初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律当堂检测题

第4节焦耳定律

班级          姓名        

1．将规格都是“220 V　100 W”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，下列说法正确的是                      (　  　)

A．三个用电器产生的热量一样多

B．三个用电器消耗的电能一样多

C．电视机产生的热量最多

D．电风扇产生的热量最多

2．如图所示为某物理兴趣小组探究焦耳定律的部分实验装置。已知R甲＝5 Ω，R乙＝10 Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝串联在电路。若电路中的电流为0.3 A，则乙电阻丝在1 min内产生的热量为     J。

3．把一个电阻为44 Ω的电炉接入电压为220 V的电路中，通电10 min产生的热量为            J。连接家庭电路时，要注意检查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更多，容易引起火灾。因为相比接触良好时连接处的电阻        (选填“更大”或“更小”)。

4． R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2，则Q甲1∶Q甲2＝      ，图乙中电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q乙1∶Q乙2＝       。

5．如图所示，电源电压为6 V，电阻R0＝10 Ω，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，滑动变阻器上标有“20 Ω　0.5 A”字样。则当电路中电流最小时，2 min内电流通过电阻R0产生的热量是        J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为      Ω。

6．如图中甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置：

(1)实验采用的是         研究方法，实验的设计原理是电流的热效应。

(2)选用图乙中第二组电阻来进行实验，分别在通电时间相同时，调节滑动变阻器，加大电流，发现电流越大，电阻丝放热越    ，说明                                     。

7．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]求：

(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)

参考答案

1． 　B　

【解析】 三个用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U＝220 V，实际功率P实＝P额＝100 W，由P＝的变形式W＝Pt可知，通电时间相同时，三用电器消耗的电能相同，故B正确；因电风扇中的电动机将电能大部分转化为机械能，电视机将一部分电能转化为光能，电烙铁把电能全部转化为内能，所以，产生热量最多的是电烙铁，故ACD错误。故选B。

2.   54

【解析】 (1)在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，即需要将两个电阻丝串联接入电路；

(2)乙电阻丝在1 min内产生的热量：Q乙＝I2R乙t＝(0.3 A)2×10 Ω×60 s＝54 J。

3． 6.6×105  更大

【解析】 (1)电炉通电10 min产生的热量：Q＝W＝t＝×10×60 s＝6.6×105 J；

(2)连接处接触不良时，该处的电阻会增大，

由焦耳定律的公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，所以，电流经过线路连接处时产生的热量增多，容易引起火灾。

4． 2∶1  1∶2

【解析】 (1)由图甲可知，两只电阻R1、R2串联，因为串联电路中各处的电流都相等，所以根据Q＝I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比：＝＝＝＝；

(2)由图乙可知，两只电阻R1、R2并联，因为并联电路中各并联支路两端的电压相等，所以根据Q＝W＝t可得，在相同时间内产生的热量之比：

＝＝＝＝。

5．  48  10

【解析】 由电路图可知，R与R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻：

R总＝R最大＋R0＝20 Ω＋10 Ω＝30 Ω，电路中的最小电流：Imin＝＝＝0.2 A，

通电时间t＝2 min＝120 s，则电流通过电阻R0产生的热量：Q＝I2Rt＝(0.2 A)2×10 Ω×120 s＝48 J；

当电压表的示数U0＝3 V时，电路中的电流最大，因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中最大的电流：Imax＝＝＝0.3 A，电路中的总电阻：R′总＝＝＝20 Ω，

因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器R接入电路的最小阻值：

Rmin＝R′总－R0＝20 Ω－10 Ω＝10 Ω。

6．(1) 控制变量

(2) 多  当电阻和通电时间一定时，电流越大，放热越多。

【解析】 (1)研究通电导体产生的热量与电流和电阻的关系时，应用控制变量的方法，且该实验应用的是电流的热效应；

(2)根据图乙中第二组可知：两电阻甲串联在电路中，所以通电时间和电流相等，但是调节滑动变阻器，使电流比第一组中的电流大，和第一组中的电阻甲比较，发现电流越大，电阻丝放热越多。

7．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。