精选教育人教版度九年级物理同步练习184 焦耳定律doc.docx

精选教育人教版度九年级物理同步练习184 焦耳定律doc.docx

《精选教育人教版度九年级物理同步练习184 焦耳定律doc.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精选教育人教版度九年级物理同步练习184 焦耳定律doc.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

精选教育人教版度九年级物理同步练习184焦耳定律doc

（人教版）2019-2019学年度九年级物理同步练习

18.4焦耳定律

学校：

___________姓名：

___________班级：

___________

一．选择题（共12小题）

1．下列电学物理量不能通过测量工具直接测量的是（　　）

A．电流B．电压

C．电流通过导体产生的热量D．家庭电路中电流做的功

2．将规格都是“220V180W”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

3．关于电热的利用，下列说法中正确的是（　　）

A．电热对我们来说总是有用的

B．电热对我们来说总是没用的

C．电饭煲是利用电流的热效应制成的

D．电冰箱工作时没有产生电热

4．小明仔细观察家中的电视机、电风扇、电烙铁和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220V40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（　　）

A．电视机B．电风扇C．电烙铁D．节能灯

5．最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（　　）

A．欧姆B．焦耳C．奥斯特D．法拉第

6．图是课木“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（　　）

A．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大

B．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少

C．要保持两个电阻丝两端电压相等

D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同

7．两个定值电阻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（　　）

A．2：

1B．1：

2C．4：

1D．1：

4

8．把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为t0，若将这两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热量损失）（　　）

A．t0B．

t0C．

t0D．2t0

9．小明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是（　　）

A．电路的电压过高B．新买的电源线过短

C．新买的电源线过粗D．新买的电源线过细

10．朝阳中学物理兴趣小组的同学利用电烙铁焊接电器元件时，发现电烙铁通电一段时间后热得发烫，而跟电烙铁连接的铜导线却不怎么热，这是因为（　　）

A．电烙铁比铜导线粗

B．通过电烙铁的电流大，而通过铜导线的电流小

C．电烙铁内电热丝的通电时间比铜导线的通电时间长

D．电烙铁内电热丝的电阻比铜导线的电阻要大得多

11．白炽灯、电烙铁和电动机上都标有“220V60W”字样，它们均正常工作1h，产生热量最多的是（　　）

A．白炽灯B．电烙铁

C．电动机D．产生的热量相同

12．小明在一次探究活动中，只在自己家的电路中接入一个装满水的电热水壶，电热水壶和电能表的铭牌分别如图（a）和图（b）所示，测得电能表的表盘转过125转的时间为121s．电热水壶的电阻变化忽略不计，水的密度为1.0×103kg/m3，比热容为4.2×103J/（kg•℃），根据所给信息可知（　　）

A．该电热水壶的电阻为110Ω

B．电热水壶的实际功率为1500W

C．这壶水在121s时间里温度升高23.8℃

D．电热水壶的实际电压为200V

二．填空题（共9小题）

13．小辉家使用功率为1000W的电热壶烧水，电热壶工作7min所消耗的电能是　　J；假设这些电能全路转化成内能后有80%被20℃的水吸收，那么可以烧开的水的质量　　kg．（c水=4.2×103J/（kg•℃），当地气压为一个标准大气压。

）

14．均标有“220V60W”的白炽灯、电风扇、电热器并联在照明电路中，相同时间内电流做功　　（填“相等”或“不相等”），相同时间内产生热量最少的是　　。

15．在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会，但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次。

这是因为　　在起作用，前者是为了　　，后者是为了　　。

16．1840年，英国物理学家　　最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：

从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为　　能。

17．通过110Ω电阻丝的电流是2A，产生8800J的热量需要通电　　s，这段时间电流做的功是　　。

18．冬季，输电线结冰容易造成倒塔（杆）断线，影响电能的输送。

为了保证正常供电，通常要给输电线除冰；在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，使电路　　，输电线的电流　　，产生的　　增加，使冰熔化。

19．据报道：

近几年有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良所造成的，教训十分深刻。

线路连接处接触不良引起火灾的原因是：

当线路连接处接触不良时，该处的电阻将　　（减小/增大），电流通过该接触处产生的热量　　（减少/增多），从而使局部温度升高，同时接触处的电阻又将随着温度的升高而　　（减小/增大），…形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾。

20．现用阻值为50Ω的电热丝，对质量为2kg的水进行加热，当电热丝通过的电流为4A时，要使水温升高10℃，需要加热的时间至少为　　s，若取其中部分水装入杯中，用己调节好的天平进行测量，天平平衡后如图所示，则杯和水的总质量为　　g．（水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃））。

21．一台额定功率为2019W的电热水器，水箱内装有50kg的水，要把这些水从20℃加热到60℃，热水器正常工作需要　　s；若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供，则需要完全燃烧　　m3的天然气[不计能量损失，已知c水=4.2×103J/（kg•0C），q天然气=4.2×107J/m3]。

三．实验探究题（共2小题）

22．用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。

（1）烧瓶中装入的煤油是　　（选填“导体”或“绝缘体”）。

（2）请根据实物电路，在虚线框图2内画出对应的电路图。

（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应　　，通过R1的电流　　通过R2的电流。

（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明　　。

（5）小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映h﹣I关系的是　　。

【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？

请用实例说明原因　　

23．测得某熔断开关S在不同电流下的熔断时间如下表，将电磁铁开关和S接入电路，如图所示。

当I＞4A时，电磁铁能在0.1s内吸动衔铁，使电路断开，衔铁无法自动恢复至图示位置；当1A＜I≤4A时，电磁铁无法吸动衔铁，S发热熔断，使电路断开（熔断时间为S开始通电到它熔断的时间）。

电流/A

1

1.5

2

4

5

熔断时间/s

不会熔断

220

40

5

2

（1）S的电阻为1Ω，当I=2A，通电时间为　　s时S熔断，此过程中S产生的热量是　　J。

（2）当I=5A时，通电0.1s，S能否熔断？

　　。

（3）若电路中电流方向与图中所示相反，电磁铁吸引还是排斥衔铁？

　　。

四．计算题（共2小题）

24．图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数。

R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低档”“高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）。

（1）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；

（2）某次使用加温器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。

如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器在高档正常工作时消耗的电能。

如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？

〔计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））

（3）一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时电阻R2的实际加热功率是多少？

25．如图所示是某款电热水壶及其铭牌的部份参数，当电热水壶正常工作时，求：

额定电压

220V

频率

50Hz

额定功率

1000W

容量

1.5L

（1）电热水壶的电阻；

（2）将一壶水从25℃加热到100℃时，水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg•℃）]；

（3）若加热一壶水所需时间为10min，电热水壶的热效率。

参考答案与试题解析

一．选择题（共12小题）

1．

解：

A、电流可用电流表来直接测量，故A不合题意；

B、电压可用电压表来直接测量，故B不合题意；

C、电流通过导体产生的热量无法直接测量，可利用焦耳定律Q=I2Rt进行间接测量或计算，故C符合题意；

D、家庭电路中电流做的功可用电能表来直接测量，故D不合题意。

故选：

C。

2．

解：

因为接在家庭电路中，U=220V，

所以三种用电器的实际功率：

P实=P额=180W；

又因为W=Pt，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。

3．

解：

AB、电热对我们来说有时是有用的，有时是有害的，如各种电热器是利用电热来工作的，而电视机等工作时产生的热量就是我们不需要的，故AB错误；

C、电饭煲工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应制成的，故C正确；

D、电冰箱工作时主要是压缩机将电能转化为机械能，但也会产生少量的电热，故D错误。

故选：

C。

4．

解：

因为各用电器的额定功率相同，由W=Pt可得，若工作相同时间，消耗的电能相同；

电视机工作时将大部分电能转化为声能、光能；

电风扇工作时消耗电能，大部分转化为机械能；

电烙铁工作时将消耗的电能转化为内能；

节能灯工作时将电能大部分转化为光能。

故选：

C。

5．

解：

英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出Q=I2Rt；为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量（能量）的单位，

故选：

B。

6．

解：

A、由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流相同，即左边容器电阻丝中的电流等于右边容器电阻丝中的电流，故A错误；

B、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U型管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U型管液面高度差的变化来反映，故B正确；

C、由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置可以探究：

电流产生的热量与电阻的关系，故需要保持的是两个电阻丝两端电流相等，故C错误；

D、两电阻丝串联，电流相同，根据Q=I2Rt可知，由于图中右边容器的电阻丝阻值较大，在相同时间内，电流在右容器中产生的热量较多，B管液面上升得高，故D错误。

故选：

B。

7．

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R1、R2的电流之比为2：

1；根据I=

可知，R1、R2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Q=W=

可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为2：

1。

故选：

A。

8．

解：

两根阻值相同的电热丝串联后的总电阻为2R，两根阻值相同的电热丝并联后的总电阻为0.5R，烧开同一壶水所需要的热量是相等的；

则：

Q=W=

=

t，

解得：

t=

t0，故C正确。

故选：

C。

9．

解：

A、家庭电路中各用电器之间属于并联，其它用电器仍正常工作，说明电路电压正常，所以选项A不符合题意；

B、电饭锅跟导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，如果导线短，导线的电阻将会很小，产热将会很少，不会烧焦，所以选项B不符合题意；

C、电饭锅跟导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，如果导线太粗，导线的电阻将会很小，产热将会很少，不会烧焦，所以选项C不符合题意；

D、电饭锅跟导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，导线烧焦说明导线的电阻过大（导线过细），所以选项D符合题意。

故选：

D。

10．

解：

电烙铁在使用时，电烙铁和铜导线串联，I电烙铁=I导线，通电时间t相同，

因为Q=I2Rt，R电烙铁＞R导线，

所以电流产生的热量：

Q电烙铁＞Q导线，

从而出现通电一段时间后电烙铁变得很烫、而连接电烙铁的铜导线却不怎么热的现象；

由以上分析可知，选项BC错，D正确；

电烙铁的电阻丝的电阻比铜导线大，不知道长度关系，无法比较其粗细，故A错；

故选：

D。

11．

解：

由铭牌上标示我们看出，这些用电器功率均是60W，即1小时内消耗的电能为相同。

A、白炽灯将电能转化为光能和内能；

B、电烙铁全部转化为内能；

C、电动机转化为机械能和内能；

故电烙铁产生的热量最多。

故选：

B。

12．

解：

A、根据公式P=

可知，该电热水壶的电阻R=

=

=

Ω≈32.3Ω，故A错误；

B、电热水壶121s消耗电能W=

kW•h=

×3.6×106J=1.5×105J；实际功率P=

=

≈1200W，故B错误；

C、1.5L水的质量为1.5kg，不考虑热量损失，水吸收热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×△t=1.5×105J，解得△t=23.8℃；实际上有热损失，升高的温度低于23.8℃，故C错误；

D、根据公式P=

可知，实际电压U=

=

=200V，故D正确。

故选：

D。

二．填空题（共9小题）

13．

解：

由P=

可得，电热壶工作7min所消耗的电能：

W电=P电t=1000W×7×60s=4.2×105J，

假设这些电能全路转化成内能后有80%被20℃的水吸收，

则水吸收的热量：

Q吸=80%W电=80%×4.2×105J=3.36×105J，

由Q吸=cm△t可得，可以烧开水的质量：

m=

=

=1kg。

故答案为：

4.2×105；1。

14．

解：

（1）由题意知，白炽灯、电风扇、电熨斗的额定电压都是220V，额定功率都是60W，

把它们并联在照明电路中，它们都能正常工作，由W=Pt可知，在相同时间t内电流做功相等；

（2）白炽灯工作时，电流流过灯丝产生热量，使灯丝达到白炽状态而发光，灯丝消耗电能产生热量，然后把部分热量转化为光能；

电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生很少的热量；

电热器工作时，把电能几乎全部转化为热量；由此可知，它们正常工作时产生的热量最少的是电风扇。

故答案为：

相等；电风扇。

15．

解：

电视机连续使用时间较长，会产生大量的热，停用一会是为了更好的散热；家用电器若长时间停用，应隔一段时间通用一次，这样做可以利用电热来驱潮。

故答案为：

电热；散热；驱潮。

16．

解：

（1）1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系，得出了焦耳定律；

（2）从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时，消耗的电能转化为内能。

故答案为：

焦耳；内。

17．

解：

因为Q=I2Rt，

所以通电时间为t=

=

=20s；

电热丝工作过程中，电流做的功等于产生的热量，

所以电流做功8800J。

故答案为：

20；8800J。

18．

解：

由题知，在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，即两输电线直接接通形成短路，电路中电流增大，在输电线电阻一定时，根据Q=I2Rt可知，在短时间内电流通过输电线产生的热量增大，冰由于吸收大量的热量而熔化。

故答案为：

短路；变大；热量。

19．

解：

（1）线路连接处由于接触不良，即接触面积变小，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；

（2）线路连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，接触处温度升高，使接触处的电阻进一步变大，产生更多的热量，使温度迅速升高，温度过高容易引发火灾。

故答案是：

增大；增多；增大。

20．

解：

（1）水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×10℃=8.4×104J，

由题意可知，消耗的电能至少为：

W=Q吸=8.4×104J，

由W=I2Rt可得，加热时间：

t=

=

=105s；

（2）天平标尺上的分度值为0.2g，杯和水的总质量为50g+10g+2g=62g。

故答案为：

105；62。

21．

解：

（1）水吸收的热量：

Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）=8.4×106J，

不计热量损失，则消耗的电能：

W=Q吸=8.4×106J，

由P=

可得，热水器正常工作的时间：

t=

=

=4200s；

（2）由题意可知，Q放=Q吸=8.4×106J，

根据Q放=Vq天然气=可得，消耗天然气的体积：

V=

=

=0.2m3。

故答案为：

4200；0.2。

三．实验探究题（共2小题）

22．

解：

（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体。

（2）原实物图中，R与R1并联后与R2串联，根据实物电路，画出对应的电路图，如下所示：

（3）电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻相等，即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于通过R2的电流。

（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越。

（5）小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，

根据焦耳定律可知，Q=I2Rt﹣﹣﹣﹣﹣①，Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映h﹣I关系的是A。

【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，而W=UIt是计算电功的普遍适用的公式，Q=W的条件是：

纯电阻电阻即不含有电动机等的电路（将电能全部转化为内能的电路）。

如含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q。

W=UIt不能计算电流通过任何用电器产生的热量。

故答案为：

（1）绝缘体；

（2）如上；（3）相等；小于；（4）在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多；（5）A；

【拓展】不能。

含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q。

23．

解：

（1）根据表格数据知：

当I=2A，通电时间为40s时S熔断，

此过程中S产生的热量：

Q=I2Rt=（2A）2×1Ω×40s=160J；

（2）根据表格数据判断当I=5A时，通电2s，S才熔断，通电0.1s，S不能熔断；

（3）若电路中电流方向与图中所示相反，电磁铁由磁性仍然能吸引衔铁。

故答案为：

（1）40；160；

（2）不能；（3）吸引。

四．计算题（共2小题）

24．

解：

（1）由图1知，开关S接“1、2触点”时，电路断路，为关；接“2、3触点”时两电阻串联，接“3、4触点”时只有R1接入电路；

电源电压一定，由P=

可知，接“2、3触点”时电阻最大，总功率最小，为低档；接“3、4触点”时电阻最小，总功率最大，为高档；

由表格数据知，高档功率：

P高=400W，由P=

可得R1的阻值：

R1=

=

=121Ω；

由题知，R2=3R1，则低档的发热功率：

P低=

=

=

=100W；

（2）由图2知，工作30min时，其中高档工作时间为10min，低档工作时间为20min，

则在高档正常工作时消耗的电能：

W高=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J。

如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，即Q=W=2.4×105J。

由Q=cm△t可得，水升高的温度：

△t=

=

≈19℃；

（3）“4000r/（kW•h）”的意义为：

每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过4000r，

则电能表的转盘转过27r时，加湿器在5分钟消耗的电能：

W′=

=0.00675kW•h，

加湿器在低挡加热的实际功率：

P′=

=

=0.081kW=81W。

加湿器在低挡加热，此时两电阻串联，则R总=R1+R2=R1+3R1=4R1=4×121Ω=484Ω，

由P=I2R可得，此时电路的实际电流：

I实际=

=

=

A，

R2的阻值：

R2=3R1=3×121Ω=363Ω，

此时电阻R2的实际加热功率：

P2=I实际2R2=

×363Ω=60.75W。

答：

（1）加湿器处于低挡位置时的发热功率为100W；

（2）加湿器在高档正常工作时消耗的电能为2.4×105J，可以使注水仓中冷水的温度升高19℃；

（3）此时电阻R2的实际加热功率是60.75W。

25．

解：

（1）由P=

可得，电热水壶的电阻：

R=

=

=48.4Ω；

（2）水的体积V=1.5L=1.5×10﹣3m3，

由ρ=

得水的质量：

m=ρV=1×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg，

水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣25℃）=4.725×105J；

（3）电热水壶消耗的电能：

W=Pt′=1000W×10×60s=6×105J，

电热水壶的热效率：

η=

×100%=

×100%=78.75%。

答：

（1）电热水壶的电阻48.4Ω；

（2）水吸收的热量4.725×105J；

（3）电热水壶的热效率78.75%。