初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）15.4 焦耳定律课时训练

这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）15.4 焦耳定律课时训练，共12页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.两根相同的电阻丝，将它们串联或并联接入电压相同的电源上，电路中产生相等的热量所需的时间分别为t 串和t 并 ， 则t 串：t 并等于（ ）
A . 1：4 B . 4：1 C . 1：2 D . 2：1
2.电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是（ ）
A . 铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热
B . 铜导线有绝缘层，所以不怎么热
C . 铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红
D . 通过电炉丝的电流比通过电线的电流小
3.所有推动社会发展的科学知识和规律，都是经过科学家们长期、严谨的科学探究得来的。下列关于科学家及其发现的陈述，不符合物理学实际的是（ ）
A . 法拉第通过实验首次揭示了电和磁之间的联系
B . 欧姆通过实验得出了电流与电压、电阻之间的关系
C . 安培总结出判断通电螺线管极性跟电流方向的关系的方法
D . 焦耳最先精确测定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系
4.小峰同学在学习了材料知识后对实验室中各元件的材料展开了一些设想，下列说法正确的是（ ）
A . 用铜丝密绕在瓷管上制成滑动变阻器
B . 用铁丝制作白炽灯的灯丝
C . 用超导材料制作电饭煲的加热盘
D . 用半导体材料制成LED灯的发光二极管
5.物理是以实验为基础的自然科学。下列有关物理实验的说法正确的是（ ）
A . 图甲：导线AB左右运动，电流表的指针发生偏转，这一过程与电动机的原理相同
B . 图乙：活塞压缩空气，硝化棉燃烧，这一过程与汽油机的做功冲程原理相同
C . 图丙：通电一段时间后，两个U形管中液面高度的变化不同，说明电流不同，产生的热量不同
D . 图丁：抽掉玻璃板后，两瓶中的气体颜色逐渐变均匀，说明气体分子在不停地做无规则运动
6.在寒冷的冬天，为了取暖，我国科研人员设计了一种带电源的智能控温加热手套，如图下列与加热手套工作原理相同的用电器是（ ）
A . 电热毯 B . 洗衣机 C . 电冰箱 D . 充电宝
7.电炉中的电阻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，这主要是因为（ ）
A . 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线消耗的电能很少
B . 通电导线的电流小于通过电阻丝的电流
C . 导线散热比电阻丝快
D . 导线的绝缘体隔热
8.下列家用电器中，主要是利用电流的热效应工作的是（ ）
A . 电暖器 B . 洗衣机 C . 电风扇 D . 电视机
二、多选题
1.一个电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，工作时通过它们的电流也相同，电动机正常运转，则在相同的时间内：（ ）
A . 电炉和电动机产生的热量相等
B . 电炉产生的热量大于电动机产生的热量
C . 电炉和电动机消耗的电能相等
D . 电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能
2.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 . 右侧电阻丝的阻值比左侧大
C . 通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D . 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
3.如图甲是灯泡L和电阻R的 I−U图像。将灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中，只闭合开关 S1时，灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是（ ）
A . 只闭合开关 S1时，灯泡L的电阻为4Ω
B . 再闭合开关 S2后，电流表的示数增大0. 4A
C . 再闭合开关 S2后，电路的总功率为1. 4W
D . 再闭合开关 S2后，在 1min内电阻R产生的热量为240J
4.下面的说法中正确的是（ ）
A . “220V 40W”的电烙铁，正常工作25h，耗电1kW
B . “36V 60W”的灯泡，只有接在36V的电压下，灯泡才能正常发光
C . 两盏“220V 25W”的电灯工作10h，耗电0.5kW•h
D . “220V 1000W”的电炉正常工作5h，耗电5度
5.要使电热器在单位时间内供热减少一半，以下方法中正确的是（ ）
A . 电压不变，电阻增大到原来的2倍
B . 电阻丝不变，把通过它的电流减少一半
C . 保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半
D . 把电热器的电阻和加它两端的电压均减小一半
三、填空题
1.最先精确地确定了电流通过导体产生的热量（电热）与电流、电阻和通电时间关系的物理学家是 ________ ；将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为 ________ J。
2.某品牌家用吸尘器及其铭牌如图所示，正常工作10秒时间内电动机做总功为 ________ J，若电动机线圈电阻为10Ω，10秒时间内电动机线圈发热量是 ________ J，该吸尘器电动机的效率为 ________ %（保留整数）。
3.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个档位，其简化电路如图所示，R 1、R 2是电热丝，R 1=1050Ω，R 2=50Ω。开关S接“1”时，电热壶为 ________ 档位。开关S接“2”时，通电5min，电流通过R 2产生的热量为 ________ J。
4.图甲是模拟调光灯。电源电压为4.0V；小灯泡额定电压为2.5V，电流随电压变化的I﹣U图像如图乙所示，小灯泡两端电压达到0.4V时“刚亮”；铅笔芯长30cm、阻值为30Ω，其阻值与长度成正比。回形针A固定在铅笔芯右端，回形针P可以在铅笔芯上自由滑动。闭合开关，P滑到距A点20cm处，接入电路的铅笔芯两端电压是灯泡两端电压的4倍，铅笔芯在1min内产生的热量为 ________ J；小灯泡工作时，从“刚亮”到正常发光，实际功率变化范围为 ________ 。
5.小杜家电风扇的铭牌上标有“220V，110W”的字样，其线圈电阻是2 Ω。若该电风扇正常工作30min，则线圈中产生的热量是 ________ J。若他家电能表的铭牌上标有“220V，10A，2000r/（kW·h）”，则该电风扇单独正常工作1h，电能表的转盘转 ________ 圈。
6.用带电体接触验电器的金属球，验电器的金属箔会张开，这是因为 ________ （ 选填“同种”或“异种”）电荷相互排斥。电炉中，电炉丝热的发红而导线却几乎不发热，说明电炉丝的电阻远远 ________ （选填 “大于”或“小于”）导线的电阻。
7.如图是家庭生活中常用的烘鞋器原理图，其工作电压为220V，有高温、低温和不开启三个挡位。已知R AB=50Ω、R BC=60Ω。要使其处于高温挡，开关S应接 ________ ；当处于低温挡加热5min时，电路产生的热量是 ________ J。

8.某型号电压力锅简化电路如图所示，它有“低温”和“高温”两个挡位。 R1、 R2是电热丝， R1=110Ω ， R2=440Ω。当开关S与a、b断开，并与c接通时，为 ________ 挡位，该挡位通电 20min ， 电流产生的热量为 ________ J。
9.实验小组采用如图的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”实验中所用电阻大小均为5Ω。如图所示是探究电流产生的热量跟 ________ 的关系，若流经甲容器的电流为2A，那么通电3min右侧的乙容器内电阻产生的热量为 ________ J。

10.如图，将包装口香糖的纸剪成中间较窄的细条，然后将锡箔细条的两端连接电池正负极，很快发现细条中较窄处 ab段开始冒烟起火，这是因为细条将电池短路。若 ab段长度等于 bc段长度，则 ab段电阻 ________ bc段电阻，此时 ab段电流 ________ bc段电流（以上两空选填“大于”“等于”或“小于”）。
四、实验探究题
1.为探究电流产生的热量与什么因素有关，小明将阻值不同的电阻丝 R 1和 R 2（ R 1< R 2）分别密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，实验电路如甲和乙所示，电源电压相同且不变。
（1） 实验中，电流产生的热量多少是通过 ________ 体现出来的，该研究方法是 ________ 。
（2） 利用图甲电路可探究相同时间内电流产生的热量与 ________ 的关系。
（3） 甲、乙两电路同时闭合开关，相同时间内气球 ________ （选填“A”、“B”、“C”或“D”）所在烧瓶内的电阻丝产生热量最多。
（4） 用图丙装置替换甲、乙两电路图中的装置，这样设计的优点是 ________ （写出一点），图丙烧瓶中的液体应选择 ________ （选填“水”或“煤油”）更好些。
2. 南京是实在的“火炉”，2009年5月，温度就达到35℃，可见今年夏天的温度仍然很高，持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场，调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．根据学过的物理知识回答：
（1） “超负荷”是指如图所示 ________ （选填“①”或“②”）中所示情况；
（2） 使火灾发生的理论依据是 ________ ；
（3） 请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施 ________ ．
3.以下是物理课本《焦耳定律》中节选的部分内容，请你阅读后解答下列问题：
（1） 在实验中，观察U形管中液面高度差的目的是为了比较 ________ ；
（2） 通电一段时间后，发现其中一个U形管压面高度几乎不变，其原因可能是 ________ ．
（3） 排除故障后，观察到U形管中液面高度如图所示，这表明在 ________ 和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与 ________ 有关．
五、计算题
1.某种带保温功能的电热水壶，其发热部分电路如图所示。已知电源电压 U=220V保持不变，电阻丝 R1=110Ω、 R2=88Ω。通过调节开关 S1、 S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换；当水温降到 60℃时，电路自动切换成低温挡进行保温。已知 c水=4.2×103J/(kg⋅℃)。
（1） 当电热水壶处于中温挡时，求电热水壶消耗的电功率；
（2） 当电热水壶分别处于高温挡与低温挡时，求通过电阻丝 R1的电流之比；
（3） 用电热水壶高温挡把 m=2kg的水从 t1=28℃加热到 t2=100℃ ， 自动断电，其中电热水壶加热效率 η=84%。当电热水壶中水温降到 60℃时，继续保温 t=1.8h ， 问电热水壶这次加热和保温一共消耗多少度电？
2.在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机，其原理示意图如图a所示，游人手戴拳击手套，击打A装置，A通过压杆与压力传感器接触，压力传感器的电阻值 R会随所受压力大小发生变化。电压表的示数可反映出打击力的大小。已知电阻 R 0=120Ω，压力传感器表面能承受的最大压力为4000N。压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图b所示。若在某次游戏过程中，游人用力 F=2000N的力击中装置A，此时电压表的示数为1.5V。（电源电压恒定不变）
（1） 此时经过 R 0的电流是多少？
（2） 电源电压是多少？
（3） 若游人以 F=1000N的力击中装置A，时间持续了2s，整个电路在这段时间内产生的电热是多少？
3.前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议，其实这款马桶盖为中国杭州生产，如图甲所示．部分参数如表和加热原理如图乙所示．感应开关S闭合，保温座圈开始加热，再闭合开关S 0洗净装置喷出热水．[C 水=4.2×10 3J/（kg•℃）、ρ 水=1.0×10 3kg/m 3）]试问：
（1）R2的阻值是多少？
（2）若洗净装置喷水时将水由20℃加热到40℃，该装置加热的效率是多少？
（3）若保温座圈加热5min，洗净装置工作1min，共需要消耗多少J电能？
六、综合题
1.在一次课外实践活动中，某小组对一款家用电吹风（如图甲所示）进行了深入探究。

（1）小聪先在购物平台上查到了这款电吹风的宣传广告，你认为他对其中部分广告内容的理解，不合理的是 ________ ；
A.电吹风配有“加粗纯铜电线”，可以大量减少导线上产生的电热
B.“外壳使用了绝缘阻燃的材质且配置了三脚插头”，可预防短路事故
C.“额定功率1600W”，若吹同一个人的湿发，功率越大将越快吹干头发
D.“恒温57℃不伤头发”，电吹风设置成恒温档时，热风温度稳定适宜
（2）小玲在拆解电吹风之前，观察到电吹风有两个挡位（“冷风”和“加热”），以及对应的风速档按键，她猜想并设计了如图乙所示的电路图，你认为她设计的电路可能存在什么问题？ ________ ；
（3）小玲拆解了电吹风后，发现内部存在两根电热丝，如图丙所示。她认为高温档时两根电阻丝应该是并联的。接着她利用了2节干电池及其他器材，用伏安法测出了这两根电阻丝并联时的等效电阻约50Ω。若在家庭电路中，该电吹风处于高温档工作时，则电热丝的功率约为 ________ W；
（4）小丽用电能表和停表正确测量了电吹风单独接在家庭电路中的电功率。她发现风速相同时，高温挡和冷风挡的功率之差约为600W，与铭牌参数接近，而与小玲测算出的电热丝功率差距却很大。请推测造成这一现象的主要原因可能是什么 ________ ？
2.小明家购置了一台集加热和保温为一体的温热饮水机，其铭牌如下表所示．如图所示是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R 1是分压电阻，R 2是供加热时的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态．
（1） 在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2） 正常工作时该饮水机将最大容积的水从20℃加热到100℃，用时4min．求水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率；[C 水=4.2×10 3J/（kg•℃）]
（3） 如果要使R 2在保温状态时的功率是550W，求R 1的阻值．
3.家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，下图是该用电器的工作原理图．先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab开始加热，发光二极管L正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固．旋转开关接ab时电路消耗的总功率为1522W，旋转开关接cd时电路消耗的总功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，发光二极管L规格为“2V 0.2W”，R 1是加热电热丝，R 2是保温电热丝，R 0为保护发光二极管正常工作的限流电阻．（忽略温度对电阻的影响）
（1） 用电器正常工作时，求保温电热丝R 2的电阻值．
（2） 液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了多少热量[c 液=1.8×10 3J/（kg•℃）]
（3） 温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了6分40秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少？
4.图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b．通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为 4.2×103J/(kg⋅℃)、密度为 1.0×103kg/m3 ， 沸点为100℃．
（1） 加热仓中的水变成水蒸气属于 ________ （选填“液化”“汽化”）现象：
（2） 已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率；
（3） 若消耗电能 1.2×104J ， 可使加热仓内 3.0×10−5m3的水从20℃加热至沸腾，求：
①加热仓内水吸收的热量；
②电热加湿器的加热效率。
额定电压
220V
洗净装置
出水量
0.9kg/min
加热功率
1800W
保温座圈功率
55W
额定频率
50Hz
环境温度
10℃～38℃
加热功率
2200W
最大容积
1.5L
额定电压
220V
制热水能力
≥90℃5L/h