器正常工作时，电热丝的电阻多大？
将该电热水器装满水加热，电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的被水吸收，使水温由升高到，需加热多长时间？已知水的比热容，水的密度
小华家额定功率为2000W的电热淋浴器，装满30kg水后连续正常加热35min。水的温度由升高到已知，求：
加热过程中水吸收的热量；
此过程电热淋浴器的热效率。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、没有说明控制电流一定，故缺少条件，结论不一定正确；
B、没有说明控制电压一定，故缺少条件，结论不一定正确；
C、此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有关要看定义式，故结论不正确；
D、电流、时间一定时，电热与电阻成正比，故结论正确．
2.【答案】D
【解析】解：
A、电冰箱工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A错误；
B、夏天剥开包装纸后，冰棍会冒“白气”，这是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠，故B错误；
C、开车系安全带是防止因汽车紧急刹车时，由于惯性而飞出，造成二次伤害，故C错误；
D、用注射器把药水从药瓶抽到针管里，利用了大气压，故D正确。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查学生对电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能，是一道基础题。
【解答】
A.微波炉是利用微波，不是利用电流的热效应，故A不符合题意；
B.电饭锅工作时主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B符合题意；
C.
手机是利用电磁波进行工作的，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D.
计算器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工作的，故D不符合题意。
故选B。
4.【答案】C
【解答】
解：根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联；
因为串联电路起分压作用，因此滑片从中点到b端时，电压表示数将增大，故电压表示数增大了2V，即电压表示数为；
由可得：；
A、当滑片在b点时，电路中的电流最小，电路中的最小电流：，故A错误；
B、滑片在中点时，电路中的电流：，
9s内滑动变阻器R消耗的电能：，故B错误；
C、由可得，R先后两次消耗的电功率之比：，故C正确；
D、由可得，先后两次消耗的电功率之比：，故D错误。
故选：C。
5.【答案】B
【解析】解：在实验中，其中一个容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。
6.【答案】C
【解析】解：接在家庭电路中，，
三种用电器的实际功率：
；
又，用电器工作时间t相等，
三种用电器消耗的电能相同；
电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，
电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为热量；
产生热量最多的是电热毯。
7.【答案】D
【解析】解：根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻和电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，当两个电阻并联时总电阻最小；
根据可知，两电阻并联时，电路的总电阻最小，相同时间内产生的热量最多。
故选：D。
8.【答案】C
【解答】
由图示电路可知，三电阻丝串联接入电路，则通过三个电阻的电流I与通电时间t都相等，
由题意可知：，由焦耳定律：可知：，
c瓶中的电阻丝阻值最大，放出的热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大。
故选C。
9.【答案】D
【解答】
A.根据可知，由于没有说明电流一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量不一定越多，故A错误；
B.根据可知，由于没有说明电压一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量不一定越少，故B错误；
C.根据可知，此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，而根据焦耳定律可知，电流通过导体时产生的热量与电阻有关，故C错误；
D.根据可知，在电流、通电时间一定时，电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比，故D正确。
故选D。
10.【答案】A
【解析】解：电炉丝跟导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故B错；
因为，，
所以产生的热量：，
即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故A正确，CD错。
11.【答案】C
【解析】解：由可得，电阻丝的阻值：
。
故选：C。
知道通过电阻丝的电流和通电1min产生的热量，根据求出电阻丝的电阻。
12.【答案】A
【解析】解：A、焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体电阻的大小及通电时间成正比，反映的是电流产生热量时的规律，故A正确；
B、变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的，不是电流的热效应，故B错；
C、功率大的用电器，说明做功快，但不一定做功多，故C错；
D、两个灯泡串联，通过的电流相等，通电时间相等，由焦耳定律可知，电流产生的热量与导体的电阻成正比，故D错误。
故选：A。
本题考查了学生对焦耳定律、电流热效应的应用、电功率的了解和掌握，难度不大，但综合性强，属于中考必考题目。
13.【答案】并联
【解析】解：电冰箱里的灯泡跟压缩机用的电动机互不影响，能独立工作，它们是并联的；
电冰箱内部是通过制冷剂搬运热量的，即制冷剂在冰箱内部汽化，吸收热量，而后运动到冰箱外部后液化，释放热量，从而将冰箱内部的热搬运到外面，故正在工作的冰箱外壁比较热是由于制冷剂液化放热造成的；
插头与插座松动后连接处也会明显发热的原因是：插头与插座出接触不良，导致接触处的电阻变大，据焦耳定律可知，插头处和插座连接处的电阻变大，在电流和通电时间相同的情况下，产生的热量多。
故答案为：并联；原因见上面的分析。
14.【答案】10；12
【解析】解：闭合开关S，开关拨至b时，两电阻串联，电压表测两端的电压；
闭合开关S，开关拨至a时，两电阻串联，电压表测电源的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一，
所以，两电阻两端的电压之比：
，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由可得，两电阻的阻值之比：
，
则的阻值；
若电源电压为3V，当开关拨至b时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
，
在1min内产生的热量：
。
故答案为：10；12。
闭合开关S，开关拨至b时，两电阻串联，电压表测两端的电压；闭合开关S，开关拨至a时，两电阻串联，电压表测电源的电压，根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比，然后求出的阻值；
根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据求出在1min内产生的热量。
15.【答案】铜丝；镍铬合金丝；镍铬合金丝
【解析】解：
根据生活经验可知，长短、粗细都相同的铜丝和镍铬合金丝，铜丝的电阻小，所以把铜丝接入电路中灯泡更亮一些，说明镍铬合金丝的电阻更大；
根据可知，在同样电流和相同的通电时间情况下，镍铬合金丝产生的热量多，故镍铬合金丝更适合制作电阻加热元件。
故答案为：铜丝；镍铬合金丝；镍铬合金丝。
电阻是导体对电流的一种阻碍作用，所以在其它条件相同的情况下，导体的电阻越大，通过的电流就越小，灯泡越暗；
利用焦耳定律结合控制变量法分析解答哪个更适合制作加热元件。
16.【答案】2
?
热
【解析】解：电流通过导体时产生的热量：
；
电热器中的电饭锅在使用时，将电能转化为内能，是根据电流的热效应制成的加热设备。
故答案为：2；热。
根据求出电流通过导体时产生的热量；
电流通过导体时向外放出热量，这一现象叫做电流的热效应，将电能转化为内能。
17.【答案】55；4；
【解析】解：由可知，电饭锅正常工作时的电流：
，
由可知，电饭锅电阻：
，
在内产生的热量：
；
故答案为：55；4；J.
由可以求出正常工作时的电流，由欧姆定律可以求出电饭锅的电阻，由可以求出电饭锅产生的热量．
18.【答案】乙；大；
质量；电阻；煤油
【解析】解：两电阻串联，电流相等，由焦耳定律得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快；
要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等，吸收的热量相等，由温度的变化求得比热的大小；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同长度的电阻丝，电阻相等；结果会发现煤油温度变化的快，说明煤油的比热容较小，水的比热容大．
故答案为：乙；大；质量；电阻；煤油。
知道通过的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；
由吸热公式可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系．
19.【答案】电流
?
左瓶
?
电阻
?
左瓶
【解析】解：如图的装置中，右边两个的电阻并联后与左边的电阻再串联；
根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即，
两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知，比较可知；
两瓶中电阻相等均为，通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系；
通电一段时间后，由于电阻相同、通电时间相同、，根据焦耳定律可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多。
让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热；根据并联电路总电阻的计算公式可得，右瓶中两根电阻丝的总电阻为，小于，即；
两瓶内电阻丝的总电阻不相等，通电时间相等，电流相等，故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系；
通电一段时间后，由于电流相同即、通电时间相同、，根据焦耳定律可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多。
故答案为：电流；左瓶；电阻；左瓶。
电流产生的热量跟电流的大小、电阻的大小、通电时间有关；
探究电流产生热量跟电流关系时，需控制通电时间和电阻相同，改变电流的大小；
探究电流产生热量跟电阻关系时，需控制通电时间和电流相同，改变电阻的大小；
分析图中的实验装置，看电流、电阻和通电时间中，哪些相同、哪些不同，从而判断实验探究电流产生的热量与什么因素有关；
根据焦耳定律的公式判断产生热量的多少。
20.【答案】；电流和通电时间；
【解析】解：
由图可知，电流表选用的是量程，分度值为，根据指针位置可得电流；
本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制电流和通电时间相同；
由第一行数据可知，通过的电流相同，使电阻变为原来的2倍，观察玻璃管内液面的变化可得吸收热量的变化；由第一列数据可知，电阻相同，使通过的电流变为原来的2倍，观察玻璃管内液面的变化可得吸收热量的变化；电流和电阻都是变为原来的二倍，通过比较得出，可以得出对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大。
故答案为：；电流和通电时间；。
电流表的读数，要先观察选用的量程及对应的分度值，再根据指针位置读数；
在串联电路中电流处处相等，串联的两个电阻同时工作、同时停止工作，通电时间相同；
由第一行、第二列数据，改变电流、电阻的倍数相同，观察玻璃管内液面的变化、的关系得出吸热关系，进而得出对电流产生热量影响较大的因素。
21.【答案】解：为了安全用电，大功率家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生，故选乙；
由可得，电热丝的电阻：
；
电热水器装满水时水的体积：
，
由可得，水的质量：
，
水吸收的热量
，
由可得，消耗的电能：
，
由可得，加热时间：
．
答：为安全起见，该电热水器使用的插座应选用图2中的乙；
该电热水器正常工作时，电热丝的电阻为；
需加热5250s．
【解析】三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的，三脚插头中有一根导线要与用电器金属外壳相连，目的就是为了防止触电；
电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据求出电热丝的电阻；
电热水器装满水时水的体积和容积相等，根据密度公式求出水的质量，利用求出水吸收的热量，根据求出消耗的电能，利用求出加热时间．
22.【答案】解：水吸收的热量：
；
消耗的电能：
，
此过程电热淋浴器的热效率：
。
答：加热过程中水吸收的热量为；
此过程电热淋浴器的热效率为。
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