人教版初中物理九年级全一册：18.4 焦耳定律 同步练习（含答案）

第4节　焦耳定律
一、知识梳理
1.电流的热效应
概　　念：电流通过导体时电能转化成 ，这种现象叫做电流的热效应.
探究实验：探究影响电流产生热量多少的因素的实验中，将电流产生的热量的多少通过
展现出来；在探究产生电热多少与电阻大小关系时，必须在 和通电时间相同的情况下比较.
2.焦耳定律
内　　容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 成正比，跟 成正比.
公　　式： ，式中Q表示 ，单位是 ；变形公式为Q＝UIt、Q＝t（只适用于纯电阻电路）.
3.电热的利用和防止
利用电热：家里的电暖器，电饭锅，电炉子等.
防止电热产生危害：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片.
　　　　　　　　　　　　　　　　
二、练习
知识点1　电流的热效应
1.下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
　　　　　　
A.抽油烟机 　B.电视机 　 C.电饭煲 　 D.电风扇
2.下列用电器均标有“220 V　100 W”，在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是（ ）
A.电热水袋
B.电视机
C.电风扇
D.白炽灯
3.小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，请观察甲、乙两图并回答下列问题：
　　　甲　　　　　　　　　乙
（1）该实验是通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，应用了物理学中的 方法.
（2）在图甲实验中，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的 越大，产生的热量越多.
（3）图乙的装置是用来研究电阻丝产生的热量与 的关系，由图中的实验现象可以得到的结论是：在 相同的情况下，通过电阻的 越大，产生的热量越多.接着小明同学将图乙实验装置中右侧容器外的5 Ω电阻丝装入容器，待两侧容器内空气温度相同后重新通电一段时间，发现 （填“A”或“B”）侧容器内空气吸收热量多.
知识点2　焦耳定律
4.一根电阻丝的电阻是10 Ω，通过2 A的电流时，1 min内产生的热量是 J.
5.一个标有“220 V　500 W”字样的电热器，在额定电压下使用12 min，产生的热量是
J，消耗的电能是 kW·h.
6.通过一根电阻丝的电流为2 A，通电1 min产生了2.64×104 J的热量，它的电阻是 　Ω.
知识点3　电热的利用和防止
7.下列生活中的用电器通电时不希望它发热的是（ ）
A.电饭锅 B.电炉
C.电熨斗 D.电风扇
8.计算电流通过电风扇产生的热量，下列公式选用正确的是（ ）
A.UIt B.t
C.I2Rt D.前面三个都可以
9.电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电熨斗快
C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
10.当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q.如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是（ ）
A.将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的
B.将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的
C.将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍
D.将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍
11.有两个电阻：R1＝6 Ω，R2＝8 Ω，若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比W1∶W2＝ ；若将它们并联在电路中，它们在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2＝ Ｗ.
12.如图所示，电源电压不变，灯泡标有“4 V　2 W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6 A，则电阻R的电功率为 W，通电1 min，R产生的热量为 J.
13.小明在家使用一台电磁炉烧水时发现，当使用800 W功率工作一段时间后，电磁炉的电源线温度与室温无差异，而使用3 000 W功率工作相同时间后，电源线温度明显升高.请你解释上述两次电源线温度不同的原因.（可借助相关公式分析说明）
14.小王同学自制了一只“热得快”，这只“热得快”是用一根电阻为48.4 Ω的电阻丝制成的，将它接在220 V的家庭电路中使用.求：
（1）该“热得快”5 min内产生的热量.
（2）为了安全，小王同学将一只工作指示灯与电阻丝串联使用，经测量，电阻丝消耗的功率为原来电功率的81%，求指示灯的电阻.
15.一台电动机的额定电压是220 V，正常工作时的电流是10 A，电动机线圈的电阻为5 Ω，则电动机的额定功率是 W.若电动机正常工作10 s，有 J的电能转化为机械能（不考虑电动机转动时的摩擦）.
16.两个电阻A和B，在一定温度下，电流与其两端电压的关系如图所示，电阻A阻值为 Ω.将它们并联后接在2.5 V的电源上，通过它们的总电流为 A，这时电阻A在1 s内所产生的热量是 J.
参考答案：
一、知识梳理
1.电流的热效应
概　　念：电流通过导体时电能转化成　内能　，这种现象叫做电流的热效应.
探究实验：探究影响电流产生热量多少的因素的实验中，将电流产生的热量的多少通过　温度计的示数变化　展现出来；在探究产生电热多少与电阻大小关系时，必须在　电流大小　和通电时间相同的情况下比较.
2.焦耳定律
内　　容：电流通过导体产生的热量跟　电流的二次方　成正比，跟　电阻　成正比，跟　通电时间　成正比.
公　　式：　Q＝I2Rt　，式中Q表示　热量　，单位是　J　；变形公式为Q＝UIt、Q＝t（只适用于纯电阻电路）.
3.电热的利用和防止
利用电热：家里的电暖器，电饭锅，电炉子等.
防止电热产生危害：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片.
　　　　　　　　　　　　　　　　
二、练习
1.C
2.A
3.（1）该实验是通过观察两个U形管中　液面高度　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，应用了物理学中的　转换　方法.
（2）在图甲实验中，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的　电阻　越大，产生的热量越多.
（3）图乙的装置是用来研究电阻丝产生的热量与　电流大小　的关系，由图中的实验现象可以得到的结论是：在　电阻和通电时间　相同的情况下，通过电阻的　电流　越大，产生的热量越多.接着小明同学将图乙实验装置中右侧容器外的5 Ω电阻丝装入容器，待两侧容器内空气温度相同后重新通电一段时间，发现　A　（填“A”或“B”）侧容器内空气吸收热量多.
4.　2.4×103　J.
5.产生的热量是　3.6×105　J，消耗的电能是　0.1　kW·h.
6.　110　Ω.
7.D
8.C
9.D
10.A
11.W1∶W2＝　3∶4　；若将它们并联在电路中，它们在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2＝　4∶3　Ｗ.
12.电阻R的电功率为　0.4　W，通电1 min，R产生的热量为　24　J.
13.答：由P＝UI可知，热水器电压一定时，它的功率越大，则通过的电流越大.再根据Q＝I2Rt可知，当电阻和通电时间一定时，通过导线的电流越大，导线产生的热量越多，温度就越高.
14.解：（1）“热得快”产生的热量：
Q＝W＝t＝×300 s＝3×105 J
（2）“热得快”正常工作时的功率：
P＝＝＝1 000 W
则指示灯与电阻丝串联后，电阻丝消耗的实际功率：
P′＝P×81%＝1 000 W×81%＝810 W
根据P＝I2R可知，此时电路中的电流：
I＝＝＝ A
电路的总电阻：R′＝＝ A≈53.8 Ω
指示灯的电阻：
R指示灯＝R′－R＝53.8 Ω－48.4 Ω＝5.4 Ω
15.电动机的额定功率是　2.2×103　W.若电动机正常工作10 s，有　1.7×104 　J的电能转化为机械能（不考虑电动机转动时的摩擦）.
16.电阻A阻值为　5　Ω.将它们并联后接在2.5 V的电源上，通过它们的总电流为　0.75　A，这时电阻A在1 s内所产生的热量是　1.25　J.