沪科版（2024）九年级全册（2024）第十七章 电流做功与电功率第三节 焦耳定律精练

这是一份沪科版（2024）九年级全册（2024）第十七章 电流做功与电功率第三节 焦耳定律精练，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列几个家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电冰箱B．空调C．洗衣机D．电暖器
2．我国科学家首次通过实验证明了二维极限下的单层铜基超导体具有和块体铜基超导体相同的超导特性。利用超导材料电阻为零的特性，你认为超导材料最不适合用来做（ ）
A．输电导线B．电动机线圈
C．计算机电子元件D．电炉丝
3．如图所示装置，两密闭容器中分别装有5Ω和10Ω电阻丝，且与U形管相连，小明利用它做实验。他将两电阻丝串联后接入电路后，观察比较两U形管中液面高度差的情况，小明此时是在探究电流产生的热量Q与（ ）
A．通电电流I的关系B．总电压U的关系
C．通电时间t的关系D．导体电阻R的关系
4．电动汽车节能环保，倍受大众青睐。图是电动汽车的充电桩，关于充电桩的安装与使用，下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．充电桩的充电线应越细越好
B．安装充电桩时不需要连接地线
C．充电桩安装的位置要远离易燃物
D．充电桩着火，应立刻用水灭火
5．一支标有“220V 200W”的电烙铁，为使电烙铁正常工作时的电功率为200W，而在不工作时电烙铁的电功率为50W，使之不会完全冷却。某同学设计了如图的电路，其中，S为单刀双掷开关，L为一只额定电压为220V的灯泡。不考虑温度对电阻的影响，下列说法准确的是（ ）
A．电烙铁的电阻为11Ω
B．选用灯泡的规格应为“220V 100W”
C．当S拨向2时，电烙铁处于正常工作状态
D．在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约100J电能
6．下列电器中利用电流热效应工作的是（ ）
A．电熨斗B．电动机
C．电磁继电器D．电视机
7．小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知，，若通过的电流，此过程中（ ）
A．为保证实验进行，乙容器中的阻值应为
B．流过电阻的电流大小为1A
C．10s内电流通过电阻产生的热量为200J
D．电阻两端的电压为30V
8．额定电压相同的甲、乙两只电加热器（俗称“热得快”）的铭牌如图所示，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．相同时间内，甲比乙消耗的电能多
B．正常工作时，通过甲的电流比乙小
C．正常工作时，甲比乙产生的热量多
D．正常工作时，电流通过甲做功较快
9．如图甲所示电路，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，电流表量程为，通过L的电流I随其两端电压U变化关系图象如图乙所示。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，分析正确的是（ ）
①滑片向左移动，L的实际功率减小
②电路消耗的最大功率为5.4W
③R接入的最小阻值为5Ω
④L的实际功率为0.75W时，通电电阻R的产生的热量为90J
A．只有①④正确B．只有②④正确
C．只有①③正确D．只有②③正确
10．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1＝48.4，R2＝435.6。小明为测量该电热壶的实际功率，他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了24转。下列说法不正确的是（ ）
A．电能表的示数是2018.5kW·h
B．电热壶是利用电流的热效应工作的
C．测量时电热壶的实际加热功率为1000W
D．开关S接“2”时，电热壶为“保温”挡位
二、多选题
11．下列情况属于防止电热危害的是（ ）
A．冬天用电暖器取暖B．电脑机箱内装有小风扇
C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电D．电动机外壳上有散热片
三、填空题
12．如图所示电路，电源电压恒定，闭合S0，当S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲︰U乙=7︰3；当S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数之比I甲︰I乙= ，此时R1、R2消耗的功率之比P1︰P2= ，相同时间内R1，R2产生的热量之比Q1︰Q2= 。
13．甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为5∶2，通电时间之比为1∶2，则通过甲、乙两个电热器的电流之比为 。
14．如图是用于煎烤食物的家用电饼铛，电饼铛正常工作时的电压是 V。工作时，电饼铛电阻丝发热升温，将食物烤熟，但连接电源的导线却几乎不发热，这是因为导线的 较小的缘故。
15．某电动机上标着“220V ，2200W”字样，那么这台电动机正常工作30min消耗电能 kW•h，如果线圈的电阻是5Ω，则这段时间产生的热量是 J。
16．如图甲所示是超市常用的塑料袋封口夹，其电路如图乙所示。电源电压为6V，电热丝R阻值为2Ω。闭合开关，电热丝温度升高，2s内电热丝产生的热量为 J。
四、实验题
17．如图所示，小明和小华分别用该实验电路来探究电流产生的热量和哪些因素有关。两个相同的空气盒中装有质量、温度相同的空气，电阻丝、的阻值均为，的阻值为。两人实验的电源电压相同且不变。
(1)该实验用电阻丝加热密闭空气盒内的空气，使盒内气体的 升高，压强增大，通过观察U形管内液柱的高度差来反映电流产生热量的不同；
(2)小明只闭合开关，他是想要探究电流产生的热量与 大小的关系。通电一段时间后，观察到的现象如图所示，表明在 和通电时间相同的情况下， 越大，电流产生的热量越多；
(3)小华要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，他先将空气盒2内的电阻与电阻交换位置，目的是控制通电时间和 相同，然后同时闭合开关和进行实验，此时、的连接方式是 联；
(4)若小明和小华控制实验电路加热相同的时间，小明的实验中左侧U形管内液柱的高度差为，小华的实验中左侧U形管内液柱的高度差为，则 （选填“”“”或“”）。
五、综合题
18．小明家购买了一个多挡位电火锅，其内部电路如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；不考虑电热丝的电阻随温度变化，c冰=4.2×103J/（kg•℃）。
(1)此电火锅利用电流 效应原理工作。
(2)当旋转开关S跟触点3和4接触时，电火锅处于 挡。
(3)电加热器中的R2阻值为多少 ？
(4)在高温挡模式下，电路1min内消耗的电能是多少 ？
《17.3焦耳定律》参考答案
1．D
【详解】ABC．电冰箱、空调、洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作，故ABC不符合题意；
D．电暖器工作时主要是把电能转化为内能，利用了电流的热效应工作，故D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A．根据焦耳定律，超导体电阻为零不会发热，因此用来做输电导线可以减少电能损耗，故A不符合题意；
B．因为超导体电阻为零，所以利用超导体做电动机线圈可以提高电动机的效率，减少不必要的能量消耗，故B不符合题意；
C．若用超导材料制作电子元件，电子元件在通电时不会发热，可以延长电子元件的使用寿命且降低电能损耗，同时元件尺寸还可以大大缩小，故C不符合题意；
D．电炉丝是通过电流的热效应工作的，超导体电阻为零不会发热，因此不能用超导材料做电炉丝，故D符合题意。
故选D。
3．D
【详解】由图可知，该电路为串联电路，电流和通电时间相同，电阻是不同的，故探究的是Q与电阻R的关系，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D
4．C
【详解】A．导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在材料和长度一定时，导线的横截面积越小（即导线越细），电阻越大。 根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。 充电线过细会导致电阻过大，在充电过程中会产生较多的热量，可能会引发火灾等安全隐患，故A不符合题意；
B．安装充电桩时连接地线，当充电桩发生漏电情况时，电流会通过地线导入大地，而不通过人体，能有效保障使用者的安全。故B不符合题意；
C．充电桩在工作过程中会产生一定的热量，如果充电桩安装在易燃物附近，产生的热量可能会使易燃物达到着火点，从而引发火灾。将充电桩安装在远离易燃物的位置，可以降低火灾发生的风险，保障充电安全，故C符合题意；
D．生活用水是导体，如果充电桩着火时立刻用水灭火，水会导电，可能会导致灭火人员触电，同时水还可能会损坏充电桩内部的电路，造成更大的损失。当充电桩着火时，应该先切断电源，再使用干粉灭火器等合适的灭火器材进行灭火，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【详解】A．电烙铁的电阻值，故A错误；
B．当电烙铁的电功率为50W时，两端电压为
电路中电流为
则串联的灯泡的电阻为
故额定电压为220V的灯泡的额定功率为
故B错误；
C．当S拨向1时，电路中只有电烙铁工作，并且两端电压为220V，此时电烙铁正常工作；当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联，由于串联电路起分压作用，因此此时电烙铁两端电压小于220V，因此电烙铁不能正常工作，故C错误；
D．当S拨向1时，电烙铁1s内消耗的电能为W=Pt=200W×1s=200J
当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联， 1s内整个电路消耗的电能为
因此在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约的电能为200J-100J=100J，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】A．电熨斗工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故A符合题意；
B．电动机工作时，主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．电磁继电器利用了电流的磁效应，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．电视机工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
7．C
【详解】A．探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”时，应控制电阻和通电时间相同，改变电流大小。在该实验装置中，R1与R2串联，为保证实验进行，应使R1=R2=5Ω，而不是10Ω，故A错误；
B．与并联，干路电流，电流为，电流为，与两端电压为，则，，则，，，则，解得，故B错误；
C．根据焦耳定律，10s内电流通过电阻产生的热量，故C正确；
D．，，电阻两端的电压，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．由图示知，甲的额定电压为220V，额定功率为1100W，乙的额定电压为220V，额定功率为800W，据知，正常工作时，在相同时间内，甲比乙消耗的电能多，但没有说明是否正常工作，条件不足，无法比较甲和乙消耗电能的多少，故A错误；
B．正常工作时，两电加热器的电压相同，甲的功率比乙的大，据知，甲通过的电流比乙的大，故B错误；
C．正常工作时，据知，时间不知，则无法比较甲、乙产生的热量多少，故C错误；
D．正常工作时，甲的功率比乙的大，则电流通过甲做功比乙的快，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】①由图甲可知电路为串联电路，滑片向左移动，接入电路阻值变大，电路总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，由图乙可知灯泡两端的电压也变小，由可知灯L的实际功率减小，①正确；
②灯泡L的额定电压为6V，由图乙可知灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.3A，则电路最大电流为0.3A，电路消耗的最大功率为
②错误；
③电路最大电流为0.3A，此时灯泡正常发光，灯泡两端电压为6V，则滑动变阻器两端电压为
R接入的最小阻值为
③错误；
④L的实际功率为0.75W时，由图乙可知此时灯泡两端电压为3V，通过的电流为0.25A，则滑动变阻器两端电压为
通电电阻R的产生的热量为
④正确；综上可知①④正确，②③错误，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．C
【详解】A．由图乙可知，电表的度数是2018.5kW·h，故A正确，不符合题意；
B．电热壶工作时将电能转化为内能，所以电热壶是利用电流的热效应工作的，故B正确，不符合题意；
C．电能表上1200r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过1200圈，则电能表的转盘转过24圈，电热壶消耗的电能
则电热壶的实际功率
故C错误，符合题意；
D．由图甲可知，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电热壶处于保温挡，故D正确，不符合题意。
故选C。
11．BD
【详解】A．冬天用电暖器取暖属于利用了电流的热效应，不属于防止电热危害，故A不符合题意；
B．电流通过电脑内部的电路元件产生大量的热，容易烧坏电路元件，所以在电脑机箱内装有小风扇散热，属于防止电热危害，故B符合题意；
C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电是为了防止家电受潮，属于利用电热，故C不符合题意；
D．电动机工作时会产生大量的热，温度过高容易烧坏电动机，因此电动机外壳上有散热片，属于防止电热危害，故D符合题意。
故选BD。
12． 4︰7 3︰4 3︰4
【详解】[1]由电路图可知，闭合、，甲乙两表为电压表时，两电阻串联，电压表甲测串联电源电压，电压表乙测电阻两端电压，因为U甲︰U乙=7︰3，即，所以，
即；闭合，断开且两电表为电流表时，两电阻并联，电流表甲测通过的电流，电流表乙测干路电流，两表示数之比
[2]由可得，两电阻消耗的功率之比
[3]相同时间内、产生的热量之比
13．2∶1
【详解】通过甲、乙两个电热器的电流之比为
14． 220 电阻
【详解】[1]电饼铛正常工作时的电压是220V，这是因为我国家庭电路的电压标准为 220V。
[2]工作时电饼铛电阻丝发热而连接电源的导线几乎不发热，是因为导线的电阻较小。根据焦耳定律，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越小，产生的热量越少。电阻丝的电阻较大，所以发热明显；而导线采用电阻率小的材料（如铜）制成，电阻很小，因此几乎不发热。
15． 1.1 9×105
【详解】[1]电动机上标着“220V 2200W”字样，说明电动机的额定电压是220V，额定功率是2200W。
则电动机正常工作的电功率
P=2200W=2.2kW
工作时间
t=30min=0.5h
电动机正常工作消耗的电能
W=Pt=2.2kW×0.5h=1.1kW•h
[2]由P=UI可得，通过电动机的电流
则这段时间产生的热量
Q=I2Rt=（10A）2×5Ω×30×60s=9×105J
16．36
【详解】闭合开关，电阻R直接连接在电源两极，电流通过电热丝，电热丝把电能转化为内能，使电热丝的内能增加，温度升高，2s内电热丝产生的热量
17．(1)温度
(2) 电阻 通过的电流 电阻
(3) 电阻 并
(4)
【详解】（1）根据转换法可知，该实验用电阻丝加热密闭空气盒内的空气，使盒内气体的温度升高，体积增大，U形管内液柱上升，所以通过观察U形管内液柱的高度差来反映电流产生热量的多少。
（2）[1][2][3]只闭合开关S1，电阻丝R1、R2的阻值分别为10Ω、5Ω，空气盒中的电阻不同，因串联电路电流相同，这是想要探究电流产生的热量与电阻大小的关系，通电一段时间后，空气盒1升高的液柱比空气盒2升高的多，根据图像可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
（3）[1][2]为了探究电流产生的热量与电流大小是否有关，为了控制通电时间和电阻相同，可以将空气盒2内的电阻R2与电阻R3交换位置，根据电路图可知，同时闭合开关S1和S2，R2、R3并联。
（4）小明实验时，电路中R1与R2串联。小华实验时，R2、R3并联后再与R1串联。由串、并联电阻大小关系可知，小明电路总电阻大于小华电路的总电阻。两人实验的电源电压相同且不变，由欧姆定律可知，小明电路中的电流小于小华实验电路的电流。两次实验时左侧容器中均为电阻R1，小明和小华分别在实验中加热时间相同，由焦耳定律可知，小明实验中左侧容器中电阻R1产生的热量小于小华实验中左侧容器中电阻R1产生的热量，则两容器中U形管两液面的高度差。
18．(1)热
(2)高温
(3)
(4)1.32×105J
【详解】（1）电火锅是利用电流通过导体发热来加热的，故电火锅是利用了电流的热效应原理工作。
（2）由可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻越小，总功率就越大，当开关S和触点3、4接触时，R2与R3并联，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电火锅处于高温挡。
（3）开关S跟触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温挡，所以
（4）开关S跟触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温挡
电路在此模式下1min内消耗的电能
物理量
参数
额定电压
220V
中温挡功率
1100W
低温挡功率
440W
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
C
D
A
C
D
A
C
题号
11









答案
BD