初中人教版（2024）第4节 焦耳定律复习练习题

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1.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
2.下列各选项中，有错误的是（ ）
A .
B .
C .
D .
3.1千瓦时的电能可供标有“25W”的灯泡正常工作（ ）
A . 4小时 B . 2.5小时 C . 15小时 D . 40小时
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.李慧同学为了测一只正在煲粥的电饭煲的实际电功率，她关闭了家中其他所有家用电器，这时她家标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表的转盘每分钟转过15圈，则这只电饭煲当时的实际电功率为（ ）
A . 15W B . 200W C . 300W D . 3000W
6.下列说法正确的是（ ）
A . 新型电热毯的电阻丝是用超导体材料制成的
B . LED灯中的发光二极管主要是由半导体材料制成的
C . 人们利用超声波的反射制成的声呐来测量地球到月球的距离
D . 太阳内部每时每刻都在发生裂变释放巨大的核能
7.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R 1、R 2串联在电路中，且R 1＜R 2 ． 下列说法正确的是（ ）
A . 该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B . 闭合开关后，通过 R1 的电流大于 R2 的电流
C . 闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D . 闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
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.如图甲是灯泡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 S1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产生的热量为240J
3.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液体热胀冷缩的缘故
B . 若将乙图中容器外5Ω的电阻换成10Ω，则不能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
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2∶1
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
4.一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
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.对于白炽灯泡来说，是利用电流的 ________ 效应来工作的，白炽灯的灯丝 ________ （填“能”或“不能”）用超导体来做成，电流在灯丝中无论沿什么方向流动都能使其发光．但是用 ________ （填“导体”、“半导体”、“超导体”）材料做成的二极管简称LED灯，只能让一个方向的电流流过它（即单向导电性，二极管的符号类似一个箭头，电流方向与箭头方向相同时，电流才能通过）．如图所示灯泡发光，可知道电池的左边是 ________ 极（填“正”、“负”）．导线中的电流方向是从C→ ________ （填“A”或“B”）．
​
3.电热器是利用电流的 ________ 制成的加热设备，电热器的发热体是由电阻率 （选填“大”或“小”）的合金丝绕在绝缘材料上制成的，某电热器的电阻为220Ω，工作时通过的电流为1A，则该电热器1min发热 J．（注：长1m、横截面积1mm的导体在20℃时的电阻值称为这种导体的电阻率）
4.电动机在工作时会产生大量的热，因此利用油对电动机降温．已知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；产生热量的80%被油吸收，这些热量可以使质量为4kg的油温度上升 ________ ℃．[c 油=2.0×10 3J/（kg•℃]．
5.将阻值为20Ω的电阻丝接在电压为10V的电源两端，通电20s产生的热量为 ________ J．
四、实验探究题
1.在“探究产生电热的多少与什么因素有关”的实验时，小丽设计了如图1所示的电路，容器中盛有质量、初温均相等的煤油。
（1）实验中煤油吸热的多少是通过温度计示数的高低来反映的，用到的实验方法是 ________ ；
（2）要想探究电热多少与电流的关系，应选择观察 ________ 容器内的温度计示数，此时 ________ 容器内温度计示数更高；要想探究电热多少与电阻的关系，应选择观察 ________ 容器内的温度计示数，此时 ________ 容器内温度计示数更高；
（3）甲容器中和乙容器中两个电阻产生的电热的比值为 ________ ；
（4）小丽还想利用该装置探究“水和煤油的吸热能力”，采用了图2的实验装置。她将其中一烧瓶中的煤油换成等质量的水，还需要调整原电路满足 ________ （选填“加热相同时间”或“电阻相等”）的条件。
2.电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其中R 1＞R 2。
（1）实验中通过 ________ （选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块 ________ 来反映动能的大小；
（2）实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越 ________ 。请解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：电炉丝与导线串联，电流大小和通电时间相同，而电炉丝 ________ 比导线大，所以发热比导线多。
五、计算题
1.我国某科技公司生产的某款“无人机”（多功能飞行器）如图所示，它具有四个相同的旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的应用前景。已知一个旋翼的电动机额定功率为30 W ，额定电压为15 V，电动机线圈的电阻为20Ω.求：
（1） 一个旋翼的电动机正常工作时的电流；
（2） 四个旋翼的电动机正常工作1min消耗的电能；
（3） 一个旋翼的电动机正常工作1min，线圈产生的热量。
2.前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议，其实这款马桶盖为中国杭州生产，如图甲所示．部分参数如表和加热原理如图乙所示．感应开关S闭合，保温座圈开始加热，再闭合开关S 0洗净装置喷出热水．[C 水=4.2×10 3J/（kg•℃）、ρ 水=1.0×10 3kg/m 3）]试问：
（1）R2的阻值是多少？
（2）若洗净装置喷水时将水由20℃加热到40℃，该装置加热的效率是多少？
（3）若保温座圈加热5min，洗净装置工作1min，共需要消耗多少J电能？
3.如下图，电源电压恒定不变，新型电阻 R3上标有 2.5V字样，电流表的量程为 0∼0.6A ， 电压表的量程为 0∼3V。当闭合 S和 S1、断开 S2 ， 将滑动变阻器 R2的滑片 P从一端移至另一端时，电流表示数随电压表示数变化情况如乙图中的 A所示。当把电压表并联在 R3两端，闭合 S和 S2、断开 S1时，移动滑动变阻器 R2的滑片 P ， 测得 R3的电流随电压变化情况如乙图中的 B所示。求：
（1） 移动滑片过程中， R3正常工作时的电功率 P额与正常工作时的电阻 R3分别是多少？
（2） 闭合 S和 S1、断开 S2时， R2的最大阻值与 R2全部接入电路时 1min内产生的热量分别为多少？
（3） 电源电压 U、电阻 R1的值分别为多少？
（4） 在甲电路图中，当电压表并联在 R2两端，且闭合 S和 S2、断开 S1时，为保证电路安全，允许滑动变阻器 R2接入电路的阻值变化范围是多少？
4.今年一季度，我国汽车出口量全球第一，电动汽车贡献非常大。如图所示为某型号电动汽车运动的 v−t图像，然后以30m/s的速度做匀速直线运动。已知该车质量为1.2t，以30m/s的速度运动时所受阻力为该车重力的0.1倍，不计机械摩擦。
（1） 已知物体运动的 v−t图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在 0∼10s内，该车通过的路程与150m的关系为？
（2） 该汽车以30m/s的速度匀速直线行驶了10s，该过程中加在电动机上的电压为500V，通过的电流为100A，求电动机的效率；
（3） 求该车电动机的线圈电阻是多少？
六、综合题
1.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?
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．
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）
额定电压
220V
洗净装置
出水量
0.9kg/min
加热功率
1800W
保温座圈功率
55W
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
额定电压
220V
最大容积
2L
额定加热功率
400W
额定保温功率
40W