15.4探究焦耳定律习题精练（含解析）

沪粤版九年级第十五章15.4探究焦耳定律习题精练
一、单选题
如图所示，在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中，两个透明容器中分别接入了电阻丝和，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法正确的是
A.
若和阻值不相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.
金属盒中空气内能的增大是通过做功实现的
C.
因为没有秒表，所以该装置不能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系
D.
实验时若左侧U形管中液面高度差有变化，右侧没有，可能是断路
用如图的装置探究影响电流热效应的因素”，电阻丝和分别密封在两只完全相同
的烧瓶中，且，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是
A.
该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.
闭合开关后，装电阻丝的烧瓶中温度计示数上上升较快
C.
实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少
D.
将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
如图所示，在左、右两个相同容器中分别装有初温均为的等量的水，通电一段时间后，左、右两容器中水的温度分别上升到和，由此可知
A.
B.
C.
D.
下列选项中，利用电流的热效应工作的家用电器是
A.
油烟机
B.
电热毯
C.
洗衣机
D.
电风扇
将规格都是“”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法中正确的是．
A.
电风扇产生的热量最多
B.
电视机产生的热量最多
C.
电烙铁产生的热量最多
D.
三者产生的热量一样多
将阻值为R的电阻丝接入电压为U的电路中，通电10min，电流产生的热量为将阻值为2R的电阻丝接入电压为2U的电路中，通电5min，电流产生的热量是
A.
2Q
B.
Q
C.
D.
把一个标有“10V?
3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上如图所示，小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是
A.
60J
B.
36J
C.
30J
D.
6J
如图所示，在左、右两个相同容器中分别装有质量和温度都相同的水和煤油，通电一段时间后，两容器中的液体同时升到，由此可知
A.
RR
B.
RR
C.
RR
D.
条件不足，无法确定
在远距离输电时，一般采用高压输电，这样可以减少输电线路的能量损失。若苏州望亭火力发电厂发电机组的输出功率为，如果采用电压U输送，线路损耗的功率为P；如果将输送电压提高为原来的n倍，则线路损耗的功率为?
???
A.
B.
C.
D.
关于变压器，下列说法中正确的是
A.
变压器的作用在于改变传输电能的多少
B.
发电站用降压变压器降压，再用升压变压器将电能输送到用户
C.
变压器可以改变直流电的电压，也可以改变交流电的电压
D.
变压器的工作原理是电磁感应现象
下列情况中属于防止电热危害的是
A.
电视机背后有散热窗
B.
家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次
C.
家庭电路一般安装自动保护装置，当电流过大时，自动切断电路
D.
大型爆破工程，用电热装置引发炸药
在输送电能过程中，为了减少电能在线路中的损耗，通常采取的方法是。
A.
加大输送电流
B.
用高压输电
C.
采用电阻极小的导体输电
D.
减少输电功率
二、填空题
电流通过导体产生的热量跟电流的??????????成正比，跟导体的??????????成正比，跟??????????成正比。
如图10所示，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。该实验装置是为了探究电流产生的热量与______的关系选填“电流”、“电阻”或“通电时间”。若通过左侧容器中的电阻丝的电流为，则右侧容器中的电阻丝在1min内产生的总热量为______J。
远距离输电时为了减少输电线上的电能损失，常采用______
选填“高压”或“低压”输电。在家庭电路中，消耗的电能常用______
表来测量。标有“”的电视机正常工作1小时耗电______
度。
为了减少电能在长距离输送线路上的损耗，应采用______
选填“低压”或“高压“输电。连接家庭电路时，要注意检查在线路连接处接触情况，若接触不良，电流通过时产生的热量会______
选填“更多”或“更少“，容易引起火灾，因为与接触良好时相比，接触不良时的电阻______
选填“更大”或“更小“。
三、实验探究题
如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温均相等的液体。其中，A、B烧瓶中装的是煤油，C烧瓶中装的是水，A、B、C烧瓶中电阻丝的阻值分别为、、，且。假设实验中没有热量损失，电阻丝与液体均绝缘
小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，他应该观察比较_______两瓶中温度计的示数变化情况，其中_______瓶中的液体温度升高得更快一些。
小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验，她应该观察比较_______两瓶中温度计的示数变化情况，实验中水和煤油吸热的多少是通过_______填“温度计示数”或“加热时间”来反映的。该实验中装有_______填“水”或“煤油”的烧瓶中温度计示数变化较大。
通过实验，为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，你认为该选取上述两种液体的哪一种液体，原因是什么？答：应该选取_______。原因是______________________________________________________________________________。
某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究．装置如图，甲、乙两个烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝和．
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多．
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多．
为验证猜想一，设计以下方案：
将电阻丝和串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
断开开关，当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器接入电路的阻值，闭合开关，记下电流表的读数，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置．
请回答下列问题：
为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想，为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有_______________________________写出一条即可．
为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次玻璃管内液面上升的高度，原因是________________________________．
科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：________________________________．
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
A、若和阻值不相等，由于通过这两个电阻的电流也是不同的，故不能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、电阻丝通电后会产生热量，空气吸收热量，所以空气的内能是通过热传递增大的，故B错误；
C、在实验过程中，通过开关的闭合和断开可以改变电路中通过电流的时间，能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故C错误；
D、实验时若U形管中右侧液面的高度没有变化，可能是断路，也可能是U形管密封不严，有漏气的现象，故D正确。
故选：D。
2.【答案】C
【解析】解：
A、由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于，故放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D、要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量加热时间相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝，电阻相等；故D错误。
故选：C。
3.【答案】C
【解析】解：两容器内装有质量和初温都相等的水，通电一段时间后，左、右两容器中水的温度分别上升到和，则左边容器内水升高的温度为，右边容器内水升高的温度为，升高的温度之比为：：1，根据公式可知，水吸收的热量之比为3：1，即和放出的热量之比为3：1；由于电流和通电时间相同，根据可知，电阻之比等于热量之比，即：：1，。
故选：C。
4.【答案】B
【解析】解：
A、油烟机工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A错误；
B、电热毯工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B正确；
C、洗衣机工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故C错误；
D、电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故D错误。
故选：B。
5.【答案】C
【解析】在相同情况下，它们消耗的电能一样多，但是电烙铁把电能转化为内能，释放热量，而其他用电器主要不是把电能转化为内能，产生的热量只是其消耗电能的一小部分．
6.【答案】B【解析】解：根据功的公式得：，所以．
故选B．
7.【答案】D
【解析】解：由可得，灯泡正常发光时的电流：
；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光，
所以，R两端的电压：
，
因串联电路中各处的电流相等，该电路工作10s定值电阻产生的热量：
。
故选：D。
8.【答案】B
【解析】两容器内装有质量和初温都相同的水和煤油，末温也相等，因为水的比热容较大，根据公式可知，水吸收的热量较多，由电路图可知，电阻与并联，它们两端的电压U相等，闭合开关，通电时间t相等，由公式，可知．
9.【答案】A
【解析】略
10.【答案】D
【解析】略
11.【答案】A
【解析】
A、电视机背后有散热窗，是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，符合题意；
B、家用电器长时间停止使用，隔一段时间应通电一次，是应用电热来给电器驱潮，不符合题意；
C、家庭电路一般安装自动保护装置，当电流过大时，自动切断电路，是应用电热的例子，不符合题意；
D、大型爆破工程，用电热装置引发炸药，是应用电热的例子，不符合题意。
故选A。
12.【答案】B
【解析】
A.加大输送电流，由焦耳定律可知，会增大电能在线路中的损耗，不能采用，故A错误；
B.用高压输电，由公式可知，当输送电功率一定时，输送电路的电压越大，输送导线的电流越小。减小输送电线的电流，可以减少电能在线路中的损耗，也是我们现在采用的输电方式，故B正确；
C.采用电阻极小的导体输电，可以减小电能的损耗，但电阻极小的导体是我们正在研究的新材料，还不能应用到生活中，此方法还不能现实，故C错误；
D.减少输送功率，可以减小输送电线的电流，电能在线路中的损耗也会变少，但用户获得的电能也会减少，故此方法不能采用，故D错误。
故选B。
??13.【答案】二次方平方；
电阻；
通电时间
14.【答案】电阻?
150
【解析】解：
由图可知，两电阻丝串联在电路中，所以通过它们的电流相同，而两电阻的电阻不同，接通电路时通电时间相同，所以该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻关系的；
由图知，右侧容器中电阻丝的阻值为，所以通电1min产生热量：
。
15.【答案】高压?
电能?
【解析】解：
当输出功率一定时，若提高电压，则由可知，电流减小，从而使电线上电阻的损失的功率减小，进而减小电能的损失；
电能表是用来测量用户消耗电能的；
由可得，电视机正常工作1小时消耗电能：
度。
故答案为：高压；电能；。
16.【答案】高压?
更多?
更大
【解析】解：如果发电站输出功率P不变，由导体消耗的电能可知，为了减少电能在输送线路上的损耗，就需要减小输出电流，根据可知须升高输出电压，即采用高压输电；
电路中导线连接处由于接触不良，电流通过时受到的阻碍作用增大，由可得，产生的热量会增多，故易引起火灾。
故答案为：高压；更多；更大。
如果发电站输出功率不变，为了减少电能在输送线路上的损耗，需要减小输出电流，根据可得须升高输出电压；
当导线连接处接触不良时，该处的电阻会增大，由焦耳定律分析。
本题是远距离输电的问题，灵活运用焦耳定律解题。
17.【答案】、B??B?
、C?
加热时间?
煤油?
煤油相对于水来说，煤油的比热容比较小，吸收相同的热量，升温效果明显，便于观察
【解析】?解：探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等，改变电阻大小，通电后给质量相同的同种液体加热，所以应比较A、B两瓶中温度计的变化情况；由题图知，三个烧瓶中的电阻丝串联，所以通过的电流和通电时间相同，因为，由公式知，B中电阻丝在相同时间内产生的热量较多，所以B中液体温度升高得更快些。为了比较水和煤油吸热升温的情况，应采用相同的加热装置即电阻丝的阻值相同，通过加热时间长短来反映吸热的多少；已知水的比热容大于煤油，通电相同时间吸收相同的热量，质量相等，由公式知，煤油中温度计示数变化较大。因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高得多，用煤油做实验效果更明显，便于观察。
18.【答案】通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少合理即可保持前后两次电阻的大小相同相同时间内电水壶中的发热体比连接电水壶的导线放热多合理即可。
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