初中物理教科版九年级上册第六章3焦耳定律练习题-普通用卷 word版含答案

初中物理教科版九年级上册第六章3焦耳定律练习题
一、单选题
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“”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
两个定值电阻、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，产生的热量之比为
A.
2：1
B.
1：2
C.
4：1
D.
1：4
如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是
A.
B.
C.
D.
我国优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为0。如果把这一技术应用于生产，它不可以制作的是
A.
电饭锅
B.
电脑
C.
电风扇
D.
导线
下面的器材中，不是利用电流热效应来工作的是
A.
用电烙铁在葫芦上作画
B.
用电熨斗熨衣服
C.
用电热刀裁剪塑料绳带
D.
用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘
下列生活实例中，属于利用电流热效应工作的是
A.
利用排气扇通风换气
B.
给电脑显示器安装散热窗
C.
利用抽油烟机吸油烟
D.
定期给家用电器通电驱潮
将规格都是“”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
电风扇，电烙铁和电视机上都标有“”字样，它们在额定电压下工作相同的时间，则产生的内能最多的是
A.
电风扇
B.
电烙铁
C.
电视机
D.
一样多
有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危害的是
A.
电饭煲
B.
电热水器
C.
电熨斗
D.
电风扇
某电饭锅铭牌上标有：额定电压为220V，保温功率为22W，加热功率为如图所示是该电饭锅的电路简图，其中，单刀双掷开关S用来调节“加热”和“保温”两种工作状态，为电热丝。下列说法正确的是
A.
S和2接触时是保温状态
B.
电饭锅正常加热时，电路的电流是
C.
电路中电阻，
D.
保温时，、R产生的电热之比是539：11
二、填空题
国家电网输送电能时采用1000千伏特高压交流输电线路输送，可以减少输电线上的电能损耗，这是因为______。
在家庭电路中，导线相互连接处如果接触不良，该位置的电阻就会比较______选填“大”或“小”，在电流一定时，相同时间内连接处产生的热量______选填“多”或“少”，加速导线老化，甚至引起火灾。
如图所示电路中，：：：2：3，闭合开关后，两电流表、示数之比：______，在相同的时间里，、、产生的热量之比为：：______。
某品牌电热水壶上标有“220V1400W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻______。在额定电压下，电热水壶烧水3min。这段时间内电热水壶发热体产生的热量是______J.若发热体产生的热量全部被水吸收，能将______kg的水从升高到
三、作图题
在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到如图所示的实验器材。若探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的器材完成实验电路的连接。
四、实验探究题
根据下列两个实验，回答相关问题：
电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。小明同学为了“探究影响电流做功的因素”，设计了如图1所示的实验，通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。该实验是通过观察______比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为______能；将滑动变阻器的滑片P向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的高度也变大了，这说明______。
实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图2所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
在实验过程中，通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少：图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系，图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与______的关系，综合分析图甲乙两装置的实验现象，可以得出的结论是______。
在“探究影响电流热效应的因素”的实验中，小明用如图所示装置进行实验，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，瓶内装有质量相等的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为和，A、B是相同的温度计，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线。
小明选用煤油而不用水，主要是考虑到煤油的______比水的小，实验现象更明显；
闭合开关，移动变阻器的滑片在某位置，通电后观察到B温度计的示数比A温度计的示数升高得快。由此可得出的结论是______；
为了探究电流产生的热量与电流的关系，小明准备将甲、乙两烧瓶中的电阻丝并联，通电相同时间后比较两支温度计升高的温度得出结论。小明的设想______选填“可行”或“不可行”。
完成以上探究后，小明将乙烧瓶内的煤油换成等质量的水，闭合开关，通电一段时间后，发现温度计A升高的示数大于温度计B升高的示数。根据这一现象，结合中得到的结论，______选填“能”或“不能”确定水的比热容比煤油的比热容大，理由是______。
五、综合题
阅读短文，回答问题。
空气能热水器是吸收空气的热量来制造热水的装置。
空气能热水器主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成，其中，毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等构成密闭系统，制冷剂在该密闭系统内循环，如图所示。其工作过程如下：
液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器内迅速汽化。制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器。在冷凝器中，高温高压的蒸气将热量传递给冷水并发生液化。制冷剂依此不断循环流动，使储水箱中水的温度不断上升。空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热量与空气能热水器消耗的能量的比值。
如表是某品牌空气能热水器正常工作时的参数。
消耗功率
进水温度
出水温度
能效比
840
20
54
在循环过程中，制冷剂流经下列部件时从空气中吸收热量是______。
A.毛细管冷凝器压缩机蒸发器
水箱中的水温升高，其内能______。
制冷剂在循环过程中，其内能的增加的方式是______。
A.只有做功只有热传递既有做功，又有热传递既不是做功又不是热传递
该品牌空气能热水器正常工作1h消耗电能为，则该热水器正常工作1h可产生______kg的热水。。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了用电器工作时的能量转化，注意生活中常用电器的能量的流向。
根据电烙铁、电风扇、白炽灯这三用电器工作时的能量转化情况分析判断。
【解答】
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。
2.【答案】A
【解析】解：由图可知，该电路为并联电路，电压是相同的，由图乙可知，电压相同，通过、的电流之比为2：1；根据可知，、的电阻之比为1：2；
通电时间相同，电压相同，则根据焦耳定律公式可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为2：1。
故选：A。
根据图象利用欧姆定律判定、的阻值关系；根据焦耳定律公式判定产生热量的比值。
本题考查了欧姆定律、焦耳定律公式的应用，能判定电阻的比值是解题的关键。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查电流的热效应。
电流通过导体电能转化为内能的现象称为电流的热效应。
【解答】
A.电饭锅是利用电流热效应来工作的，因为它把电能完全转化成了内能，故A正确；
B.笔记本电脑将电能转化为光能和声能，一部分能量转化为内能，故B错误；
C.风扇是利用电能转化为机械能工作的，一部分能量转化为内能，故C错误；
D.电视机电能转化为光能和声能，一部分能量转化为内能，故D错误。
故选A。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
假设导体没有电阻，利用电流热效应工作的电器都不能工作，利用电流的磁效应和化学效应工作的用电器不受影响。
有些材料的电阻变为零，这即为超导现象；
当电流通过导体产生热量，将电能转化为内能，叫电流的热效应。
【解答】
在“魔角”石墨烯中加入一定数量的电子，“魔角”层叠石墨烯的电阻突然消失，这就是超导现象；
电饭锅是利用电流的热效应工作的，当电流通过超导体时，因为电阻为零，产生的热量为零；
电脑、电风扇工作不需要热能，利用超导体能够工作；导线电阻越小，电能的损耗越少，导线可以使用超导体
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5.【答案】D
【解析】解：
A、电烙铁在葫芦上作画时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，不合题意；
B、电熨斗熨衣服时将电能转化为内能，利用了电流的热效应，不合题意；
C、用电热刀裁剪塑料绳带时将电能转化为内能，利用了电流的热效应，不合题意；
D、用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘时，将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，符合题意。
故选：D。
电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。
利用电流的热效应工作的家用电器工作时，都是电能转化为内能，这是判断的关键。
6.【答案】D
【解析】解：
A、利用排气扇通风换气是电动机的工作，是通电导体在磁场中受力，不合题意；
B、给电脑显示器安装散热窗，是防止电热带来的损害，不合题意；
C、利用抽油烟机吸油烟是电动机的工作，是通电导体在磁场中受力，不合题意；
D、定期给家用电器通电驱潮是利用电流的热效应来工作的，符合题意．
故选D．
解答本题应掌握：电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应．
电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应．
电流流过导体时导体发生化学变化，这种现象是电流的化学效应．
明确各设备的结构及工作原理，常握电流的三种效应，即可解决本题．
7.【答案】C
【解析】解：因为接在家庭电路中，，
所以三种用电器的实际功率：；
又因为，用电器工作时间t相等，
所以三种用电器消耗的电能相同，
电冰箱电工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，
电热毯工作时电热丝产生热量，几乎把电能全部转化为热量，所以产生热量最多的是电热毯，故C正确。
故选：C。
由题意知，三种用电器的额定电压都是220V，额定功率都是180W；家庭电路电压是220V，把这三个用电器接入家庭电路，三个用电器都正常工作，实际功率相同都等于额定功率，通电时间相同，根据可知消耗的电能相同；通过分析三种用电器工作时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。
知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
8.【答案】B
【解析】解：电风扇工作时消耗电能，大部分转化为机械能，少部分转化为内能；电视机工作时，电能转化为光能、声能等，只有少部分转化为内能；电烙铁工作时把电能全部转化为内能；
它们都在额定电压下工作，，实际功率P相同，根据可知，工作时间相同时，三个用电器消耗的电能相同，只有电烙铁把电能全部转化为内能，所以电烙铁产生的热量最多。
故选：B。
根据电风扇、电烙铁和电视机这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断。
注意生活中常用电器的能量转化情况：一消耗电能全转化为内能的：电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅；二消耗电能转化为内能和机械能的：电风扇、电吹风、电动机。
9.【答案】D
【解析】解：有些电器是应用电热，有些电器却要防止电器过多发热，如：电饭煲、电热水器、电熨斗都是应用电热，而电风扇要防止过热而对电风扇造成危害。
故选D。
本题考查电热的危害的防止，要注意和应用进行区分。
本题要注意区分电热的应用和防止。
10.【答案】C
【解析】解：
A、由图知，开关S接2时，电路为的简单电路，此时电路中电阻最小，且电源电压不变，由可知电路消耗的电功率最大，此时电饭锅处于加热状态；则开关S接1时和串联为保温状态，故A错误；
B、由可得，正常加热时电路的电流：，故B错误；
C、由可得的阻值：，
保温功率为22W，由可得，保温状态时电路中的电流：，
由欧姆定律可得，保温状态时总电阻：，
根据电阻的串联规律可得电阻R的阻值：，故C正确；
D、保温时，、R产生的电热之比：，故D错误。
故选：C。
分析开关S接1和2时电路的连接，根据电阻的串联规律可知电路中电阻的大小，且电源电压不变，由可知电路消耗电功率的大小，据此分析判断电饭锅的工作状态；
由计算正常加热时电路的电流；
由计算的阻值，由计算保温时电路中电流，由串联电路特点和计算电阻R的阻值；
由计算保温时、R产生的电热之比。
本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率以及焦耳定律公式的应用，正确分析电饭锅的两种工作状态是前提，熟练运用公式是关键。
11.【答案】由可知，在输出功率一定的情况下，提高输出电压，可以减少导线中的电流；由可知，在R、t相同时，电流越小，电流通过导线产生的热量越小
【解析】解：
由可知，在输出功率一定的情况下，提高输出电压，可以减少导线中的电流；由可知，在R、t相同时，电流越小，电流通过导线产生的热量越小。
故答案为：由可知，在输出功率一定的情况下，提高输出电压，可以减少导线中的电流；由可知，在R、t相同时，电流越小，电流通过导线产生的热量越小。
远距离输电过程中，电能耗损主要是由于电流的热效应而造成的，利用焦耳定律公式分析减小远距离输电电能损失的措施。
用高压输电不仅可以减少线路中电能的损耗，同时降低热损耗和材料成本，都是在输电过程中节约了能源，这是一种非常有效的做法。
12.【答案】大?
多
【解析】解：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，会引起电阻变大，导线连接处与其他导线串联在电路中，则通过的电流相等、通电时间相等，根据可知，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。
故答案为：大；多。
由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量多。
本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联电流相等是本题的关键。
13.【答案】5：9?
6：3：2
【解析】解：
由图可知，三个电阻并联，电流表测通过和的总电流，电流表测通过和的总电流；
已知：：：2：3，设，，，电源电压为U；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
则根据可知，通过、、的电流分别为：、、；
电流表测通过和的总电流，则的示数：；
电流表测通过和的总电流，则的示数：；
所以：：：9；
在相同的时间里，、、产生的热量之比为：
：：：：：：：：：：：3：2。
故答案为：5：9；6：3：2。
由图可知，三个电阻并联，电流表测通过和的总电流，电流表测通过和的总电流；
已知：：：2：3，根据欧姆定律和并联电路的电压特点可求出两电流表示数之比，根据可求出在相同的时间里、、产生的热量之比。
本题考查了并联电路的特点、欧姆定律和电功公式应用，看懂电路图是正确解题的关键。
14.【答案】小?
?
【解析】解：
电热水壶的发热体与连接的导线是串联的，所以通过它们的电流、通电时间都相等，但导线的电阻比电热水壶的电阻小的多，由可知，电流通过导线产生的热量比通过发热体产生的热量小得多，所以在烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热；
在额定电压下，电热水壶的实际功率，
则3min内发热体产生的热量：
。
若发热体产生的热量全部被水吸收，则。
由可得，水的质量：
。
故答案为：小；；。
首先判断电热水壶中的发热体与连接导线的连接方式，据此得出通过的电流、通电时间的大小关系，结合电阻大小关系，利用焦耳定律分析回答；
在额定电压下，电热水壶的实际功率等于额定功率，利用求出3min内发热体产生的热量。
若发热体产生的热量全部被水吸收，则，由可求得水的质量。
本题考查了焦耳定律和电功率公式的应用，注意电热水壶属于纯电阻用电器，可以利用计算产生的热量消耗的电能全部用来产生热量。
15.【答案】解：探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，所以选择两个不同电阻串联；从电源正极依次串联滑动变阻器、右侧电阻装置以及开关回到电源负极；如下图所示：
【解析】探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，所以选择两个不同电阻串联后，在于滑动变阻器串联，滑动变阻器起改变电路电流的作用；根据电流流向法，从电源的正极出发依次画出各电路原件回到负极即可。
本题考查了探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，本实验应用了控制变量法，关键能选择出合适的器材，并确定其连接方式。
16.【答案】物体被提升的高度?
机械?
当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，电流做功越多?
液面高度?
电阻大小?
电流大小?
电流通过导体产生的热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量越多
【解析】解：
图1所示的实验是通过观察物体被提升的高度来比较电流在不同情况下做功多少的；
由题知，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的高度也变大了，说明电能转化为物体的机械能越大，即电流做功越多；由此可得出结论：当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，电流做功越多。
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气的温度变化可以通过U形管两侧液面高度的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
如图甲，两个电阻丝串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同容器中电阻丝阻值较大，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻大小的关系；通电一段时间后，b容器中U形管两侧液面高度差大，说明电流产生的热量较多；
图乙装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即；两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，所以，，烧瓶内的电阻值都是，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流大小的关系；通电一段时间后，c容器中U形管两侧液面高度差大，说明电流产生的热量多；
综合分析图甲乙两装置的实验现象，可以得出的结论是：电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量越多。
故答案为：
物体被提升的高度；机械；当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，电流做功越多；
液面高度；电阻大小；电流大小；电流通过导体产生的热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量越多。
图1所示的实验，电流做功过程中，将电能转化为物体的机械能；
相同时间内物体被吊起的高度也变大了，说明电能转化为物体的机械能越大，即电流做功越多，结合实验中的变量可得出实验结论；
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气的温度变化可以通过U形管两侧液面高度的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关；探究电流产生热量跟电阻关系时，要控制通电时间和电流大小不变；探究电流产生热量跟电流大小关系时，要控制电阻和通电时间相同；
综合分析甲乙两装置的实验现象得出结论。
本题了考查电流做功的实质以及影响电功大小的因素，同时也考查了电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关，注意控制变量法及转换法的运用。
17.【答案】比热容?
电流和通电时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多?
不可行?
能?
水吸收的热量多，而升高的温度小
【解析】解：为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，主要是由于水的比热容大于煤油的比热容，吸收相同的热量，温度变化不明显；
实验中，两烧瓶串联，电流相同，通电时间相同，B温度计的示数比A温度计的示数升高得快，产生热量多，由此可得出结论：通过导体电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；
探究电热与电流的关系时，需要控制电阻和通电时间得相同，而两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等的，故小明的操作不可行；
小明将乙烧瓶内的煤油换成等质量的水，闭合开关，通电一段时间后，由知乙中的水产生的热量多，但发现温度计A升高的示数大于温度计B升高的示数，说明煤油的温度变化大，根据知能确定水的比热容比煤油的比热容大。
故答案为：比热容；电流和通电时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多；不可行；能；水吸收的热量多，而升高的温度小。
吸收相同的热量在较短的时间内温度升高快的液体比热容较小，要想在较短的时间内达到明显的实验效果，所选液体的比热容应较小；
通过比较温度计示数的变化情况和电阻的大小关系得出结论；
探究电热与电流的关系时，找出需要控制的变量，再结合图示选择出合适的电阻丝；
使相同质量的不同物质吸热相同，根据比较温度的变化，温度变化越大小，比热容越小大，若质量相同，吸收热量多，温度变化却小，也能说明温度变化小的比热容大。
本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转换法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握。
18.【答案】D?
增加?
C?
72
【解析】解：液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器内迅速汽化，汽化吸热，故选D；
水温度升高后，分子无规则运动加快，内能增大；
“制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器”的过程中通过做功的方式内能增大；“液态制冷剂经过毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器内吸热迅速汽化”是通过热传递的方式增大内能；故选C；
水箱中的水吸收的热量与压缩机等电器消耗的电能的比值为，即：，
则水吸收的热量：。
由得水的质量。
故答案为：；增加；；。
液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速汽化，并从空气中吸收热量；
物体温度升高，内能增大；
改变物体内能的方式：做功和热传递；
已知空气能热水器消耗的电能；已知水的比热容、水的初温、末温，以及能效比可求出水的质量。
此题主要考查空气能热水器的工作过程的理解和掌握，空气能热水器属于新产品，针对新产品，重大事件，都是中考的热点，一定要关注。
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