2020年秋季人教版九年级物理18.4焦耳定律同步测试 含答案

18.4
焦耳定律
1.
(2019衢州)下列用电器主要利用电流热效应工作的是(　　)
2.
(2019自贡)把一个标有“10
V　3
W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12
V的电源上(如图所示)，小灯泡恰能正常发光．该电路工作10
s定值电阻产生的热量是(　　)
第2题图
A.
60
J
B.
36
J
C.
30
J
D.
6
J
3.
(2018梧州)物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线烧断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其它同长度的铜导线相比，它的(　　)
第3题图
A.
电阻较大
B.
电压较小
C.
电流较大
D.
电功率较小
4.
(2018宜昌)两个定值电阻R1、R2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R1、R2产生的热量之比为(　　)
第4题图
A.
2∶1
B.
1∶2
C.
4∶1
D.
1∶4
5.
(2019乐山)如图所示为探究“焦耳定律”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．将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1第5题图
A.
该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B.
闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C.
闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D.
闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
6.
(2019吉林)电炉丝通过导线接到电路里，通过电炉丝和导线的电流大小________，由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量________．
7.
(2019龙东)一个标有“6
V　3
W”的小灯泡，接在电源电压为9
V的电路中，为使其正常发光，应串联一个________
Ω的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是________J.
8.
(2019毕节)电热水壶上标有“220
V　800
W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻________；在额定电压下，热水壶烧水210
s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为________J，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将________
kg的水从20
℃升高至100
℃.[c水＝4.2×103
J/(kg·℃)]
9.
(2019安徽)图示电路中，U＝12
V，R1＝6
Ω，R2＝3
Ω，R3＝4
Ω.当S2断开、S1闭合时，电阻R1消耗的电功率为________W；当S1、S2都闭合时，6
s内电流通过R2产生的热量是________J.
第9题图
10.
(2018镇江)如图是研究“相同时间内导体产生的热量与________的关系”的装置．每只烧瓶中煤油质量均为200
g，电阻丝R1＝20
Ω，电路中电流I＝0.5
A．通电5
min后，左侧烧瓶中的煤油温度升高了2
℃，煤油吸收的热量为________J，R1产生的电热为________J．[c煤油＝2.1×103
J/(kg·℃)]
第10题图
11.
(2019株洲)用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝．以A、B为研究对象，该实验探究的是在________不变时电热与________的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在________不变时电热与________的关系．(均选填“电流”或“电阻”)
第11题图
12.
(2019葫芦岛)如图是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置．甲图电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面的高度差大，说明电流通过导体产生的热量跟________有关．乙图探究电流通过导体产生的热量跟________有关，通电一段时间，电流通过R1产生的热量与通过R3产生的热量之比为________．
第12题图
13.
因为忙于中考复习，小明已经很长时间没有打开过自己的电脑了，进入潮湿的雨季后，爸爸建议小明定期给电脑通一会儿电，请解释这样做的道理．
14.
如图甲、乙是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气．
第14题图
(1)实验中，用________________的变化反映密闭空气温度的变化．
(2)图甲可探究电流产生的热量与________的关系，通电一段时间后，________(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多．
(3)图乙可探究电流产生的热量与________的关系，通电一段时间后，________(选填“左”或“右”)侧容器中电阻产生的热量多．
(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是________和________．
(5)某同学将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的烧瓶中，设计了如图丙所示的装置，装入烧瓶的煤油质量相等，利用图丙装置也可探究电流通过导体时产生热量与________的关系，烧瓶中用煤油而不用水是因为________．
五、计算应用题
15.
如图所示，R0、Rx为定值电阻，其中R0＝10
Ω，开关S断开时，电流表的示数为0.6
A；开关S闭合时，电流表的示数为0.8
A，若电源电压不变，求：
(1)电源电压；
(2)电阻Rx的阻值；
(3)开关S闭合时，通电1
min，电阻Rx产生的热量．
第15题图
16.(2019，山西)“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全．同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路．如图是加热电路原理图，电源电压100
V，加热电阻R1与R2阻值均为100
Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜．同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1
min，用温度传感器测得其温度升高了6
℃.求：
(1)除霜模式下，电路中的电流；
(2)除霜模式下，电路的加热效率．
[查资料得：后视镜玻璃质量约0.5
kg，玻璃的比热容约0.8×103
J/(kg·℃)]
参考答案
1.
A
2.
D　【解析】由于小灯泡正常发光，所以其电压UL为10
V，而由串联电路电压规律可得UR＝U－UL＝2
V
,
电路电流为I＝＝＝0.3
A，所以产生的热量Q＝W＝URIt＝2
V×0.3
A×10
s＝6
J．故选D.
3.
A　【解析】由题意可知，通过该铜导线各处的电流与通电时间是相等的，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多．熔断处产生的热量多，所以该处的铜导线与其他同长度的铜导线相比，它的电阻较大．故选A.
4.
A　【解析】由图乙可知，当两电阻两端的电压均为3
V时，通过它们的电流分别为0.6
A和0.3
A，则R1∶R2＝I2∶I1＝1∶2；将它们并联起来，由Q＝I2Rt和I＝得Q＝t，则Q1∶Q2＝R2∶R1＝2∶1，故选A.
5.
C　【解析】由图可知，电阻丝R1、R2串联在电路，通过它们的电流与通电时间相等，B错误；该实验探究的是“电流与通电时间一定时，电热与电阻的关系”，A错误；R2的电阻大，闭合开关后，在电流和通电时间相同时，R2产生的热量多，乙管中液面上升得快，C正确；闭合开关后，将滑动变阻器滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电流变小，D错误．故选C.
6.
相等　多　【解析】电炉丝通过导线接到电路里，此时电炉丝与导线串联在电路中，根据串联电路的电流特点可知，通过电炉丝和导线的电流大小相等，由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据Q＝I2Rt可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线产生的热量要多．
7.
6　
15
　【解析】根据串联电路电压特点可得串联电阻两端的电压U电阻＝9
V－6
V＝3
V，此时灯泡正常发光，I额＝＝
0.5
A，所以R阻＝＝＝6
Ω，该电阻10
s内产生热量Q
＝I
2Rt
＝(0.5
A)2×6
Ω×10
s＝15
J.
8.
小　1.68×105　0.5　【解析】电热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但电热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，故与之相连的电线却不怎么热；在额定电压下，烧开一壶水用时210
s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量：Q放＝Pt＝800
W×210
s＝1.68×105
J；水吸收的热量：Q吸＝Q放＝1.68×105
J，由Q吸＝cmΔt得水的质量：m＝＝＝0.5
kg.
9.
8.64　32　【解析】当S2断开、S1闭合时，R1、R3串联，电阻R1消耗的电功率P1＝I2R1＝()2R1＝()2×6
Ω＝8.64
W；当S1、S2闭合时，R1、R2并联再与R3串联，R1、R2并联总电阻R并＝＝＝2
Ω，R并和R3串联，由串联电路分压规律可得U并∶U3＝R并∶R3＝2
Ω∶4
Ω＝1∶2，得U并＝U2＝4
V，R2产生的热量Q2＝t＝×6
s＝32
J.
10.
电阻　
840　
1
500
11.
电阻　电流　电流　电阻　【解析】图中电路是RB和RC并联后再与RA串联，电阻丝C在容器外，不会影响右侧容器内的温度，RA＝RB，IA＝2IB，因此该实验是探究电阻不变时电热与电流的关系；将C也置于右侧容器中，B、C并联总电阻RBC＝5
Ω，整个电路等效于电阻丝RA与RBC串联，因为串联电路各处电流相等，所以此时该装置还可探究电流不变时电热与电阻的关系．
12.
电阻　电流　4∶1　【解析】在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，探究导体产生的热量与电阻的关系；在乙装置中一个5
Ω的电阻与两个5
Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5
Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I1＝I2＋I3，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I2＝I3，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，探究导体产生的热量与电流的关系；因I3＝I1，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，Q1∶Q3＝4∶1.
13.
答：在潮湿的雨季，长时间不用的电脑主机元件会附着上水汽，容易损害电子元件，同时容易引起漏电、电线短路等事故．而根据焦耳定律可知，给电脑通电后，电脑元件会发热，同时也会使附着在电子元件上的水汽温度升高，蒸发加快，使电子元件变得干燥；因此，给电脑定期通电可以较快地去除电脑主机元件上附着的水汽，延长电脑使用寿命．
14.
(1)U形管中液面高度差　(2)电阻　右　(3)电流　左　(4)控制变量法　转换法　(5)电阻　煤油的比热容小
15.
解：(1)S断开时，只有R0工作，由I＝得，电源的电压U＝I0R0＝0.6
A×10
Ω＝6
V
(2)S闭合时，两电阻并联，电阻两端电压等于电源电压6
V，通过电阻Rx的电流
Ix＝I－I0＝0.8
A－0.6
A＝0.2
A
由I＝可得，Rx＝＝＝30
Ω
(3)电阻Rx产生的热量Q＝IRxt＝(0.2
A)2×30
Ω×60
s＝72
J
16.解：(1)当开关S、S1闭合，电阻R2被短接，此时电路处于高温除霜状态，
通过电路中电流为I＝＝＝1
A；
(2)高温除霜时，电路工作1
min消耗电能
W＝UIt＝100
V×1
A×60
s＝6×103
J，
玻璃吸收的热量Q吸＝cmΔt＝0.8×103
J/(kg·℃)×0.5
kg×6
℃＝2.4×103
J，
除霜时电路的加热率
η＝×100%＝×100%＝40%.