人教版（2024）九年级全册（2024）第十八章 电功率第4节 焦耳定律精练

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第十八章 电功率第4节 焦耳定律精练，共57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.假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（ ）
A . 白炽灯仍然能发光
B . 电动机仍然能转动
C . 电饭锅仍然能煮饭
D . 电熨斗仍然能熨衣服
2.图是一种电热水器中发热体的铭牌．下面的表述中错误的是（ ）
A . 电热水器在额定电压220V时产生1000W的电热
B . 电热水器在额定电压220V时产生1000W的电热功率
C . 电热水器的热效应是电流通过发热体的电阻时产生的
D . 电热水器正常工作20min，电流做的功是1.2×106J
3.标有“2400Ω 40W”和“2400Ω 20W”的两个定值电阻，串联起来接在220伏特的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为（ ）
A . 1：2 B . 2：1 C . 1：1 D . 1：4
4.下列用电器不是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A . 电饭锅 B . 电热水器 C . 电视机 D . 电热毯
5.“PZ220﹣25”和“PZ110﹣25”的两个灯泡，正常工作相同的时间，消耗的电能之比为（ ）
A . 2：1 B . 1：2 C . 4：1 D . 1：1
6.甲、乙两导体的电阻之比为R 1∶R 2=1∶2，分别接在不同的电路中，测出通过它们的电流之比为4∶1，则在相同的时间内电流经过甲、乙两导体所做的功之比为（ ）
A . 1∶2 B . 4∶1 C . 8∶1 D . 1∶8
二、多选题
1.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
2.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
3.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
4.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
5.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
三、填空题
1.用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量的影响因素”，将装置接入电压为 6V的电路中，且相同的两个透明容器中封闭着等量、等温的空气，其中 Ra=5Ω，Rb=10Ω ， 通电 1min后， U形管 ________ （选填“ a”或“ b”）中液面的高度差较大，这段时间内电阻丝 b产生的热量 Qb= ________ J。
2.炎炎夏日蚊虫肆虐，无孔不入，让人防不胜防．为免受叮咬之苦，不少市民购置了防蚊利器﹣电热驱蚊器，它价格适中、无明烟明火，安全清洁，防咬效果好，深受人们喜爱．“电热驱蚊器”是利用电流的 效应工作的，发热元件是一个阻值为1000Ω的电阻，接在220V电路中通电100s产生的热量为 ________ J．
3.使用电饭锅煮饭时，是在利用电流的 ________ 效应．
4.一个电阻为20Ω的电炉，通过它的电流为10A，让它工作1min产生的热量为 ________ ．
5.如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则1分钟在电阻R上产生热量 ________ J，电动机消耗电能 ________ J。
6.如图是“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻值进行测量后，根据实验数据作出的 U−I图像。若将L和R串联接在8V的电源两端，L与R的电阻之比为 ________ ；若将L和R并联在2V的电源两端，在1min内，L与R产生的热量之比为 ________ 。
7.科技引领生活。华为与库卡公司联合推出5G机器人项目，如图是一主一副两机器人用鼓棒敲击吊钹（一种经敲击发声的乐器），使吊钹 ________ 而发出声音。我国青年科学家曹原经过研究发现，特殊条件下可使石墨烯电阻大大减小。如果用该材料输送电能，在其他条件相同的情况下，就可以降低由于电阻引起的电能损耗，这是根据 ________ 定律得知的。
四、实验探究题
1.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．
2.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。
3.在讨论“电流产生的热量与什么因素有关”的问题时，各组同学各抒己见，结合生活实际，给出自己的猜想．
第一组：电流产生的热量可能和通电时间有关．
第二组：电流产生的热量可能和电流大小有关．
第三组：电流产生的热量可能和电阻大小有关．
（1） 你支持哪一组的观点？请你举一个生活中的例子支持它． ________
（2） 小明所在的三组同学决定用科学实验验证自己组的想法．为此他们设计了如图所示的电路．该电路的连接方式可以达到的目的是 ________ ，同时看每个玻璃管中的 ________ 来反映电流在此容器中产生的热量．
（3） 老师提示三组同学，若想同时探究出第一组同学的猜想，只需要再增加 ________ （器材）并做相应的测量记录．
（4） 经过同学们的实验探究，最后得到了“电流产生的热量和电流大小、电阻大小、通电时间都有关”的结论．实验过程中，小明发现该实验选用的装置和探究“不同物质吸热能力”的实验装置有相似之处．他灵机一动，将5Ω电阻所在的容器中换上等质量的煤油，准备重新进行探究物质吸热性质的实验．
你认为小明的设计有不妥或错误之处吗？请写出你的观点： ________
五、计算题
1.某学校教学楼有一额定电压为220V 电热水器，它的工作电路如图所示，已知电阻R 2=217.8Ω，电源电压保持220V不变，当S 1、S 2均闭合时，电热水器处于加热状态，消耗的功率为2kW．只闭合S 1 ， 电热水器处于保温状态．求：
（1） 电阻R 1的阻值；
（2） 电热水器处于保温状态消耗的功率；
（3） 电热水器处于加热状态时，将5kg水从18℃加热到98℃所需的时间[不计热损失，水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃）]．
2.如图为某型号电动机的铭牌，求：
（1）此电动机的额定电流；
（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能。
3.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。
六、综合题
1.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？
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？
3.2023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 ________ 。
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
组别
两液体质量/g
加热/min
左液面高度/cm
右液面高度/cm
1
200g
2
3
**牌电动机
型号
JT﹣44
额定电压
220V
额定功率
44W
线圈电阻
100Ω
制造商：****