初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第3节 焦耳定律课后作业题

这是一份初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第3节 焦耳定律课后作业题，共13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。
1.两条电热丝串联在电路中，在相同的时间内产生热量较多的是（ ）
A . 通过电流较大的电热丝
B . 电阻值较大的电热丝
C . 电压较小的电热丝
D . 电阻值较小的电热丝
2.电话手表放在充电器上时，其内部接收线圈产生感应电流，从而实现给手表电池充电。下列（如图）与此原理相同的是（ ）
A . 电热水壶
B . 电风扇
C . 电磁起重机
D . 手摇发电机
3.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 . 图甲实验中小磁针对通电导线没有力的作用
B . 图乙装置可用来探究发电机工作的原理
C . 图丙装置可用来探究电热与电流大小的关系
D . 图丁装置可用来探究导体长度对电阻大小的影响
4.在物理学发展的漫长历程中，有众多的科学巨人披荆斩棘，为推动社会发展做出了卓越的贡献。下列关于科学家及其发现的陈述，不符合物理学发展实际的是（ ）
A . 奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，揭示了电和磁现象之间的联系
B . 欧姆深入研究了电流与电压、电阻之间的关系，最后归纳出欧姆定律
C . 焦耳经过研究得出了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系
D . 牛顿经过研究通电螺线管周围的磁场分布特点，总结出了右手螺旋定则
5.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
6.如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R 1产生的热量为200J。下列结果正确的是（ ）
A . 电源电压为10V
B . R1的阻值为18Ω
C . 滑动变阻器R的最大阻值为9Ω
D . R1先后两次消耗的电功率之比4∶3
7.一位英国物理学家于1840年通过大量实验，最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，他是以下哪位科学家（ ）
A . 伏特 B . 安培 C . 焦耳 D . 欧姆
8.时代的发展离不开物理巨人，下面说法不正确的是（ ）
A . 欧姆——发现 I=UR——电阻不是由电压和电流决定的
B . 焦耳——发现Q=I2Rt——小区线路升级，换更细的导线可减少热损
C . 安培——右手螺旋定则——判断通电螺线管的磁场方向
D . 法拉第——发现了电磁感应原理——制成发电机
9.新冠疫情暴发以来，负压救护车（如图所示）因其作用突出，被称作“生命的摆渡车”。其最大特点是负压，空气在自由流动时只能由车外流向车内，并将车内空气通入特制的电热丝容器进行高温消毒后排出，以避免更多的人交叉感染。车上配备了呼吸机、除颤仪、心电监护仪等设备，安装了消毒灯、供氧接口等。关于救护车中的电现象，下列说法中错误的是（ ）
A . 仪器设备后的散热孔是为了散发由于电流热效应而产生的热量
B . 仪器通电后，导线中的电子经电源负极、仪器、电源正极做定向移动形成电流
C . 高温消毒使用的电热丝应该选择电阻较小、熔点较低的铅锑合金来制成
D . 呼吸机、心电监护仪并联，使用三孔插座可以避免仪器外壳带电时发生触电危险
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.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
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.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
5.一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
三、填空题
1.小芳家夏天常用的“电热驱蚊器”是利用电流的 ________ 效应工作的，发热元件是一个阻值为1000Ω的电阻，接在照明电路中通电100s产生的热量为 ________ J．
2.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3 V，电阻丝 R1=10Ω,R2=20 Ω，两气球相同.闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到 ________ 气球先鼓起来.通电1m in，R 2产生的热量为 ________ J.
3.3D打印机是一种可快速成型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体。家用3D打印机所使用的丝材原料是PLA塑料，3D打印机喷头主要是利用电流的 ________ 效应；在没有其它用电器工作的情况下，该3D打印机工作40min，图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为 ________ W。
4.在新型冠状病毒疫情防控期间，经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它不完整的工作原理图，原理图中有定值电阻R 0和红外线热敏电阻R，红外线热敏电阻R的阻值随人体温度升高而减小。虚线框中的R 0和R应该是 ________ （选填“并联”或“串联”）连接的，测温枪的示数是由电压表示数转换出来的，温度越高其示数越大，由此分析出电压表应该与 ________ （选填“R 0”或“R”）并联，被测人体的温度越高，一定时间内R 0产生的热量就 ________ 。
5.小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫（原理如图所示），发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，S为挡位切换开关，R 1和R 2为电热丝，电源电压为24V，R 1=16Ω，若开关切换到3时，电路处于 ________ 挡，此时电路中的电流是1A，则电热丝R 2工作1min产生的热量 ________ J。
6.某型号电饭煲有加热和保温功能，图为其内部电路原理图，R 1的阻值为60.5Ω。当开关S接触点2时，电饭煲处于 ________ 状态；当加热状态下，电饭煲1min内消耗电能为 ________ J。
7.家用电风扇的电动机线圈电阻为2Ω，正常工作时，通过的电流为2A，通电10分钟，电风扇消耗的电能为 ________ J，线圈产生的热量为 ________ J。
8.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。

四、实验探究题
1.小明和小芳用如图所示装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验。
（1） 小明猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持他猜想的现象是 ____。
A . 接线板上接入的用电器越多，接线板的导线越容易发热
B . 电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却几乎不热
（2） 如图实验装置通过比较 U 形管内 ________ 可以比较容器内电流产生热量的多少，这种研究方法称为 ________ 法。
（3） 小芳用乙装置可探究电流产生的热量与 ________ 的关系。将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在 ________ (填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多。如果乙装置中 R 3发生了断路，则与断路前相比较，通电相同时间，右侧 U 形管中液面的高度差将 ________ (选填“变大”、 “变小”或“不变”)。
（4） 通过实验可知，超导材料 ________ (填“能”或“不能”)作为电饭锅的发热部件。
2.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。
3.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。
五、计算题
1.图甲是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V；0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求：
（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。
2.某款具有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，电路图如图。电源电压恒为220V，R 1、R 2是电热丝，R 1＝242Ω，R 2＝121Ω，S为选择开关，可选择不同挡位进行加热。求：
（1） 电加热器处于低温挡位时的工作电流；
（2） 选择开关S接触“3”“4”两个触点时，通电1min，电流产生的热量；
（3） 电加热器处于高温挡位时的功率。
3.小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R 1＝20Ω、R 2＝30Ω，请计算：
（1） S 2闭合，S 1、S 3断开时，电路中的电流；
（2） S 3断开，S 1、S 2闭合时，通电5min电路消耗的电能；
（3） 该电路的最大功率和最小功率之比。
4. 某电吹风的简化电路图如图所示，R 1、R 2是电热丝，M是电动机，开关S闭合，S 1、S 2断开时吹冷风，通过电动机的电流为0.5A；S、S 1闭合，S 2断开时吹温风，R 1的阻值为110Ω；S、S 1、S 2均闭合时吹热风，电吹风的总功率为1100W。求：
（1） 吹冷风时电动机的功率；
（2） 吹温风时电路中的总电流；
（3） R 2的阻值。
六、综合题
1.小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸．下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的部分过程中电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象．
请解答下列问题：
（1） 豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2） 豆浆机正常工作做一次豆浆，消耗的电能是多少？
（3） 在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转．此时电路的实际功率是多大？
2.为反对浪费，响应光盘行动，小明为自助餐厅的餐桌设计了光盘仪.餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示.电源电压3V不变，提示器的电阻R 0恒为50Ω，传感器R 1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示.开关S闭合后，问：
（1） 根据表中数据，当载盘台所载质量是100 g时，R 1的阻值是多少?电路中的电流是多少?
（2） 在第（1）问的基础上，通电5s，电流通过R 1产生的热量是多少?
（3） 当电路中的电流达到0.03 A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100 g，此时盘内剩余食物的质量是多少?
3.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．
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？
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
型 号
SYL﹣624
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电机功率
120W
加热功率
1210W
容量
1000mL
载盘台所载物体质量m/g
100
110
120
130
140
150
160
传感器R1/Ω
100
90
80
70
60
50
40