人教版（2024）九年级全册第十八章 电功率第4节 焦耳定律随堂练习题

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\l "_Tc5338" 【题型1 电流的热效应】1
\l "_Tc31833" 【题型2 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】2
\l "_Tc846" 【题型3 焦耳定律】5
\l "_Tc5338" 【题型4 焦耳定律的计算及其应用】7
\l "_Tc31833" 【题型5 焦耳定律在实际中的应用】10
\l "_Tc846" 【题型6 电热的利用与防止】11
\l "_Tc846" 【题型7 电功与电热的综合计算】11
\l "_Tc5338" 【题型1 电流的热效应】
1．（2023•高港区模拟）利用电流热效应研制的新型智能加热织物，为北京冬奥会运动员提供了保暖服装．揭示电流热效应规律的科学家是（ ）
A．焦耳B．安培C．瓦特D．伏特
2．（2023•扶绥县二模）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电风扇B．电饭锅C．吸尘器D．电视机
3．（2023•南关区校级二模）北京冬奥会期间，我国科研人员为运动员提供了带电源的智能控温加热手套，如图所示。下列与加热手套工作原理相同的用电器是（ ）
A．话筒B．电热水壶C．电风扇D．洗衣机
4．（2023•淮阳区三模）（多选）为延长食物保质期，可对食物进行真空包装。真空包装机（如图甲）先抽出塑料袋内的气体，再利用电热丝加热塑料袋口对袋子进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。下列说法中正确的是（ ）
A．该电路中，要使抽气机工作，需闭合开关S1和S2
B．真空包装机加热塑料袋口对袋子密封时，利用电流的热效应产生大量热量
C．密封时温度过低导致塑料无法熔化，则应将滑动变阻器的滑片向左移动
D．抽气机将塑料袋内的空气抽出后袋子变瘪，这是由于受到了大气压强的作用
5．（2023•文圣区三模）如图是验钞、点钞一体机。验钞机利用 （填“红外线”或“紫外线”）使荧光物质发光；机器上的LED指示灯是由 材料制成的；使用过程中机器温度升高，这是电流的 效应。
6．（2023•沛县校级二模）生活中有许多物理知识的应用，例如家庭厨房内。电饭锅是利用电流的 效应制成的；煮水饺时，原来沉在锅底的水饺，由于内部气体的膨胀而逐渐上浮到水面，这是通过增大 （浮力/重力）而使其上浮的；吃饭时，使用的筷子实质上是一种 杠杆。
\l "_Tc31833" 【题型2 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
7．（2023•峨眉山市模拟）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．右侧电阻丝的阻值比左侧小
8．（2023•商河县校级开学）关于以下各图实验，说法不正确的（ ）
A．探究串联电路电流特点时，最好选用两个规格不同的小灯泡
B．探究不同物质吸热能力时，除了图中所示的器材，还需要天平和秒表
C．探究电流与电阻的关系时，因为要控制其他变量，所以滑片不能动
D．探究电流产生热量与电流关系时，煤油升高的温度反映电流产生热量多少
9．（2023•肇东市校级模拟）电炉中的电热丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为导线与电热丝 （选填“电流”或“电阻”）不同。小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3V，电阻丝R1＝10Ω，R2＝20Ω，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内等量的空气被加热，他观察到 （选填“甲”或“乙”）气球先鼓起来。
10．（2023•沈阳）如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，透明容器A和B中密封着等质量的空气，U形管中液面相平。
（1）将两容器中的电阻丝R1和R2串联起来接到电源两端，通电一段时间后、观察比较两个装置中U形管液面高度差的大小关系，来研究电流通过导体产生的热量与
的关系；
（2）实验中如果单独观察R1或R2所在装置，会发现随着通电时间的增加，U形管中液面的高度差增大，这表明：在电阻和电流不变时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越 。
11．（2023•东莞市校级二模）回顾和反思实验是一种很好的学习方法。请分析以下实验并回答问题。
（1）在图甲实验中，用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更慢，是因为水的比热容比沙子更 ，加热过程中，酒精量变少，酒精的热值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）。
（2）在图乙实验中，烧杯内被加热的ab应选用 物质（选题“相同”、“不同”或“可以相同或不同”）。
（3）图丙实验中，滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝 从而改变电阻大小。
（4）小明还想探究“电热与电阻的关系”，他应选用图丁中 （选填“A”、“B”或“C”）装置，将烧瓶内的电阻与图丙中烧瓶内的电阻 （选填“串联”、“并联”或“串并联都可以”）。
12．（2023•天元区校级三模）探究电热影响因素用如图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）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 （选填“相同”或“不同”），通过R1的电流 通过R2的电流。
（3）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
。
（4）小红用如图2所示的装置，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I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h﹣I关系的是 。
【拓展】
用Q＝I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q＝UIt计算通过任何用电器产生的热量吗？ ，请用实例说明原因。
。
\l "_Tc846" 【题型3 焦耳定律】
13．（2023•常德模拟）用如图的装置探究“影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，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R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
14．（2023•蔡甸区模拟）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小之比为2：1
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．通电后，A管的液面将会比B管的液面低
15．（2023•齐齐哈尔一模）（多选）如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（ ）
A．甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
B．乙装置通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度比左侧的低
C．乙装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．甲，乙两次实验都应用了控制变量法
16．（2023•九龙坡区模拟）家庭电路中的保险丝利用电流的 效应，当通过的电流过大时自动熔断达到保护电路的目的。英国物理学家 做了大量的实验，于1840年最先精确地确定的电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
17．（2023•辽宁）小明为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，利用阻值相等的电阻丝R1、R2、R3，设计了如图甲所示电路，将电阻丝R3和 （填“R1”或“R2”）分别放在如图乙所示的两个相同装置中，实验通过U形管中 反映电阻丝产生热量的多少。通过实验分析可知，当电阻和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越 。
\l "_Tc5338" 【题型4 焦耳定律的计算及其应用】
18．（2023•常州模拟）如图乙所示，将锡纸条的中间剪掉一些，已知ab、bc、cd长度相等，如图甲所示，将锡纸条接在电池两极，很快锡纸条开始冒烟、着火.关于该实验现象的分析错误的是（ ）
A．ab段的电阻大于bc段的电阻
B．bc段产生的热量大于cd段
C．先冒烟的是ab段
D．ab段的电流小于bc段的电流
19．（2023•徐州模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为40Ω
C．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6W
D．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J
20．（2023•大丰区校级模拟）某电热水壶有两根电热丝，若把一根电热丝接入电路，烧开一壶水要30min；若但把另一根电热丝接入原电路，烧开一壶水要15min，若把这两根电热丝并联起来接入原电路，烧开这壶水需要的时间是（不考虑热损失）（ ）
A．45minB．10minC．15minD．30min
21．（2023•哈尔滨模拟）如图所示，是灯泡L和电阻R的U﹣I图像，下列说法正确的是（ ）
A．当灯泡L两端电压为1V时，电阻为5Ω
B．通过R的电流为0.2A时，5s内R产生的热量是1J
C．它们串联在电路中，当电路中电流为0.4A时，电源电压为2V
D．它们并联在电路中，当电源电压为3V时，电路总功率为1.8W
22．（2023•长沙模拟）如图所示是两挡电饭锅内部加热部分的简化电路图，R1、R2均为发热电阻，将开关S分别置于1、2两位置时，电饭锅处于不同挡位。已知高温挡功率为1000W，R2的阻值为110Ω。当开关S置于2位置时，电饭锅处于 挡（选填“高温”或“低温”），该挡位正常工作10min产生的热量是 J。
23．（2023•聊城）熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以本身产生的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间如下表。若通过的电流为2.0A，熔断器的电阻为1Ω，则通电时间为 s时熔断器熔断，此过程中熔断器产生的热量是 J。
24．（2023•南充模拟）如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。c水＝4.2×103J/（kg•℃）求：
（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少？
（2）在足浴盆中加入体积为2L、初温为30℃的水，加热至40℃，水吸收的热量是多少？
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.2A，按摩5min，电动机线圈产生的热量是多少？
25．（2023•乌鲁木齐一模）如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.4A，电流表A2的示数为0.6A，求：
（1）R1两端的电压；
（2）R2的阻值；
（3）2min内整个电路产生的热量。
26．（2023•宛城区校级模拟）CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝。当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭保温挡时，电路的总功率为22W。
（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与 触点连接，电饭锅加热食物时的工作原理是 。
（2）当电饭煲在保温时电路中的电流多大？
（3）此时，电热丝R的阻值多大？
（4）保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？
\l "_Tc31833" 【题型5 焦耳定律在实际中的应用】
27．（2023•章丘区一模）电炉通电后不久电炉丝就会热得发红，而与电炉丝相连的导线却不是很热，根据这种现象以下提出的最合理的科学探究问题是（ ）
A．电流流过导体时产生的热量与哪些因素有关？
B．电流流过导体时产生的热量与导体中电流的大小有什么关系？
C．电流流过导体时产生的热量与通电时间有什么关系？
D．电流流过导体时产生的热量与导体的电阻有什么关系？
28．（2023•襄都区开学）电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（ ）
A．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大产生的热量多
B．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大
C．铜导线有绝缘层，所以不怎么热
D．铜导线不消耗电能，所以不容易热
29．（2023•靖江市一模）小明做了“电池+口香糖锡纸＝取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现纸条中间处开始冒烟，起火苗，如图所示。这是因为锡是 （导体/绝缘体），将它的两端直接连接电池正负极，就会造成 。根据电学中的 定律，此时电流通过锡纸时迅速产生大量热量，温度上升使锡纸燃烧。
\l "_Tc846" 【题型6 电热的利用与防止】
30．（2022秋•宜阳县期末）标有“220V 40W”的字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种电器，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．电热毯B．电风扇C．电视机D．日光灯
31．（2023•阿荣旗二模）使规格都是“220V，180W”的一台冰箱、一台电脑、一张电热毯都在额定电压下工作相同的时间，则（ ）
A．电冰箱产生的热量最多
B．电热毯产生的热量最多
C．电流通过电脑做的功最多
D．电热毯消耗的电能最快
32．（2023•福田区模拟）生活中的一些器具或实验室中的某些装置上会有特殊的“孔”，它们的作用不尽相同。下列说法正确的是（ ）
A．茶壶盖上的“孔”的作用是排气，使茶水加速降温
B．打开行驶的汽车的天窗，汽车顶部的天窗“孔”利用压强差可将车内的空气“抽“到车外
C．电脑上的散热“孔”的作用是利用通风散热减少硬件产生的电热
D．在探究水沸腾的实验中，烧杯盖子上的“孔”的作用是使杯内水面上方的气压小于外界大气压
33．（2022秋•庄河市期末）电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，我们为防止电流热效应产生危害而采取必要的措施。请各写出一个生活或生产中电热的利用和防止的实例： ； 。
\l "_Tc846" 【题型7 电功与电热的综合计算】
34．（2023•铁锋区模拟）用一个额定电功率为1000W的电水壶烧开一壶2L的水需要的时间是840s，水的温度从20℃升高到100℃，则这个电水壶的加热效率是（ ）
A．85%B．95%C．90%D．80%
35．（2023•涟源市一模）将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图所示，若该时间内消耗的电能全部被40kg的水吸收（水未沸腾）已知电费单价为0.5元/（kW•h），c水＝4.2×103J/（kg•℃），则下列说法正确的是（ ）
A．电热水器是电源
B．该过程消耗电能0.5kW•h
C．水温升高30℃
D．电热水器的功率为400W
36．（2023•青岛）（多选）某品牌电热水壶，部分参数如表所示，它正常工作245s，可将体积为2L、温度为20℃的水加热到70℃。下列分析正确的是（ ）
A．电热水壶正常工作时的电流约为0.12A
B．电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9Ω
C．电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105J
D．电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105J
37．（2023•新会区二模）在家用电器调查活动中，小亮让家里的电热水器单独工作1min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r，则该电热水器的实际功率为 W；若不计能量损失，这段时间内电热水器里30kg的水温度升高了 ℃。由于电热水器的电功率远大于电风扇的电功率，从安全用电的角度考虑，电热水器的电源线比电风扇的要 （选填“细”或“粗”）。[已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
38．（2023•叶县模拟）小明家茶桌上的电热水壶有“加热”和“保温“两挡，其简化电路图如图所示，保温挡的额定功率为100W、发热电阻R2的电阻值为60.5Ω，发热电阻R1的电阻值为 Ω，加热挡的额定功率为 W。加热过程中不计热量散失，在标准大气压下，将1.5kg、20℃的水刚好加热到沸腾所需时间为 s[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
39．（2023春•金昌期中）如图所示是家用电热水壶及铭牌，电热水壶正常工作时，把1L水从20℃加热到100℃需要时间400s，若电热水壶的电阻不变。[已知：1L＝1dm3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]求：
（1）水吸收的热量？
（2）电热水壶的效率？
（3）当实际电压为198V时，电热水壶的实际功率？
40．（2023•濮阳一模）某品牌智能滚筒洗衣机的等效电路如图所示。闭合开关S，旋钮开关旋至1挡位置时，洗衣机处于加热状态；旋至2挡位置时，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，洗衣机正常使用时，加热功率是2400W。[已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：
（1）洗衣机在加热状态正常工作时，干路电流是多少？（结果保留一位小数）。
（2）某次洗衣时，洗衣机内注入40L水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，此时加热效率是84%，则需要加热时间是多少？
（3）某次关闭家中其他电器，只有洗衣机处于保温洗涤状态正常工作了20min，标有“3000r/（kW•h）”的电能表转盘转过500转，则洗衣机保温洗涤时的功率是多少？
41．（2023•孝义市三模）图甲所示是某调温型电烤箱，具有加热和保温两挡功能，内部加热体由两个发热电阻R1和R2组成，阻值均为48.4Ω，已知加热挡的功率为2000W。
（1）请在图乙虚线框内画出电烤箱的内部电路图。
（2）某次使用时电烤箱在加热挡将0.5kg烤肉从20℃加热到220℃用时200s，则电烤箱的加热效率是多少？[肉的比热容为3×103J/（kg•℃）]
42．（2023•莱阳市模拟）小明想知道电热桌垫的工作原理，如图A所示。他查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由R1、R2两根电热丝组成，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制不同的模式。某次使用时，将其调至高温模式工作2min后，桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。
（1）如图B所示，是小明利用所学知识设计的电热桌垫的两种电路，为了使其工作时电功率在30W～80W范围内，则符合要求的电路是图 甲 （选填“甲”或“乙）；
（2）该电热桌垫处于高温模式时，通过电路的电流是多少？
（3）已知电热桌垫的质量为150g，电热桌垫处于高温模式时的加热效率是多少？（硅胶板的比热容为2×103J/（kg•℃），百分号前保留一位小数）
（4）若要使高温挡的功率提升至84W，在保证低温功率及R1不变的情况下，请通过计算说明应该怎样改装电路？
电流I/A
1.2
2.0
2.5
3.0
4.0
熔断时间t/s
不会熔断
40
8
4.5
2.5
额定电压：220V
额定功率：1800W
额定容积：2L