沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 焦耳定律综合训练题

这是一份沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 焦耳定律综合训练题，共11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。
1.一台电风扇通电后电流I随时间t变化的图象如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q 1 ， 后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为Q 2。忽略温度对电阻的影响，则（ ）
A . Q1=Q2
B . Q1＞Q2
C . Q1＜Q2
D . 条件不足，无法比较Q1和Q2的大小
2.在如图甲所示的电路中，电源电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R 1=8Ω，R 2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法错误的是（ ）
A . 定值电阻R2=4Ω
B . 电源电压为6V
C . 电压表的最大示数为4.5V
D . 滑动变阻器滑片滑到右端N时，闭合开关，通电1分钟R2产生的热量为540J
3.关于物理知识在生活中的应用，下列说法中错误的是（ ）
A . 拍打干净衣服上的灰尘利用了惯性
B . 茶壶利用了连通器的原理
C . 电饭锅工作利用了电流的热效应
D . 电动机是根据电磁感应现象制成的
4.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
5.下列用来防止电热危害的物体是（ ）
A . 供取暖用的电褥子
B . 电暖器的散热片
C . 电熨斗的金属外壳
D . 电视机上的散热窗
6.下列关于四幅图片的叙说，正确的是（ ）
A . 甲图：该仪表应与被测电路并联使用。闭合开关前指针偏左，则需调零后再使用
B . 乙图：在M、N之间接入一根细长的铅笔芯，可以探究导体的电阻与材料的关系
C . 丙图：U形金属箔两端与电池两极连接很快就变热，这展示的正是电流的热效应
D . 丁图：安培通过大量的实验得出，导体的电流与其两端的电压和它的电阻都有关
7.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磁效应的原理
C . 保温箱中温档和高温档功率分别为16W和24W
D . 若选择低温档加热，送餐2小时，保温箱消耗的电能为24J
8.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
9.如图，甲、乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是（ ）
A . 通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少，利用了等效替代法
B . 甲实验通电一段时间后，右侧容器内空气吸收的热量更多
C . 乙实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D . 乙实验通电一段时间后，左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为2∶1
二、填空题
1.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。
2.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= ________ 。
3.某饮水机有加热和保温两个档位，其工作原理如图所示，S是一个温控开关，R 1为阻值为44Ω的电加热管，R 2是定值电阻，R 2=200Ω。当饮水机处于保温状态时， ________ 灯亮；饮水机处于加热状态，R 1在100s产生的热量为 ________ J。（不考温度对电阻的影响，且不计红、绿指示灯的阻值）

4.用一只标有“220V，880W”的电热壶烧水，忽略温度对电阻的影响以及热量的损失，该热水壶电阻丝的阻值为 ________ Ω，把它接入220V的电源上时，在10min内可将一壶水烧开，此时水吸收的热量为 ________ J，若把它接入110V的电源上，烧开同样一壶水所用的时间为 ________ min。
5.两电阻R 1：R 2=1：2，将它们串联在电路中，它们两端的电压之比为 ________ ，相同时间内电流通过电阻产生的热量之比为 ________ ．
6.小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW·h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为 ________ kW·h，电动机线圈产生 ________ J的热量。
7.路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，通过后排接口可以同时连接多台电脑，各接口之间的连接方式是 ________ 的。工作时间长了，外壳发烫，是由于电流的 ________ 效应。
8.已知某电动机正常工作的电压为220V，电阻为5Ω，通过的电流为10A，则5min内电动机产生的热量为 ________ J；若这些热量的80%被散热油吸收，这些热量可以使质量为4kg的散热油的温度上升 ________ ℃．[c 油=2.0×10 3J/（kg•℃）]．
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.在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如表所示．水的比热容为c=4.2×10 3J/（kg•℃）．
请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：
（1） 水所吸收的热量；
（2） 电磁炉的实际功率；
（3） 电磁炉烧水的效率．
四、计算题
1.（二）考向2 实际应用类
某简易植物工厂，为了给植物提供光和热，君君、辉辉、阳阳共同设计了如图所示的电路图.小灯泡L的规格是“12 V6 W”.电源电压为12 V，R 为加热电阻，阻值大小为6Ω，求：
（1） 请帮助君君同学算出只闭合 S 2 通过 R 的电流；
（2） 请帮助辉辉同学算出只闭合 S 1 灯泡 L的电阻；
（3） 阳阳同学闭合S 1、S 2后，通电10 min，求 R 产生的热量和电路消耗的总电能.
2.寒假期间，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉（如图甲），铭牌上标有“220V 484W”字样，电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作，将其单独接入家庭电路中，观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次，忽略温度对电阻的影响。
（1） 求电炉电阻丝的阻值；
（2） 求检测时电炉的实际功率；
（3） 小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下，她拆下整根电阻丝并分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝；将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，坐垫的最大功率为27W，求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。
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。
4.一个额定功率为2000W的电热水壶，连续加热210s，可使壶内2kg的水温度升高45℃，已知c 水=4.2×10 3J/（kg•℃），求：
（1） 此过程电流所做的功；
（2） 此过程电热水壶的热效率．
5.（如图所示，电水壶的规格为“220V，1210W”、电热水器的规格为“220V，2420W”、电能表上标着“3000revs/（kW·h）”。当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动165转，用时180s；在电路中单独使用电热水器时，用时6min。导线、电水壶和电热水器的电阻不随温度变化。求：
（1） 电水壶和电热水器的电阻；
（2） 单独使用电热水器时导线上产生的热量。
五、综合题
1.一款电热水壶工作时有两挡，分别是加热挡和保温挡。其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位），已知R 1=44Ω，R 2=2156Ω，外界气压为一个标准大气压， 求：
（1）当开关S置于 ________ （选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热挡，它的功率是多大？ ________
（2）保温状态下电路中的电流是多大？ ________
（3）保温状态下电路5分钟产生的热量是多少？ ________

2.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？
3.某兴趣小组模拟冬季温房自动化加热和保温的电路，如图所示．光控开关 S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点． R 1、 R 2为电热丝， a、b间电压 U = 24V， R 1 = 72Ω，晚上电路的发热功率为12W．
（1） 保温时 S应处于 ________ （选填“闭合”或“断开”）状态；
（2） 求 R 2的阻值；
（3） 求该电路白天工作5min所产生的热量．
4.程新同学为奶奶网购的电热饮水机。如图所示是该热水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S 2自动控制），该饮水机铭牌如下表，试回答以下问题：
（1） 当饮水机处于加热状态时温控开关S 2应处于什么状态？
（2） R 1和R 2的电阻值各是多大？
（3） 在某时间段，该饮水机的实际电压为242V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（ρ 水=1×10 3kg/m³，忽略温度对电阻的影响，饮水机在该电压下未损坏，计算结果保留整数）
观察对象
有关记录
研究活动
电磁炉
铭牌
U额=220V
P额=1kW
①用电磁炉加热一壶水（水的质量m=2kg，初温t0=30℃）
②关闭家里其它用电器．只将该电磁炉接入电路烧水，观察到电能表表盘在5min内转了150r，最后测得水的温度 t=50℃
电能表
铭牌
220V 10
（40）A
50Hz 2000r/kW•h
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
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
额定电压
220V
最大容积
2L
额定加热功率
400W
额定保温功率
40W