初中人教版（2024）第4节 焦耳定律同步测试题

这是一份初中人教版（2024）第4节 焦耳定律同步测试题，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.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（ ）
A . U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B . 通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C . 图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1∶2
D . 图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
2.当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是（ ）
A . 将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的1/2
B . 将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的1/2
C . 将电阻变为原来的1/2，通电时间变为原来的2倍
D . 将电压变为原来的1/2，电阻变为原来的2倍
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.把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作．该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）

A . 60J B . 36J C . 30J D . 6J
5.在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示。 R1和 R2均为电热丝，S 2是自动控制开关，可实现“低温挡” “高温挡”之间的转换。饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A . 当只闭合开关S1时，处于高温挡
B . 高温挡的功率为220W
C . 电阻R2的阻值为110Ω
D . 30min内电路消耗的总电能是6.6×104J
6.如图是一个油量表的示意图，滑动变阻器 R 2规格为“20Ω 1A”。闭合开关，当浮球最低时滑片P滑到 a端，电流表示数为0.3A，当浮球最高时，滑片P滑到 b端，电流表示数为0.5A。下列说法正确的是（ ）
A . 电阻R1的阻值为20Ω
B . 当浮球最高时，滑片P在B端，电流表示数0.75A
C . 在加满油后，1min内电阻R1产生的热量为450J
D . 电阻R1最小功率为7.5W
7.一度电可以（ ）
A . 使80瓦的电视机工作25小时
B . 使40瓦的日光灯工作60小时
C . 使100瓦的电烙铁工作10小时
D . 使1000瓦的碘钨灯工作5小时
8.电冰箱是我们日常生活中常见的家用电器，它涉及到许多热现象。以下关于电冰箱的说法中，正确的是（ ）
A . 冷冻室出现的“白霜”，是由水蒸气凝固形成的
B . 电冰箱内温度比较低，这是液体汽化放热造成的
C . 电冰箱散热器摸起来烫手，这主要是电流热效应造成的
D . 冷藏室的食品要用塑料袋包装以防“串味”，这说明分子在不停地做无规则运动
9.以下原理与应用上下对应正确的是（ ）
A . 扬声器
B . 麦克风
C . 电铃
D . 电风扇
10.如图将两电阻丝R 1、R 2串联起来，若R 1> R 2 ， 将两个相同的火柴同时放在电阻丝上，则通电后先被点燃的火柴是（ ）
A . R1上的火柴
B . R2上的火柴
C . 同时点燃
D . 无法确定
二、多选题
1.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
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.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
4.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
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
1.两电阻R 1=4Ω，R 2=6Ω，当它们串联接在电源电压为3V的电路两端，通过它们的电流之比I 1∶I 2= ________ ，加在R 1、R 2两端的电压之比U 1∶U 2= ________ ；当R 1、R 2并联接在原电路中，通过R 1、R 2的发热之比Q 1∶Q 2= ________ 。
2.小东家里的电热水壶的铭牌上标有“220V 1500W”字样。在烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻 ________ 。在额定电压下，烧开一壶水用时3min30s，这段时间内电热水壶中发热体产生的热量为 ________ J。
3.一台“220V 1000W”的电热水器，正常工作10min消耗的电能是 ________ J；如果它的电源线比标准的细，则它的电阻比标准电源线的电阻大，产生的热量 ________ 。
4.英国科学家 ________ 通过大量的实验总结得出：电流通过导体产生的热量根电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，为了纪念他对科学的杰出贡献，物理学中以他的名字命名为 ________ （填一个对应的物理量）的单位．
5.已知定值电阻R 1∶R 2=2∶3，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比I 1∶I 2= ________ ；若把它们串联在同一电路中，通电1分钟，R 1、R 2产生的热量之比Q 1∶Q 2= ________ 。
6.小华把两段阻值不同的电阻丝A、B（RA＞RB）串联后，分别放在装有等量煤油中通电一定时间如图所示．这是探究“电流通过导体产生的热量与 ________ 的关系”．通电后， ________ 瓶的煤油的温度升高一些．
7.超导材料，又称为超导体，是指在一定温度下电阻降为零的导体，具有零电阻和抗磁性两个基本性质。当电流流经超导体时，不发生热损耗，还可以形成强磁场，因此人们对超导体的研究从未停歇。1911年，荷兰科学家卡末林·昂内斯用液氮冷却汞，当温度下降到4K时，汞的电阻完全消失，属于低温超导现象。为了使超导材料具有实用性，人们开始了探寻高温超导体的历程，高温超导体是指温度为77K以上的超导材料。我国科学家赵忠贤等曾在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K。2018年，物理学家发现，氢化镧在大约170万个标准大气压、温度约为-23℃时转变为超导体。目前，已有科学家投入到15℃室温环境下的常温超导的研究，未来，超导材料可能将主要用于远距离输电、磁悬浮等科技领域。[注：热力学温标（符号为 T ， 单位为K）与摄氏温标的换算关系是 T=t+273.15K]
根据以上材料判断温度约为-23℃的超导体 ________ （填“属于”或“不属于”）高温超导体，解释超导体用于远距离输电的好处： ________ 。
8.一台标有“5 V 2.5 W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常工作1 min，消耗的电能是 ________ J，产生的热量是 ________ J。该电风扇工作时把电能转化为机械能的效率是 ________ 。
9.如图所示的是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的 ________ ，从而减小了导线的 ________ ，以达到减少输电线上电能损失的目的。
10.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”。接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。如图所示是探究电流产生的热量跟 ________ 的关系，若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 ________ J。
四、实验探究题
1.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•℃）．
2.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.某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R 1和R 2均为电热丝且电阻值恒定。
根据师生们的设计，求：
（1）电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量；
（2）电热丝R1的阻值；
（3）电烘箱在低温挡时正常工作时，R2的功率。
2.图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R 1、R 2为发热体，R 1的阻值为110Ω，通过S 1、S 2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220V，电熨斗消耗的最大功率为660W。
（1） 只闭合S 1 ， 求通过R 1的电流；
（2） 只闭合S 2 ， 求R 2在60s内产生的热量；
（3） 为适应更多衣料，小明对电路做了改造（如图丙）。当电熨斗控制开关S 1、S 2处于原低温工作状态不变时，移动滑片P，相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少？
3.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。
4.现代新型电饭锅，它采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示，其中R 1和R 2均为电热丝，S 1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。
求：（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）这30min内电饭锅产生的热量；
（4）产生的热量正好可以把2kg的水从室温20℃升高到100℃，求这个电饭锅的热效率。
5.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)。
六、综合题
1.如图甲为某大型商场的洗手间安装的自动感应干手器，其工作原理简化图如图乙所示：
干手器参数
（1） 当有人使用干手器时，光敏电阻R的阻值会变 ________ ，感应开关闭合，工作电路的电动机开始工作。
（2） 根据图和你自己的使用情况，下面分析正确的是（ ）
A . 自动感应干手器可以长时间的随便使用
B . 该自动感应干手器正常工作时只能吹热风
C . 自动感应干手器的外壳材质是导体材料
D . 自动感应干手器一定使用的是两孔插头
（3） 若某校科创小组的同学调查统计了该商场半天内顾客累计使用该干手器约1000次，平均每次使用时间为18s，干手器参数如上表所示，则该干手器半天消耗的电能约为 ________ kW·h。
（4） 该款干手器吹出热风温度参数为 35℃−45℃ ， 若想提高热风的温度，你的方法是 ________ 。（写出合理的建议即可）
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？
3.2023年的冬天，石室天府中学开展了主题为《鸡宝宝的“电妈妈”》物理跨学科实践活动，同学们在老师的指导下利用所学电学知识进行孵化箱的设计、制作和试验，并且一起见证了鸡宝宝“小四”和“小天”的诞生！
（1） 同学们首先对鸡蛋孵化的条件进行了调研，提炼了一些影响鸡蛋孵化的因素，你认为这些因素中不必考虑的是__________。
A . 保证鸡蛋的孵化环境干净卫生
B . 保证孵化箱内能正常通风透气
C . 保证孵化箱内的空气湿度适宜
D . 保证孵化箱发热电路电流恒定
（2） 对调研结果讨论后同学们确定了关于孵化箱设计的第一个问题，即要保持箱中温度始终在35~40.5℃之间，实现“恒温”。这里“恒温”的含义是当箱中温度达到所需温度后，发热电阻通电产生的热量 ________ 孵化箱散失的热量。
（3） 为了选择一个阻值合适的发热电阻，小楷同学将容积为 0.04m3的孵化箱中的空气加热到40℃后撤去加热源，发现箱内的空气降温5℃用时6.45s，发热电路电压取200V，查阅资料可知 c空气=1.0×103J/kg⋅℃ ， ρ空气=1.29kg/m3 ， 请你计算所需要的发热电阻的阻值大约为 ________ Ω。
（4） 为了能够更加自动化的控制孵化箱内的加热电路，小楷同学所在的小组设计了甲、乙两个恒温孵化箱控制电路，如下图所示，其中 R1为热敏电阻， R2为加热电阻，虚线框表示孵化箱，并对方案进行了简单说明。
甲方案：当孵化箱内的温度低于40℃时，发热电阻 R2在单位时间内产生的热量增加；当温度高于40℃时，发热电阻 R2在单位时间内产生的热量减少。
乙方案：当孵化箱内的温度低于40℃时，衔铁被弹簧拉到上端，加热电阻 R2通电；当温度高于40℃时，衔铁被吸下，加热电阻 R2断电。
随后老师提供了一个热敏电阻，其阻值大小随温度变化规律如图丙所示，如果使用这个热敏电阻实现“控温”，应该选取哪个方案进行试验呢？请你帮小楷选择可行方案，并说明理由 ________ 。
额定电压
220V
正常工作电流
高温挡
5A
低温挡
2A
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
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
额定电压
220V
电动机额定功率
50W
加热电阻丝功率
950W
每次干手时间
18S