初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律同步练习题

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律同步练习题，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.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
2.充电器是现代人生活中经常使用的功效型电子产品，如图是使用三合一充电器同时给三部手机充电的场景。下列说法正确的是（ ）
A . 三部手机之间是串联的连接方式
B . 手机的芯片主要是利用超导体材料制成的
C . 若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大
D . 充电宝给手机充电时，手机发热是电流的热效应
3.小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴，将一金属片接在学生电源上（如图所示），他将火柴放在哪个位置效果最明显（ ）
A . a点 B . b点 C . c点 D . 都一样
4.气凝胶是目前世界上密度最小的固体。这种新材料具有隔热、耐高温、绝缘性能强、坚固耐用、弹性好等特点。这种材料不适合制作（ ）
A . 电炉的电热丝
B . 乒乓球拍胶皮
C . 登山鞋底材料
D . 导线绝缘外皮
5.用来制作电炉、电饭锅、电暖气、电烙铁、电褥子等家用电器的发热体的材料可能是（ ）
A . 铜丝
B . 镍铬合金或锰铜合金
C . 铁丝
D . 铜丝或铁丝
6.一位英国物理学家于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
7.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.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
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.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
4.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
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.甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为 ________
2.如图， 甲为某高、低温两挡位电烤箱的内部简化电路，S 为手动开关， S 1 为自动控制开关，R 1 和 R 2 均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像，0 ﹣ 10min1均处于闭合状态，电烤箱为 ________ 温挡； 10 ﹣ 15min ，S 闭合 S 1 断开， 此时间段，R1产生的热量为 ________ J。
3.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。
4.如图所示三个同样的烧瓶装有相同质量的煤油，甲、乙两烧瓶是用来探究电热与 ________ 大小的关系．若通过电阻R 1的电流为2A，则1min内电阻R 1产生的热量为 ________ J．
5.某款家用电炖盅有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，R 1、R 2是电热丝，R 1＝1050Ω，R 2＝50Ω。电炖盅的旋钮开关处于图示位置时，为 ________ 挡位，通电10min，电流通过R 2产生的热量为 ________ J。
四、实验探究题
1.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．
2.如表是小明家电热水壶的铭牌．求：
（1） 电热水壶的电阻．
（2） 将1kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量．
（3） 要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间[不计热量损失，c 水=4.2×10 3J/（kg•℃）．
3.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。
五、计算题
1.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。
2.当空气湿度比较低时，很多人家里都会使用电热加湿器（如图甲），其工作原理如图乙，电热加湿器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出；当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开。
（1） 当电热加湿器以最大运行功率工作时，电热丝R 1的阻值为多大？
（2） 如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率正常工作，经过5min36s恰好使水沸腾产生水蒸气，求加热仓中水的质量？假设电热丝R 1产生的热量全部被水吸收，当地气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅°C)
（3） 电热加湿器以最低气雾量工作时，求气雾调节器R 2消耗的电功率？
3.近年来，我国家电产业迅猛发展，不仅成为全球家电制造第一大国，而且已成为全球智能家电第一大技术来源国。电饭煲是我国家电产品中的优秀代表之一，据海关统计，去年我国电饭煲出口金额约为进口金额的14倍，中国制造深受全球市场认可。如图所示，甲为某国产智能电饭煲的外观图，该电饭煲有 “快煮”、“精煮”、“保温”三种基本模式；乙为该电饭煲的基本原理简化电路图，额定电压 U0=220V；当 S1置于a、 S2置于d时处于“快煮”模式，电饭煲的额定功率 P1=1210W；当 S1置于a、 S2断开时处于“精煮”模式，电饭煲的额定功率 P2=484W；当 S1置于b、 S2置于c时，处于“保温”模式。求：
（1） R1 的阻值；
（2） 小明采用“精煮”模式将饭煮熟用时 t=50min ， 求该电饭煲一次精煮过程消耗的电能E；
（3） 该电饭煲保温模式下的额定功率 P3。
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.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10 6J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中水的质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．
（1） 热水器中的水吸收的热量Q 吸；[水的比热容c=4.2×10 3J/（kg•℃）]
（2） 热水器的效率η；
（3） 若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气（煤气的热值q=4.2×10 7J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
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
4.小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度．
（1） 根据 ________ 法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等．实验中是如何使A、B瓶中的电流相同的 ________
（2） 小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是 ________
A．因为煤油有颜色便于观察 B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度 D．因为煤油有比较小的比热容
（3） 实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快．这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ________ ，产生的热量越多．
（4） 小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升．下列实验中也用到这种思想和方法的是 ________ ．
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
D．将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况．
工作电压/V
220
工作频率/Hz
50
最大运行功率/W
40
储水箱容量/L
2.4
气雾调节器最大电阻/Ω
990