初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）15.4 焦耳定律随堂练习题

这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册（2024）15.4 焦耳定律随堂练习题，共21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.小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为 5Ω和 10Ω的电阻丝 R1、 R2 ， 闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。根据上述实验，下列说法中正确的是（ ）
A . 此实验探究的是电流产生的热量与电压的关系
B . 此实验探究的是电流产生的热量与电流的关系
C . 此实验探究的是电流产生的热量与通电时间的关系
D . 此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少
2.电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连接的输电导线却不太热，这是因为（ ）
A . 通过电炉丝的电流比较大
B . 电炉丝的电阻比较大
C . 以上两种说法都对
D . 无法确定
3.图是家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ）
A . 空气开关内电磁继电器利用了电流的热效应工作
B . 白炽灯丝由电阻率小、熔点高的超导材料制成
C . 螺丝口灯座的丝口应该接火线，才能满足电压为220V
D . 入户零线C点处断开，闭合灯泡开关，测电笔先后插入插座的左右插孔，氖管都能发光
4.在研究电热跟哪些因素有关的实验中，为了比较电流通过两段不同的金属丝产生的热量跟电阻的关系，实验时，应保持相同的物理量是（ ）
A . 通过它们的电流和加在它们两端的电压
B . 通过它们的电流和加在它们的电阻
C . 通过它们的电流和通电时间
D . 通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间
5.我国年仅24岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，“魔角”石墨烯的电阻突然消失。如果把这一技术应用于生产，它不能用来制作的是（ ）
A . 电饭锅 B . 电磁铁 C . 电动机 D . 输电导线
6.下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系（ ）
A . 牛顿 B . 焦耳 C . 欧姆 D . 法拉第
7.下列生活实例中，属于利用电流热效应工作的是（ ）
A . 利用排气扇通风换气
B . 给电脑显示器安装散热窗
C . 利用抽油烟机吸油烟
D . 定期给家用电器通电驱潮
8.灯泡通电后灯丝已经热得发光，而连接灯泡的导线却不怎么热，其原因是（ ）
A . 导线的绝缘皮隔热
B . 导线散热比灯丝快
C . 通过导线的电流小于通过灯丝的电流
D . 导线的电阻远小于灯丝的电阻
9.一度电用途很大，关于它的下列说法，不正确的是（ ）
A . 额定功率200W的洗衣机工作5小时
B . 额定功率1000W的空调工作1小时
C . 额定功率40W的日光灯工作25小时
D . 额定功率40W的电烙铁工作40小时
10.1度电可以供220V 20W的用电器正常工作多少小时（ ）
A . 10 B . 50 C . 100 D . 500
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
2.一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.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.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.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.将阻值为R 甲=40Ω和R 乙=10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是 ________ ．若将两电阻并联后接在4V的电源上，1min内两电阻产生的总热量为 ________ J．
2.据报道：近几年有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良所造成的，教训十分深刻．线路连接处接触不良引起火灾的原因是：当线路连接处接触不良时，该处的电阻将 ________ （减小/增大），电流通过该接触处产生的热量 ________ （减少/增多），从而使局部温度升高，同时接触处的电阻又将随着温度的升高而 ________ （减小/增大），形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾．
3.南康市目前约有36.5万户居民，以每户使用的照明灯具平均功率为200W计算，若参加“地球1小时”﹣﹣全球熄灯秀活动，将节省电能约 kW•h，相当于完全燃烧 m 3天然气释放的能量．（天然气的热值为4.0×10 7J/m 3）
4.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。
5.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）

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. 南京是实在的“火炉”，2009年5月，温度就达到35℃，可见今年夏天的温度仍然很高，持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场，调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮．根据学过的物理知识回答：
（1） “超负荷”是指如图所示 ________ （选填“①”或“②”）中所示情况；
（2） 使火灾发生的理论依据是 ________ ；
（3） 请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施 ________ ．
五、计算题
1.如图是家用电热壶及铭牌，水的比热容c 水=4.2×10 3J/（kg·℃）．求：
（1） 电热壶正常工作时的电阻。
（2） 1kg水从20℃加热到100℃需要吸收的热量？
（3） 如果电热壶正常工作且放出的热量全部被水吸收，则将1kg水从20℃加热到100℃需要多长时间？
2.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。
3.如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能，加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。c 水=4.2×10 3J/(kg.℃)求：
（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少；
（2）在足浴盆中加入体积为2L、初温为30℃的水，加热至40℃，水吸收的热量是多少；
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.2A，按摩5min，电动机线圈产生的热量是多少。
4.如图甲是某型号的电饭锅，其简化原理如图乙所示.它有高温烧煮和保温焖饭两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R 1和R 2为电热丝.当电饭锅处于高温烧煮挡时，电路的功率为1100W； 当电饭锅处于保温挡时，电路的总功率为22W.
（1） 电饭锅在高温挡时电路中的电流.
（2） 电阻丝R 2的阻值.
（3） 保温10min， 电热丝R 1产生的热量.
5. 某电热水壶的铭牌如图所示，用这个电热水壶将0.5㎏、温度为23℃的水烧开，所需时间是3 min。已知C 水＝4.2×10³J/（kg·℃），假设烧水的环境在1标准大气压下，电热水壶正常工作。求：

（1）电热水壶正常工作时的电阻；
（2）水被烧开所吸收的热量；
（3）电热水壶的热效率。
六、综合题
1.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．小明同学用图甲所示的电路来探究热敏电阻R T的阻值与温度的关系．已知M为控温器，电源电压恒为12V，R为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）．
（1） 热敏电阻和电阻箱是 ________ （选填“并联”或“串联”）的．
（2） 当控温器中液体温度为80℃，电阻箱阻值为100Ω时，电流表的示数为0.1A，则该温度下热敏电阻的阻值为 ________ Ω，此时热敏电阻消耗的电功率为 ________ W．
（3） 依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在0.1A．通过计算得到相关数据记录如表．从表中可以看出，在一定温度范围内，该热敏电阻的阻值随温度的升高而 ________ ．
（4） 在科技创新活动中，小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（如图乙所示）．它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度．若电压表的读数会随温度的升高而增大，则应在图乙中 两端接入一个电压表．
A . a、b B . b、c C . a、c．
2.家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，下图是该用电器的工作原理图．先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab开始加热，发光二极管L正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固．旋转开关接ab时电路消耗的总功率为1522W，旋转开关接cd时电路消耗的总功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，发光二极管L规格为“2V 0.2W”，R 1是加热电热丝，R 2是保温电热丝，R 0为保护发光二极管正常工作的限流电阻．（忽略温度对电阻的影响）
（1） 用电器正常工作时，求保温电热丝R 2的电阻值．
（2） 液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了多少热量[c 液=1.8×10 3J/（kg•℃）]
（3） 温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了6分40秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少？
3.小明家购置了一台集加热和保温为一体的温热饮水机，其铭牌如下表所示．如图所示是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R 1是分压电阻，R 2是供加热时的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态．
（1） 在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2） 正常工作时该饮水机将最大容积的水从20℃加热到100℃，用时4min．求水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率；[C 水=4.2×10 3J/（kg•℃）]
（3） 如果要使R 2在保温状态时的功率是550W，求R 1的阻值．
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？
温度t/℃
70
60
50
40
30
20
10
…
电阻RT/Ω
22
28
35
44
56
73
94
…
额定频率
50Hz
环境温度
10℃～38℃
加热功率
2200W
最大容积
1.5L
额定电压
220V
制热水能力
≥90℃5L/h