沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 焦耳定律课时练习

这是一份沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 焦耳定律课时练习，共10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.取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，将带锡一面两端的M、N两点分别接触电池正、负两极，其中AB和CD段等长。发现锡纸条很快开始冒烟、着火，下列分析正确的是（ ）
A . AB段的电流比CD段的小
B . 正常情况下，较细的AB段会先冒烟
C . AB段和CD段的电压相等
D . 因电池电压很低，故此实验无危险性
2.下面的说法中不正确的是（ ）
A . 标有“220V 40W”字样的电烙铁，正常工作25h，耗电1kW
B . 标有“36V 60W”字样的灯泡，只有接在36V的电压下，灯泡才能正常发光
C . 两盏25W的电灯正常工作10h，耗电0.5kW•h
D . 1000W的电炉累计正常工作50h，耗电50度
3.小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关，两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R 1和R 2。 下列有关实验的说法不正确的是（ ）
A . 该实验应用的实验方法为控制变量法和转换法
B . 该实验采用串联电路的目的是控制通过两电阻丝的电流与通电时间相同
C . 闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动，可以增大电路中的电流
D . 闭合开关，一段时间后通过比较两支温度计示数的变化量来判断电阻丝产生热量的多少
4.教室中的饮水机在加热过程中，电能主要转化为（ ）
A . 机械能 B . 内能 C . 化学能 D . 光能
5.一度电可以（ ）
A . 使25W的电风扇正常工作4h
B . 使40W的日光灯正常工作25h
C . 使100W的电烙铁正常工作1h
D . 使1000W的电饭锅正常工作10h
二、多选题
1.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
2.一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
3.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S 1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84J热量
4.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
5.疫情封控期间，保温箱有效地解决了隔离餐送餐过程中容易失温的问题。某品牌保温箱内加热电路如图所示，电源电压恒定，S 2为三档旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R 1、R 2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R 1的中点。这个保温箱的低温档为12W，则（ ）

A . 开关S2接a时保温箱的电功率最大
B . 该保温箱利用了电流的热效应的原理
C . 保温箱中温挡和高温挡功率分别为16W和24W
D . 若选择低温挡加热，送餐2小时，保温箱消耗的电能为24J
三、填空题
1.若通过阻值为20Ω的电阻的电流为1A，则10s内电流产生的热量为 J．
2.阻值分别为5Q和10 Ω 的电热丝R 1、R 2串联使用，发热较快的是 ________ (选填“R 1”或“R 2”)。若5min内持续通过R 1的电流为2A，则R 1产生的热量是 ________ J。
3.英国物理学家焦耳经过大量实验研究：电流产生热量与哪些因素有关．得出结论：电流产生的热量与 成正比，与导体的电阻成 ________ 比，与通电时间成正比，这就是焦耳定律．
4.额定功率均为“220V 500W”的电吹风和电熨斗，都在额定电压下工作两分钟， ________ 产生的热量多，产生的热量为 ________ J。
5.小华设计了探究实验，如图所示，三个规格相同的锥形瓶内分别装有质量相同，初温同为16℃的煤油或水，①、②、③分别表示温度计序号。为探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”，应只闭合开关 ________ ，观察两支温度计 ________ （填温度计序号）的示数变化情况。
6.验电器是根据 ________ 原理制成的；家里的电饭煲煮饭是利用电流的 ________ 做功；路口的交通灯可以通过不同颜色灯光的亮灭指挥车辆交通和行人的交通行为，所以是 ________ 联。
7.钻木取火是通过 ________ 方式来改变物体的内能；电磁铁是利用电流的 ________ 效应来工作的；电饭煲是利用电流的 ________ 效应来工作的．
8.某同学有一个小电动机，其外壳上标有“3V1.5W的字样，经检测其电阻为2Ω，则该小电动机正常工作1min，消耗的电能为 ________ J，产生的热量为 ________ J。
四、实验探究题
1.小明在探究“电功率和电压关系”的实验中：
（1） 请用笔画线代替导线连接好图（甲）电路，要求：电压表测量L 2两端电压；
（2） 连好电路后，闭合开关，发现两灯均不发光，电压表示数接近电源电压，则故障可能是 ________ ；（写出一种即可）
（3） 灯泡工作时，将电能转化为内能和 ________ ；
（4） 开始实验后，发现两个灯泡的亮度接近，无法比较电功率大小。为了解决这个问题，在提供的器材中，小明选择两个阻值接近的电热丝代替灯泡，又设计了如下三种可行方案：
甲：如图（乙）所示，将电热丝R1和R2分别放入装有等体积水的烧瓶内，通电5 min后，通过温度计示数升高的多少，比较电功率大小；
乙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成乙醚；
丙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成煤油。
你认为以上哪个方案能最明显地比较出电功率的大小?请说明理由。
2.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示，两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）请你观察甲图左、右两侧U形管液面高度差，分析实验现象可得电阻丝R1和R2的大小关系是 R1 ________ R2。
（2）乙图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 ________ 的关系。
3.根据如图甲、乙、丙所示的实验装置回答以下问题：
（1） 图甲是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置，实验时，用相同的酒精灯和相同的加热方法给质量相等的沙子和水加热，实验发现沙子升温比水快，说明 ________ 的比热容大；
（2） 图乙是“比较酒精和纸片燃烧放出的热量”实验装置，实验前左边装置中烧杯里水质量为200g，燃烧皿里酒精质量为4g，则实验前右边装置中燃烧皿里纸片质量为 ________ g。关于酒精和纸片点燃的顺序有下列四种观点，你认为正确的是 ________ ；
A．必须同时点燃 B．必须先点燃纸片
C．必须先点燃酒精 D．先点燃哪个都行
（3） 图丙是“探究影响电流热效应因素”的实验装置，两个烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到某位置通电一段时间后，观察到温度计2示数上升得快些，由此可得到的初步结论是 ________ ；若要探究电流大小对电热的影响，除了用图丙中的器材外还需要增加 ________ ；
（4） 甲、乙、丙三个实验中，通过比较温度计升高的示数来比较被加热物体吸收热量多少的实验有 ________ 个。
五、计算题
1.小明家电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。
（1） 求该电吹风正常工作吹热风时电热丝的阻值；
（2） 正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是多少；
（3） 在用电高峰期，小明关闭家中其他用电器，只让电吹风通电，使其处于吹热风状态1min，电能表的圆盘转了30转，求此时电吹风的实际功率。
2.小聪的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲．小聪研发发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个档位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，R 2=7.2 Ω ， 低温功率为9W.求：
(1)座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少?
(2)加热片R1的阻值是多少?
(3)座椅垫处于“高温”档时，功率是多少？高温档5min能产生热量是多少焦耳?
3.一只电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1210 Ω。求：
（1） 电烙铁的额定功率；
（2） 电烙铁在额定电压下通电10分种产生的热量；
4.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？
5.某品牌电煎锅的简化电路如图所示，它分为高、中、低三挡，最大功率为990W。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。R 1、R 2、R 3为发热电阻，且阻值恒定。将电煎锅接入220V的家庭电路中，当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A；当开关S旋至2挡时，电路的功率为550W。某次用2挡烹饪中，用时1min将质量为50g、比热容为 4.0×103J/(kg⋅℃)的某种食物从20℃加热至119℃。求：
（1） 电阻R 1、R 2、R 3的阻值；
（2） 该次烹饪中电煎锅加热食物的效率。
六、综合题
1.目前市场上出现了一种新型热水器﹣﹣空气能热水器，它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量为Q 1 ， 消耗的电能为Q 2 ， 通过热交换使热水得到的能量为Q 3 ， 即Q 3=Q 1+Q 2 ， 所以它的热效率（ Q3Q2 的比值）可以达到300%～500%．问：[天然气的热值q=8.4×10 7J/kg，水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃）]
（1） 空气能热水器将100kg的水从15℃加热到温度升高40℃，水吸收的热量是多少？
（2） 若空气能热水器的热效率是400%，将100kg的水从15℃加热到温度升高40℃消耗的电能是多少？
（3） 这些热量相当于完全燃烧多少kg的天然气放出的热量．
2.电子秤因精准和便于携带已普遍取代杆秤．某科技兴趣小组根据理想电压表的内部电阻无穷大、并联在电路两端时通过它的电流几乎为零和表盘刻度均匀的特点，用电压为3V的电源U、阻值为10Ω的电阻R、理想电压表及其它元件制作了如图所示的简易电子秤．其中轻质托盘和弹簧的质量不计，当托盘中所称质量变化时，与电阻R相连的滑片P平行地上下无摩擦滑动，电压表示数与被测物体的质量成正比．当电子秤处于待称状态时滑片P停在最上端a点，电压表示数为0，当被测物体最大称量m=30kg时，滑片P刚好处于最下端b点．问：

（1） 当电子秤处于待称状态时，电路中的电流强度为多少？此状态下通电1min在电阻R上产生的热量为多少？
（2） 当电压表示数为U′=1.2V时，被称量物体的质量m′为多少？
3.冬季来临，小双为了让经常加班的妈妈回家后吃上香喷喷、热腾腾的汤菜，常用如图甲所示的电汤锅来煲汤。通过查阅相关资料，小双画出了电汤锅的简化电路图（图乙），其中发热电阻丝的阻值均为 80Ω ， 额定电压为 220V。通过旋钮开关，可实现保温、慢炖、快炖三种档位切换。
（1）当电汤锅处于保温档位时，电汤锅总电阻最 ________ ；
（2）小双对电汤锅的以下认识，你认为不合理的是 ________ ；
A．电汤锅的发热电阻有可能是用半导体材料制作而成
B．为防止触电事故，在清洗汤锅底前应该将拔出插头
C．水不宜加满汤锅，因汤沸腾溢出后可能会造成短路
D．电汤锅工作时，它主要利用了电流的热效应来工作
（3）小双通过观察发现，用电高峰时用电汤锅米煲汤所需时间比平常要长一些，她认为有可能是因为实际电压小于额定电压，于是进行了如下探究：在傍晚用电高峰时，关闭家里其他用电器，只让汤锅以快炖档工作，她发现在 5min内电能表的转盘转了250圈，电能表的铭牌如图丙所示，则她家用电高峰时家庭电路的实际电压为 ________ V；
（4）在以上探究的基础上，小双结合自己所学物理知识，她认为利用可以调节电压的学生电源或可以改变阻值的加热电阻丝对原电路进行微调，就能让汤锅在用电高峰时，仍然能在不同状态下正常工作。以下是她的一些初步设想，你认为合理且可行的是 ________ 。
A．保温时，由 P=U2R可知：利用学生电源将家庭电路电压提高，实现提高实际电功率
B．慢炖时，由 P=I2R可知：可以将电阻丝与 R4串联增大总电阻，实现提高实际电功率
C．快炖时，由 P=U2R可知：可以将电阻丝与 R2并联减小总电阻，实现提高实际电功率
物质
比热容c/[J·（kg·℃）-1]
密度ρ/（kg·m-3）
导电性
水
4.20×103
1.00×103
不导电
乙醚
2.35×103
0.71×103
不导电
煤油
2.10×103
0.80×103
不导电
热风温度
50~75℃
额定功率
热风时：1000 W
冷风时：120 W
额定电压
220 V
质量
0.5kg