人教版九年级物理18.4焦耳定律同步练习题含答案

练习7　焦耳定律同步练习
学生卷
命题点1　焦耳定律的计算
1．(2019·南充)如图，灯L标有“4
V　2
W”字样，R＝20
Ω，闭合开关S时，灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响)，则电流表示数为__
__A，通电1
min电路中产生的热量为_
_
J.
2．(2017·南充)如图甲所示，电源电压恒定不变，R1＝10
Ω，开关S闭合，电压表的示数为6
V，电流表的示数如图乙所示，则R2的功率为_
__W；通电1
min，R1产生的热量为__
__J.
3．(2020·成都)小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3
V，电阻丝R1＝10
Ω，R2＝20
Ω，两气球相同．闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到__
__气球先鼓起来．通电1
min，R2产生的热量为__
__J.
4．(2020·泸州)电学实验室有一种恒流电源，将电源接入电路工作时，该电源输出恒定的电流，而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化．小浩在一次实验时，将恒流电源接入如图所示的电路中，其中R1、R2均为定值电阻．只闭合开关S1时，电压表示数U1＝6
V，此时电阻R1消耗的电功率P＝3.6
W.
(1)求该恒流电源输出的恒定电流；
(2)若同时闭合开关S1、S2时，电压表示数变为U2＝4
V，求定值电阻R2的阻值；
(3)若同时闭合开关S1、S2，通电1
min，求电阻R2产生的热量．
命题点2　家用电器的计算
5．(2020·德阳)小红一家到德阳旅游，在所居住酒店用电热水壶烧水，电热水壶铭牌上标注额定电压220
V及额定功率1
000
W．该电热水壶正常工作时，把1
kg水从20
℃加热到100
℃用时7
min，请你帮助计算水吸收的热量为_
_J，该热水壶的热效率为_
_．[已知c水＝4.2×103
J/(kg·℃)]
6．(2019·南充)如图是电热饮水机电路原理图，已知R1＝100
Ω，R2＝20
Ω，当开关S1、S2闭合时，饮水机处于__
__(填“保温”或“加热”)状态，饮水机的保温功率与加热功率之比为__
__．
7．(2019·成都)如图甲是一种家用电暖器，图乙是其简化的电路图，已知R1＜R2，电暖器的部分参数如表中所示．闭合开关S，要让电器处于第二挡工作，则应再将开关__
__闭合；若电暖器在第二挡正常工作10
min，则产生的热量是__
__
J.
额定电源
220
V
功率选择
一挡950
W
二挡1
150
W
三挡2
100
W
8.(2020·南充)市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能．下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100
℃时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态．已知电源电压为220
V，电阻R1＝50
Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c＝4.2×103
J/(kg·℃)，R1、R2电阻不受温度影响．求：
(1)将1
kg初温为35
℃的水加热到100
℃需要吸收多少热量？
(2)电阻R2的阻值．
(3)在晚上用电高峰期将1
kg初温为35
℃的水加热到100
℃需用时300
s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少？
9．(2016·南充)有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示．在1个标准大气压下，它在额定电压下加热7
min刚好把质量为1
kg、初温为20
℃的水烧开．[c水＝4.2×103
J/(
kg·
℃)，电热丝的阻值保持不变]．
(1)水吸收的热量是多少？
(2)电热水壶在7
min内所消耗的电能是多少？
(3)由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为198
V，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？(计算结果保留到整数)
额定电压
220
V
额定功率
1
000
W
频率
50
Hz
练习7　焦耳定律同步练习
（教师卷）
命题点1　焦耳定律的计算
1．(2019·南充)如图，灯L标有“4
V　2
W”字样，R＝20
Ω，闭合开关S时，灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响)，则电流表示数为__0.7__A，通电1
min电路中产生的热量为__168__
J.
2．(2017·南充)如图甲所示，电源电压恒定不变，R1＝10
Ω，开关S闭合，电压表的示数为6
V，电流表的示数如图乙所示，则R2的功率为__7.2__W；通电1
min，R1产生的热量为__864__J.
3．(2020·成都)小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3
V，电阻丝R1＝10
Ω，R2＝20
Ω，两气球相同．闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到__乙__气球先鼓起来．通电1
min，R2产生的热量为__12__J.
4．(2020·泸州)电学实验室有一种恒流电源，将电源接入电路工作时，该电源输出恒定的电流，而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化．小浩在一次实验时，将恒流电源接入如图所示的电路中，其中R1、R2均为定值电阻．只闭合开关S1时，电压表示数U1＝6
V，此时电阻R1消耗的电功率P＝3.6
W.
(1)求该恒流电源输出的恒定电流；
(2)若同时闭合开关S1、S2时，电压表示数变为U2＝4
V，求定值电阻R2的阻值；
(3)若同时闭合开关S1、S2，通电1
min，求电阻R2产生的热量．
解：(1)闭合开关S1时，为R1的简单电路，电压表测其电压，因U1＝6
V，此时电阻消耗的电功率P＝3.6
W，根据P＝UI，该恒流电源输出的恒定电流：
I＝＝＝0.6
A
(2)由欧姆定律，R1＝＝＝10
Ω
闭合开关S1、S2时，两电阻并联，电压表示数变为U2＝4
V，由欧姆定律，通过R1的电流：
I1′＝＝＝0.4
A
因电源输出的恒定电流为0.6
A，根据并联电路电流的规律，通过R2的电流为：
I2＝I－I1′＝0.6
A－0.4
A＝0.2
A
根据欧姆定律，定值电阻：R2＝＝＝20
Ω
(3)若同时闭合开关S1、S2，通电1
min，电阻R2产生的热量：Q＝W＝t＝×1×60
s＝48
J
命题点2　家用电器的计算
5．(2020·德阳)小红一家到德阳旅游，在所居住酒店用电热水壶烧水，电热水壶铭牌上标注额定电压220
V及额定功率1
000
W．该电热水壶正常工作时，把1
kg水从20
℃加热到100
℃用时7
min，请你帮助计算水吸收的热量为__3.36×105__J，该热水壶的热效率为__80%__．[已知c水＝4.2×103
J/(kg·℃)]
6．(2019·南充)如图是电热饮水机电路原理图，已知R1＝100
Ω，R2＝20
Ω，当开关S1、S2闭合时，饮水机处于__加热__(填“保温”或“加热”)状态，饮水机的保温功率与加热功率之比为__1∶6__．
7．(2019·成都)如图甲是一种家用电暖器，图乙是其简化的电路图，已知R1＜R2，电暖器的部分参数如表中所示．闭合开关S，要让电器处于第二挡工作，则应再将开关__S1__闭合；若电暖器在第二挡正常工作10
min，则产生的热量是__6.9×105__
J.
额定电源
220
V
功率选择
一挡950
W
二挡1
150
W
三挡2
100
W
8.(2020·南充)市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能．下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100
℃时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态．已知电源电压为220
V，电阻R1＝50
Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c＝4.2×103
J/(kg·℃)，R1、R2电阻不受温度影响．求：
(1)将1
kg初温为35
℃的水加热到100
℃需要吸收多少热量？
(2)电阻R2的阻值．
(3)在晚上用电高峰期将1
kg初温为35
℃的水加热到100
℃需用时300
s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少？
解：(1)需要吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103
J/(kg·℃)×1
kg×(100
℃－35
℃)＝2.73×105
J
(2)当R1、R2并联时为加热状态，只有R2工作时为保温状态．
P加热＝P1＋P2，P保温＝P2
因为P加热＝5P保温，所以P1＋P2＝5P2，即P1＝4P2
所以＝4×，＝4×，所以R2＝200
Ω
(3)将水加热消耗的电能：
W＝＝＝3×105
J
加热时的总电阻：R＝＝＝40
Ω
由W＝t得，实际电压：
U＝＝＝200
V
9．(2016·南充)有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示．在1个标准大气压下，它在额定电压下加热7
min刚好把质量为1
kg、初温为20
℃的水烧开．[c水＝4.2×103
J/(
kg·
℃)，电热丝的阻值保持不变]．
(1)水吸收的热量是多少？
(2)电热水壶在7
min内所消耗的电能是多少？
(3)由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为198
V，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？(计算结果保留到整数)
额定电压
220
V
额定功率
1
000
W
频率
50
Hz
解：(1)在1个标准大气压下水的沸点是100
℃，则水吸收的热量：
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103
J/(kg·℃)×1
kg×(100
℃－20
℃)＝3.36×105
J
(2)由P＝可得，电热水壶在7
min内所消耗的电能：W＝Pt′＝1
000
W×7×60
s＝4.2×105
J
(3)要把同样一壶水烧开，水吸收的热量不变，若电热水壶的热效率不变，则消耗的电能相同，
由P＝可得，电热水壶的电阻：
R＝＝＝48.4
Ω
由W＝t可得，实际电压为198
V时需要的加热时间：t″＝＝≈519
s