九年级上册（2024）第十五章 电能与电功率15.4 焦耳定律测试题

这是一份九年级上册（2024）第十五章 电能与电功率15.4 焦耳定律测试题，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.夏天电冰箱正常工作一天，电流做功为W，电冰箱向周围空气散热为Q，则（ ）
A . W＜Q B . W＞Q C . W=Q D . W与Q大小无法判断
2.电磁波具有信息特征和能量特性。以下设备中，利用电磁波的信息特征进行工作的是（ ）
A . 手机 B . 消毒柜 C . 微波炉 D . 电吹风
3.晶晶的爸爸从商场买回一个电饼铛，在电饼铛的铭牌上标有“220V 1200W”字样．则该电饼铛正常工作1min，消耗的电能是 （ ）
A . 0.02kW B . 0.02kW•h C . 1200J D . 7.2×104W
4.图是一种电热水器中发热体的铭牌．下面的表述中错误的是（ ）
A . 电热水器在额定电压220V时产生1000W的电热
B . 电热水器在额定电压220V时产生1000W的电热功率
C . 电热水器的热效应是电流通过发热体的电阻时产生的
D . 电热水器正常工作20min，电流做的功是1.2×106J
5.下列主要是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A . 电视机 B . 电饭锅 C . 空调 D . 电冰箱
6.如果电烙铁、电视机和电风扇上都标有“220V 150W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量最多的是（ ）
A . 电烙铁 B . 电视机 C . 电风扇 D . 一样多
二、填空题
1.一台线圈电阻为0.5 Ω电动机，接在12V的电源上时，通过电动机线圈的电流为0.6A，那么该电动机此时电能转化成的机械能的效率为 ________ 。
2.某兴趣小组用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”。实验中R a=5Ω，R b=10Ω，分别密封在装有等量空气的相同瓶内，细玻璃管内有等高的相同液柱，该实验探究的是电流产生的热量与的 ________ 关系。当导体中的电流为1A时，通电10s，R b产生的热量是 ________ J， R a与R b产生的热量之比为 ________ 。如图乙所示玻璃管内液柱的高低是由 ________ （选填“瓶内的空气”或“玻璃管内的液体”）热胀冷缩导致的。

3.中医是祖国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎中药时的火候，某厂家生产了如图所示的一款全自动电煎药壶，简化电路如右图所示，其中S 2是一个温控开关，温度过高时自动断开。电煎药壶有“加热”和“保温”两个挡位，图中R 1＝121Ω，R 2＝1210Ω。电煎药壶在 ________ 挡位工作时，通过P点的电流更小。加热状态下，1min内电流通过R 1产生的热量为 ________ J。
4.电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω，正常工作的家庭用电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为 ________ A。若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是 ________ J。
5.小兰的奶奶觉得家里的电褥子太热了，小兰就把电褥子的电阻线截掉一小段，这样电褥子在使用时就 ________ 热了．（填“不”或“更”），除了热效应外，电流还有 ________ 效应．
6.我国北方输电线路覆冰严重时，会造成电力铁塔倒塌，供电中断等事故。对此国家电网采用一种“黑科技”一键除冰——直流融冰，即通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰。在融冰过程中能量的转化是电能转化为 ________ 能。某次融冰时，在导线两端加300V的电压，通过导线的电流为300A， 10min后覆冰脱落，在融冰过程中电流产生的热量为 ________ J。
7.一个电阻为20Ω的电炉，通过它的电流为10A，让它工作1min产生的热量为 ________ ．
8.已知电风扇线圈的电阻为 15Ω ， 若加在该电风扇上的电压为 220V ， 此时通过的电流为 1A。则电风扇的电功率为 ________ W ， 电风扇连续工作 10min产生的热量为 ________ J。
9.为了减少煤炭燃烧对环境的污染，达州市委要求推广使用天然气，天然气燃烧时，将 ________ 能转化为内能，小王将质量为5kg、温度为20℃的水烧开（在一个标准大气压下），水吸收了 ________ J的热量；若他家每天需要3壶同样的开水，至少需要燃烧 ________ m 3的天然气；如改用电热水壶烧水，则至少需要消耗 ________ kW•h的电能[c 水=4.2×10 3J/（kg•℃），q 天然气=1.68×10 7J/m 3]．
三、实验探究题
1.学完焦耳定律后，小萱同学找来了几个小型电加热器、一些水和食用油，自主设计了一个如图所示的实验，来验证“影响电热的因素”和比较“不同物质的吸热能力”。图中两小型电加热器串联，水中电加热器的规格为“12V40W”，食用油中电加热器的规格为℃“12V20W”，不考虑温度对加热器电阻的影响。
（1） 通电 1min 后杯中的水由20 ℃ 升高到23 ℃ ， 2min 后水温再升高到26 ℃ ，由此可以得出：导体的电阻和通过导体的电流一定时， ________ ，导体上产生的电热越多。
（2） 如果要想验证电加热器产生的电热与电阻大小的关系，且要尽可能地缩短实验的时间，应将 ________ 杯（选填“左”或“右”）中的液体换成100g的 ________ 。
（3） 如果想比较水和油的吸热能力，也要尽可能地缩短实验的时间，应将 ________ 杯（选填“左”或“右”）中的加热装置换成规格为“ ________ ”的加热器。
2.圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
（1） 实验中通过观察两个U形管中两端液面的高度来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，此时采用的实验方法是 ________ ；
（2） 甲图所示的装置用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 ________ 的关系，图中 ________ （填“左”或“右”）侧液面高度差较大；
（3） 乙图所示的装置用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 ________ 的关系，图中 ________ （填“左”或“右”）侧液面高度差较大。
四、计算题
1.电动机已广泛应用于我们的生产和生活中，它实现了电能向其它形式能的转化，如：电风扇消耗的电能转化为内能和机械能。下表是某品牌电风扇的铭牌参数，若此电风扇正常工作1h，求：
（1） 电风扇消耗的电能；
（2） 电风扇的额定电流；
（3） 电风扇线圈中电流产生的热量已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω)。
2.某压力传感器的电阻R会随着撞击力F增大而快速减小，变化图像如图甲所示。现将它接入电路（图乙所示）来做手机抗摔实验。闭合开关S，在传感器上方释放手机，手机屏幕向下撞到传感器的平台上（平台的质量不计），当撞击力为80N时屏幕刚好破裂。实验测得撞击前、撞击时和撞击后的电流随时间变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=30V，定值电阻 R0=10Ω。求：
（1）传感器未受到撞击时，电阻为多大？
（2）传感器受到F=40N撞击时，5s内压力传感器产生的热量是多少？
（3）通过计算说明此次实验中手机屏幕是否会破裂

3.如图为一电水壶的电路原理图，S是温控开关，R 1是电热管，R 2是定值电阻．当电水壶将水迅速加热到预定温度时，S自动切换而使水壶处于保温状态．已知加热时R 1的功率为1936W，保温时R 1的功率为100W．加热4min即可将壶中质量为1.2kg、初温为20℃的水烧开．不计温度对R 1和R 2电阻值的影响，已知当地气压为1标准大气压，c 水=4.2×10 3J/（kg•℃）．求：
（1） 电水壶加热时的电流；
（2） 电水壶的加热效率；
（3） R 2的阻值．
4.去年5月22日2时4分，青海省果洛族自治州玛多县发生7.4级地震，此次地震是我国自2008年汶川地震后的最强地震。某集团公司向灾区人民捐赠一批柴油发电，该柴油发电机说明书的部分内容如下表所示，现用一台该型号的柴油发给灾区一临时安置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是400m输电导线单位长度的电阻为2.5×10 -4Ω/m安置区用电器的总功率为44kW，当这些用电器都正常工作时：
（1） 输电线路中的电流是多少
（2） 线路损失功率是多大?
（3） 该柴油发电机工作过程每小时消耗特制柴油18kg，特制柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少?特制柴油的热值是2.6×10 7J/kg）
5.图甲是一款多功能电煮锅，图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关S2可以断开、接A或接B，R 1和R 2都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示。（R 1和R 2的电阻值不随温度变化而变化）
​
（1） 电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小？
（2） 高温挡的功率P高是多少？
（3） 为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅，可以采用能够存储2.2kW•h的移动电源对其进行供电，使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后，若调至低温挡进行保温，还可以正常工作多长时间？
五、综合题
1.小明对家里的一款电热水器进行探究，其中一些参数如下表所示。
（1） 电热水器正常工作，将水加热到适当温度，导线却不怎么发热，原因可能是______；
A . 导线的绝热皮隔热
B . 电流通过导线不产生热量
C . 导线的电阻比电热丝阻值小
D . 通过导线的电流小于通过电热丝的电流
（2） 当电热器功率为2000W时，若要求将40L、初温30℃的水加热到70℃需要的时间，除了需要水的相关物理量外，还需要的物理量是该热水器的 ________ ；
（3） 如图为该电加热器的简化电路图， R1、 R2、 R3是阻值不变的电热丝，a、b、c、d为金属触点，S为旋钮开关，转动旋钮可以将相邻两个触点连通。转动旋钮使S与 ________ 两个触点接通时电热器为2000W的挡位；（选填“ ab”、“ bc”或“ cd”）
（4） 小明认真阅读了使用说明书，对其中一些重要事项作了分析，其中分析不合理的是______。
A . “不能用湿手去拔电热水器插头”，因为湿手容易引起触电事故
B . “电热水器不能与多个大功率用电器同时使用”，是为防止电路中电流过大
C . “接入电压要与本机额定电压相符合”，因为热水器只有在额定电压时才能工作
D . “使用时插头要充分插入插座”，插头外露可能会使人触电，不安全
2.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
3.如图甲是一种传统的预热式电热水器，其部分参数如表1所示，如图乙是另一种即热式电热水器，其部分参数如表2所示。即热式电热水器较传统的热水器的优点在于：它没有储水箱，体积小巧，即开即热，不开不加热，节能且加热效率高。试完成：
（1）电热水器都是利用了电流的 ________ 效应；
（2）预热式电热水器水箱装满水后，至少需要通电加热 ________ s，可以将这些水由30℃加热至52℃；
（3）小聪家能安装这种即热式电热水器，请你根据掌握的物理知识判断他家的电能表是下面哪个 ________ （以下是电能表的规格）。
A. “220V 40A” B. “220V 30A” C. “220V 25A” D. “220V 20A”
（4）小聪查阅到所谓“防电墙技术”是指在电热水器电路和外壳之间加一个阻值高达1×106 Ω的隔离电阻，即便在异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，也可保证人体可能承受的电压低于12V的人体绝对安全电压。请你利用所学知识计算漏电的时候U人= ________ V，小于12V，所以防电墙技术能保证人的安全。（人体电阻按照1000Ω来计算）
表1：
表2：
4.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？
品牌
某品牌
型号
**-35X67Bh7
额定电压
220V
额定功率
55W
送风模式
普通/睡眠/智能
控制方式
遥控/触摸按键
毛重
6.40kg
净重
5.46kg
型号
AED6500S
最大输出功率
60kW
输出电压
220V-300V
每米单股铜导线电阻
2.5×10-4Ω
燃料
柴油
燃料热值
3.3×107J/kg
项目
额定电压（V）
低温挡功率（W）
中温挡功率（W）
高温挡功率
参数
220
550
1100
P高
额定功率/W
1500
2000
2500
额定电压/V
220
额定频率/Hz
50
加热温度范围/℃
5~70
最大容量/L
50
产品名称
××
产品型号
×××
容量
60L
额定频率
50Hz
额定电压
220V
额定压力
0.8MHz
额定功率
2200W
防水等级
IPX4
产品名称
××
产品型号
×××
额定功率
7500W
额定压力
0.6MHz
额定电压
220V
防水等级
IPX4
额定频率
50Hz
调温范围
35~55℃