人教版九年级全一册物理 18.4焦耳定律 同步测试（Word版含解析）

18.4焦耳定律
同步测试
一．选择题
1．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（　　）
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．家里使用电热水壶烧水
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
2．一个在一定电压下使用的电热器。要使它在单位时间内产生的热量增加，可采取的办法是（　　）
A．增大电阻
B．提高电压
C．减小电阻
D．降低电压
3．如图所示的实验，下列说法中错误的是（　　）
A．实验中所用的电阻丝是并联的
B．实验中采用了控制变量法
C．该实验研究的是电流的热效应
D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少
4．用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电20min可烧开一壶水，若将电热丝剪掉一部分，使它的长度减小，接入相同的电源，则烧开同样一壶水的时间可能是（　　）
A．15min
B．20min
C．22min
D．25min
5．一台“6V3W“的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω．则小风扇正常工作1min产生的热量为（　　）
A．0.025
J
B．1.5
J
C．3
J
D．180
J
6．两个电阻并联，电阻之比是2：1，则相同时间内产生的热量之比为（　　）
A．2：1
B．1：2
C．1：1
D．4：1
7．小明观察家中的电风扇、白炽灯和电烙铁几种电器，发现它们上面都标有“220V
40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量最多的是（　　）
A．电风扇
B．白炽灯
C．电烙铁
D．一样多
8．将电热毯内断了的电热丝的两个断头接上，再将该电热毯接入电路中，电热丝的接头处很容易烧焦，其原因是（　　）
A．接头处的电阻变大
B．接头处的电流大于电热丝其他部分的电流
C．接头处的电阻变小
D．接头处的电流小于电热丝其他部分的电流
9．如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，已知R甲＞R乙．比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（　　）
A．U甲＝U乙，Q甲＝Q乙
B．U甲＜U乙，Q甲＞Q乙
C．U甲＞U乙，Q甲＞Q乙
D．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙
10．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．该实验装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．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．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
D．将左边容器中的电阻丝换成
10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
二．填空题
11．家庭电路中各用电器是　
　联的，铭牌上均标有“220V
100W”的电视机和电热毯都正常工作1h，则　
　产生的热量较多。
12．最先精确地确定了电流通过导体产生的热量（电热）与电流、电阻和通电时间关系的物理学家是　
　；将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为　
　J。
13．两个电阻用如图的形式连接在同一电路中，已知它们的阻值R1：R2＝2：3，则通过它们的电流之比I1：I2＝　
　，相同时间内产生的热量之比Q1：Q2＝　
　。
14．在如图所示电路中，R1＝10Ω，R2＝20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，则通电1min的时间，R1和R2共产生　
　J的热量。
15．如图所示，若R甲＞R乙，两瓶中所盛液体质量相等且在通电相同的时间内，甲瓶中液体温度比乙瓶中升高的要少，则两瓶中液体的比热容大小关系是　
　（选“甲大””乙大””相同”）。利用该实验装置可以验证　
　定律。
三．实验探究题
16．用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，闭合开关后，通过两段电阻丝的电流大小　
　，通电一段时间后，会出现的现象是：右侧U形管中液面高度的变化较　
　。这说明，在　
　相同的情况下，电阻越大，产生的热量越　
　。
17．（1）如图1所示的仪表是测量　
　的仪表，它应该　
　（选填“串联”或“并联”）在电路中使用，它的分度值是　
　A。
（2）在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，利用如图2所示的甲、乙两套装置进行实验，其中“探究电流产生的热量与电阻大小是否有关”的实验装置是图　
　（选填“甲”或“乙”），实验中应控制的变量是通电时间和　
　，实验中是根据　
　判断电流流过导体放出热量的多少。
（3）图3是一种学生用的滑动变阻器，若要接入电路中改变电路电流的大小，共有　
　种接法。
参考答案
1．解：
ABC、用电热孵化器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服，都是将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故ABC不符合题意；
D、电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。
故选：D。
2．解：
电热器在一定电压下使用，由Q＝W＝t知，要使它在单位时间内产生热量增加，应减小它的电阻，故ABD错误，C正确。
故选：C。
3．解：
A、由图可知，两个电阻丝是串联的，故A错误；
B、电流产生热量的多少，与电阻大小、电流大小和通电时间有关，研究其中一个因素对产生热量的影响关系时，需要保持另外两个物理量不变，采用的是控制变量法，故B正确；
C、该实验探究的是电流产生热量多少的影响因素，即研究的是电流的热效应，故C正确；
D、实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少，采用的是转换法，故D正确。
故选：A。
4．解：若将电热丝剪掉一部分，使它的长度减小，则其电阻会变小，接入相同的电源，电源电压不变，烧开同样一壶水，消耗的电能不变，根据W＝t可知，电阻减小，则加热至沸腾的时间会变短，故A符合题意。
故选：A。
5．解：
由P＝UI得小风扇正常工作通过的电流：
I＝＝＝0.5A，
则电动机线圈1min产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.5A）2×0.1Ω×60s＝1.5J。
故选：B。
6．解：
由并联电路的电压特点可知，两电阻两端电压U1＝U2＝U，
由Q＝W＝t可得相同时间内电流通过两电阻产生热量比：
＝＝＝。
故选：B。
7．解：额定电压下用电器的功率和额定功率相等，因为各用电器的额定功率相同，由W＝Pt可得，若工作相同时间，消耗的电能相同；电风扇工作时消耗的电能大部分转化为机械能；白炽灯工作时将消耗的电能大部分转化为内能；电烙铁消耗的电能全部转化为内能，故产生热量最多的是电烙铁。
故选：C。
8．解：导线的两个断头接上后继续使用，导线的两个断头的接头处，会因为接触不够紧密而使导电能力减弱，即电阻增大；电路中，用电器与导线串联，故其电流相等；当电路中电流较大时，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知在相同时间内该导线产生热量多。
故选：A。
9．解：由电路图可知，两电阻丝串联，由题意可知R甲＞R乙，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝的变形式U＝IR可知，U甲＞U乙，故ABD不正确；
由Q＝I2Rt知：Q甲＞Q乙，故C正确。
故选：C。
10．解：A、分析该题可知，密封盒中的电阻是相同的，但电阻通过的电流是不同的，所以此实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、由于左侧电阻中的电流大于右侧盒中电阻的电流，在电阻相同的情况下，左侧盒中的电热多，所以左侧U形管中液面的高度差大，故B正确；
C、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但盒中空气的温度的变化导致盒中空气体积的变化，即可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故C错误；
D、将左边容器中的电阻丝换成
10Ω的电阻丝后，电阻不同，且通过盒中电阻丝的电流也是不同的，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故D错误；
故选：B。
11．解：
家庭电路中各用电器互不影响，所以各用电器是并联的；
已知电视机和电热毯的功率相同，工作时间也相同，由W＝Pt可得，它们消耗的电能相同，但电热毯将消耗的电能全部转换为内能，而电视机将消耗的电能一部分转换为内能，还转化为光能等，因此电热毯产生的热量较多。
故答案为：并；电热毯。
12．解：
在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系，即焦耳定律。
将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为：
Q＝W＝t＝×5×60s＝270J。
故答案为：焦耳；270。
13．解：
由图可知两电阻串联，因串联电路中各处的电流相等，则通过它们的电流之比I1：I2＝1：1；
在电流和通电时间相同时，由Q＝I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比等于电阻之比，即Q1：Q2＝R1：R2＝2：3。
故答案为：1：1；2：3。
14．解：由电路图可知，两电阻并联，电流表测R1支路的电流。
由欧姆定律可得，电阻R1两端的电压：
U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V；
并联电路中各支路两端的电压相等，即U＝U1＝U2＝3V，
通过R2的电流：
I2＝＝＝0.15A，
干路中的电流为：
I＝I1+I2＝0.3A+0.15A＝0.45A，
则产生的热量：
Q＝I2Rt＝UIt＝3V×0.45A×60s＝81J。
故答案为：81。
15．解：由图可知，甲乙是串联的，电流和通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多，所以可以验证焦耳定律；
甲产生的热量比乙产生的热量多，即甲中液体吸收的热量多于乙中液体吸收的热量；
由于两种液体的质量相同，甲瓶中液体温度比乙瓶中升高的要少，根据公式c＝可知，甲的比热容大于乙的比热容。
故答案为：甲大；焦耳。
16．解：因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由Q＝I2Rt可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，右侧气体膨胀大，液面高度要高一些；所以结论为：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
故答案为：相同；高；电流和通电时间；多。
17．解：（1）图中表盘上标示的物理量的单位是kA，则该仪表为电流表，是用来测量电流的仪表；使用时应串联连接在电路中；
由图可知，0～0.4kA之间有10个格，则每一个格的示数为＝40A，即分度值为40A；
（2）“探究电流产生的热量与电阻大小是否有关”应控制通电时间和通电电流大小相同；从实验装置图中可以看出，甲串联，通电时间和通电电流大小相同，电阻大小不同，因此要探究电流产生的热量与电阻的关系，应选择甲装置；实验中根据U型管液面高度的变化判定放出热量的多少；
（3）滑动变阻器的接法是四个接线柱，必须一上一下，所以有四种接法。
故答案为：（1）电流；串联；40；（2）甲；质量；U型管液面的高度；（3）四。