初中物理试题

人教版物理九年级全一册
18.4 焦耳定律同步练习
一、单选题
1．如图所示，某商场一名顾客乘坐自动扶梯上楼，自动扶梯由电动机带动而匀速运动。

电动机的电阻为R，两端的电压为U，工作电流为I，上楼时间为t，在此过程中，电动机产生的热量为
（）
A．UIt B．
2
U
t
R
C．2I Rt D．2
UIt I Rt
2．如图，小明同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极，发现铝箔纸发热并燃烧。

关于该实验的分析正确的是（）
A．实验时干电池的正极与另一个干电池的正极相连
B．该实验能说明短路带来的危害
C．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
D．实验中铝箔不能导电
3．某电炉丝电阻为100Ω，通电10秒钟产生热量4×103J，则通过电炉丝电流是（）A．2A B．4A C．20A D．40A
4．标有“220V 40W”字样的电风扇、电视机、电烙铁、节能灯速正常工作相同时间，产生热量最多是（）
A．电风扇B．电视机C．电烙铁D．节能灯
5．如图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。

两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

下列说法正确的是（）
A．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
B．若容器外面的电热丝R3发生了断路，若与没断时的通电时间相同，则左侧U形管中液面高度差变小
C．将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
6．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻
R1=R2=R3小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关。

下列说法正确的是（）
A．通电后，A管的液面将会比B管的液面高
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
7．在“探究影响电流热效应的因素”实验中，可通过观察U型管中液面高度变化来比较电阻产生热量的多少（如图），以下研究中所采用方法与此相同的是（）
A．通过观察小磁针的偏转判定电流周围是否存在磁场
B．用水流类比电流来建立电流的概念
C．用温度--时间图象来描述固体熔化过程
D．探究导体电阻大小与横截面积的关系时需保持材料和长度不变
8．某型号的电热毯有高温和低温两个挡，其内部电路原理图和主要参数如下所示，R 1是发热体，以下说法正确的是（）
额定电压220V
高温发热功率121W
低温发热功率44W
交流频率50Hz
A．当S 闭合时是低温挡
B．发热体的电阻是40Ω
C．在低温挡工作1min发热体产生的热量是44J
D．实际电压为200V时，高温挡实际发热功率是100 W
9．图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
10．灯L标有“6V”字样，为探究其工作时的特点，小刚利用图甲所示的电路进行实验，其中电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“30Ω 1 A”，闭合开关后将滑动变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动，直到电压表示数达到6V时为止，图乙是用获得的实验数据作出的U-I图像，下列判断正确的是（）
A．滑片P移到b端时，灯L正常发光且灯的额定功率为3.6W
B．闭合开关，在移动滑片P的过程中，灯上的最小电阻为10Ω
C．灯L与10Ω的定值电阻R1串联接入电压为9V的电路，R1每秒消耗电能为2.5J
D．灯L与5Ω的定值电阻R2并联接入电压为6V的电路，电路总功率6W
二、填空题
11．通过100Ω电阻丝的电流是2A，通电10s产生的热量是，这段时间电流做的功是
J 。

12．原子是由电子和组成的，在输电导线，电动机线圈，电炉丝中，不可能应用超导材料是，发光二极管属于材料。

13．如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。

本实验是根据（选填“气体”或“液体）的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少。

已知R1＝10Ω，R3＝5Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2＝Ω。

若通电一段时间后，左侧液面明显上升，右侧液面无变化则可能是（选填“R2”或“R3”）断路。

若将R3和R2并联后接入右边密闭容器中、则可研究电流产生的热量与
的关系。

14．小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很容易烧坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻（选填“很大”或“很小”），此时通过电动机线圈的电流会（选填“很大”或“很小”），根据知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈
烧坏｡
15．一台电动机正常工作时两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为3Ω，那么它的1min内产生的热量为J，消耗的电能为J，这台电动机电能转化为机械能的效率为%。

三、实验探究题
16．小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提出了下列猜想：
A．与通电时间有关
B．与电阻大小有关
C．与电压大小有关
D．与电流大小有关
实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。

请回答下列问题
（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：
①电阻丝产生的热量通过的方式传递给火柴头；
②电阻丝产生的热量与通电时间（选填“有关”或“无关”）；
（2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；
①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热量多？（选填“能”或“不能”）；
②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。

在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行（填字母序号）
A.20Ω 30Ω
B.15Ω 15Ω
C.5Ω 25Ω
（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。

评估该实验时小明认为：串联电
路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。

如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计？请你说明理
由。

17．在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题。

如图所示，两个相同的烧瓶内装有质量和初温相等的煤油，温度计和电阻丝通过橡胶塞固定在烧瓶中。

I、用该装置探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系
（1）该实验将R1和R2串联，目的是控制和通电时间相同。

（2）实验中通过温度计示数的升高量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”的实验中也用到了这种方法：让同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下去撞击水平面上的木块，通过来反映动能的大小。

（3）两烧瓶中电阻丝的大小关系是R1＜R2。

闭合开关通电一段时间后，发现两烧瓶中温度计示数分别为且t A、t B，且t A＜t B，则可得出的初步结论
是。

（4）小明在上述器材的基础上，将甲瓶中的R1更换为R3并将煤油倒出一部分后继续实验。

发现通电一段时间后A温度计升温比B少（液体均未沸腾）。

若该过程中电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，可知R2（选填">”、”＜”或“=”）R3。

（5）II、用该装置探究不同物质的吸热能力
在甲、乙两瓶中分别装入质量相等、初温均为t0的水和煤油，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比较水和煤油的吸热能力，两烧瓶中电阻丝的阻值关系是R甲
（选填">”、”＜”或“=”）R乙；通电相同时间后，观察发现温度计的示数分别为t甲和t乙，则煤油的比热容为c煤油=（已知水的比热容为c水）。

18．为了“探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”，小伟采用了如图所示的实验装
置，两个封闭的玻璃瓶内装满煤油，用插有细玻璃管的橡皮塞封闭玻璃瓶，煤油中的电阻丝通过橡皮塞上的接线柱与电路相连，已知电阻R A<R B。

（1）为使通过电阻R A、R B的电流相等，实验中R A、R B应采用（填“串联”或“并联”）。

（2）实验中通过观察即可比较两导体产生的热量，这种实验方法称为（填“转换法”或“等效替代法”）。

（3）小伟继续完成本实验，最终可得出结论：在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越（填“多”或“少”）
四、计算题
19．一根100Ω的电阻丝接入电路后，通过它的电流是0.2A。

求：
（1）电阻丝两端的电压；
（2）通电10s，电阻丝产生的热量。

20．如图所示是家庭中常用的电吹风，其主要是由电动机和电热丝组成的，当电动机单独工作时吹出冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹出热风。

物理小组的同学们收集到某型号电吹风的相关信息如下表：
XX电吹风
额定电压220V
电热丝额定功率400W电动机额定功率20W
（1）电热丝的电阻是多少？
（2）经测试，该电吹风正常工作的情况下吹热风时，在200s时间吹出了1.5kg热空气，这些热空气具有4200J机械能，温度升高了42℃，则空气吸收了多少热量？
（3）此电吹风的能量转化效率是多少？［空气的比热容c空气＝1.0×103J/（kg·℃）］
答案解析部分
1．C 2．B 3．A 4．C 5．B 6．A 7．A 8．D 9．D 10．C
11．4000；4000
12．原子核；电炉丝；半导体 13．气体；10；R 2；电阻
14．很小；很大；焦耳定律Q=I 2Rt 15．1.8×104；1.32×105；86.4 16．（1）热传递；有关
（2）能；C
（3）不能；两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，电流也不同，不能控制电流相同，所以不能
17．（1）电流
（2）木块在水平面上移动的距离
（3）电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产生的热量越多 （4）>
（5）=；c 水•
t t t t --甲乙 18．（1）串联
（2）温度计示数的变化；转换法 （3）多
19．（1）解：根据 U IR = 可知，电阻丝两端的电压 0.2A 100Ω20V U IR ==⨯=
电阻丝两端的电压是20V 。

答：电阻丝两端的电压是20V ；
（2）解：根据焦耳定律，通电10s ，电阻丝产生的热量 ()2
20.2A 100Ω10s 40J Q I Rt ==⨯⨯= 电阻丝产生的热量是40J 。

答：通电10s ，电阻丝产生的热量是40J 。

20．（1）解：电热丝的电阻()2
2220V =121Ω400W
U R P ==丝丝 答：电热丝的电阻是121Ω；
（2）解：空气吸收的热量()3
Δ 1.010J/kg 1.5kg 42=63000J Q cm t ==⨯⋅⨯⨯℃℃
答：空气吸收了的热量63000J ；
（3）解：空气获得的有用能量4200J 63000J=67200J W W Q ==有用机械＋＋
电吹风消耗的电能400W+20W 200s=84000J W P t ==
⨯总（） 电吹风的能量转化效率W 67200J
η100%=100%80%W 84000J
=
⨯⨯=有用 答：此电吹风的能量转化效率是80%。