教科版九年级上册物理 第六章 第三节 焦耳定律

2019-2019学年教科版九年级上册物理第六章第三节焦耳定律一、单选题（共8题；共16分）1.用粗细均匀的电热丝加热烧水||，通电10min可烧开一壶水||，若将电热丝对折起来使用||，电源电压不变||，则烧开同样一壶水的时间是（）A. 2.5 minB. 5 minC. 20 minD. 30 min2.1度电可供25W的灯泡正常发光的时间是（）A. 4 hB. 25 hC. 15 hD. 40 h3.如图是探究电流热效应的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同额煤油||，铜丝和镍洛合金丝的长度.横截面积均相同||，则（）A. 在甲图中||，探究的是电流产生热量与电阻的关系B. 在乙图中||，探究的是电流产生热量与电阻的关系C. 在甲图中||，闭合开关一段时间后||，两个瓶中温度计示数相同D. 在乙图中||，相同时间内||，电流越大||，温度计的示数升得越小4.如图所示是一款劣质墙壁插座||，由于插头与插座接触不牢||，导致插头连接处比别处更容易发热||，加速老化||，甚至引起火灾．则下列关于连接处更容易发热的形成原因的说法正确的是（）A. 插座没接地线形成的B. 没安装空气开关形成的C. 连接处的电流比别处大形成的D. 连接处接触不牢电阻变大形成的5.如图是探究电流通过导体时产生热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||，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. 甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系B. 甲实验通电一段时间后||，左侧容器内空气吸收的热量更多C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系D. 乙实验通电一段时间后||，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小6.两电阻R1=R2=10Ω||，串联在电路中通电时间为t||，产生的热量为Q||。

若将它们并联起来接入电压为原来一半的电路上||，通电时间仍为t||，产生的热量为Q’||，那么Q：Q’为（）A. 1：1B. 1：2C. 1：3D. 1：47.甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4||，通过的电流之比为2：1||，通电时间之比为1：2||，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（）A. 5：2B. 5：4C. 2：5D. 10：18.某洗衣机说明书所列数据如表所示||，下列说法正确的是（）额定电压220V额定频率50Hz额定洗衣服、脱水功率 440W额定洗衣服、脱水容量 3kg整机质量30kgA. 洗衣机正常工作2h||，需耗电0.88kW•hB. 洗衣机正常工作时||，通过的电流为0.5AC. 这台洗衣机所受重力为3kgD. 洗衣机接在110V的电路中||，实际消耗功率为220W二、多选题（共1题；共3分）9.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（共4题；共10分）10.如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图．A、B两瓶中装入质量相等的________（煤油/水）||，理由是________．各瓶中浸泡着一段金属丝||，且R A＜R B．实验时||，当开关闭合后||，两瓶中温度计示数上升较快的是________（A/B）．11.小明家的常热牌足浴盆额定功率为750W．某次正常工作20min||，将10L、20℃的水加热至40℃||，此过程中足浴盆消耗电能 ________J||，水吸收热量 ________J||，消耗电能转化为水吸收热量的效率为 ________%．（c水=4.2×103J/（kg•℃）12.两个电热器的电阻之比是3：2||，如果通过的电流强度相同||，在相同的时间里||，它们产生的热量之比是________ ．两个电阻值相同的电热器||，如果通过的电流强度之比为1：2||，在相同时间里||，它们产生的热量之比是________ ．13.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=2.0×103J/（kg•℃]．四、解答题（共1题；共5分）14.电热器通电后||，电热丝热得发红||，而跟电热丝连接的铜导线却不怎么热||，这是为什么？五、实验探究题（共1题；共5分）15.在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系||，小明设计了甲图装置||，在烧瓶内安装一根电阻丝||，并插入一支温度计||，通过比较烧瓶内液体的温度变化||，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少.若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显||，应选用________(选填“煤油”或“水”)||，理由是________.（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后||，闭合开关||，通电30s再测量烧瓶内液体的温度||，得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小||，重复上述操作||，获得第二组数据(见表):由此得出:同一导体||，在通电时间相等时||，电流越大||，其产生的热量________.(填“越多”或“越少”) （3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系||，应保持电流和通电时间相等||，同时选择乙图中________(填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶________(选填“串联”或“并联”).六、综合题（共1题；共15分）16.新型电饭锅采用“聪明火”技术||，智能化地控制食物在不同时间段的温度||，以得到最佳的营养和口感||，其简化电路如图甲所示.R1和R2均为电热丝||，S1是自动控制开关.煮饭时||，把电饭锅接入220 V电路中||，在电饭锅工作的30 min内||，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.求:（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率;（2）电热丝R2的阻值;（3）这30 min内电饭锅产生的热量.答案解析部分一、单选题1.【答案】A【解析】【解答】解：（1）将电热丝对折起||，电热丝长度变为原来的||，横截面积变为原来的2倍||，因此电阻变为原来的；（2）电源电压U不变||，烧开同样一壶水||，水所吸收的热量Q不变||，由Q=t可知||，烧水所用时间变为原来的||，为10min×=2.5min．故选A．【分析】（1）导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关||，在材料一定时||，导体电阻与长度成正比、与横截面积成反比||，据此求出电阻的变化．（2）根据公式Q=t分析答题．2.【答案】D【解析】【解答】解：由P=可知||，1度电可供25W的灯泡正常发光的时间：t===40h．故选D．【分析】已知电能与灯泡额定功率||，由电功率的变形公式可以求出灯泡正常发光的时间．3.【答案】A【解析】权所解答：A.甲图中A.B串联||，电流相同||，但两导体的电阻不同||，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系||，故A正确；B.乙图中||，导体电阻不变||，但滑动变阻器可以改变电路中的电流||，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系||，故B错误；C.甲图中||，因为B中导体电阻大于A中导体电阻||，根据可知||，电流和通电时间相同时||，B 中的镍铬合金丝产生的热量更多||，温度计的示数更高||，故C错误；D.乙图中||，导体电阻不变||，由可知||，相同时间内||，电流越大||，产生热量越多||，温度计示数升高越小||，故D错误．分析：对于甲图||，铜丝和镍铬合金丝串联在电路中||，通过两导体的电流相同；而铜丝与镍铬合金丝的长度.横截面积相同时||，铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻；对于乙图||，通过滑片的移动||，可以使电路中的电流发生变化||，但镍铬合金丝的电阻不变．4.【答案】D【解析】【解答】解：在家庭电路中||，导线相互连接处因接触不良||，该处的电阻较大||，由于导线连接处与导线串联在电路中||，通过的电流相等、通电时间相等||，根据Q=I2Rt||，连接处产生的热量较多||，往往比别处更容易发热||，加速导线老化||，甚至引起火灾．故选D．【分析】由焦耳定律知道||，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比；导线相互连接处因为接触不良||，易造成电阻变大||，因为导线连接处与其他导线串联在电路中||，通电时间是相同的||，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多||，据此分析．5.【答案】B【解析】【解答】解：AB、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联||，根据串联电路的电流特点可知||，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等||，即I右=I左||，两个5Ω的电阻并联||，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2||，两电阻阻值相等||，则支路中电流相等||，I1=I2||，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半||，即是研究电流产生的热量与电流的关系||，由Q=I2Rt可知||，左边容器中的电阻产生的热量多||，温度升得较快；因此通电一段时间后||，玻璃管左侧液面高度差更大||，故A错误||，B正确．CD、在乙装置中||，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端||，通过他们的电流I与通电时间t相同||，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻||，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；故由Q=I2Rt可知||，右边容器中的电阻产生的热量多||，温度升得较快||，这表明：在相同时间内||，电流相同的情况下||，电阻越大||，电流通过导体时产生的热量越多；故CD错误．故选B．【分析】电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．（1）探究电流产生热量跟电阻关系时||，控制通电时间和电流不变；（2）探究电流产生热量跟通电时间关系时||，控制电流和电阻不变；（3）探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；（4）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察||，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映||，体现的是转换思想．6.【答案】A【解析】【分析】（1)由串并联电路的特点求出电阻串联与并联时的阻值；（2)由公式Q=t比较两电阻串联与并联时产生的热量之比．【解答】两电阻串联时的电阻R串=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω||，两电阻并联时||，=||，并联阻值R并=5Ω||，电阻产生的热量：Q=t=t||，Q′=t=则Q：Q′=1：1．故选A．【点评】解答本题时要注意以下两点：首先要根据题中所涉及的物理量去选择合适的公式||，其次要明确前后电阻和电压的变化关系．7.【答案】A【解析】【解答】解：电热器产生的热量之比：= = = ．故选A．【分析】根据Q=I2Rt求出电热器产生的热量之比．8.【答案】A【解析】【解答】解：A、由洗衣机铭牌知||，洗衣机额定功率P=440W||，它正常工作2h消耗的电能W=Pt=0.44kW×2h=0.88kW•h||，故A正确；B、由洗衣机铭牌知||，洗衣机的额定功率P=440W．额定电压U=220V||，洗衣机正常工作时的电流I===2A||，故B错误；C、由洗衣机铭牌知||，洗衣机整机质量m=30kg||，洗衣机所受的重力G=mg=30kg×9.8N/kg=294N||，故C 错误；D、在110V电路中流过洗衣机的电流并不是洗衣机的额定电流2A||，因此洗衣机在110V电路中的实际功率并不是110V×2A=220W||，故D错误．故选A．【分析】A、由洗衣机铭牌找出洗衣机的额定功率||，然后由W=Pt求出洗衣机正常工作2h所消耗的电能；B、由洗衣机铭牌找出洗衣机的额定功率与额定电压||，由功率的变形公式I=求出洗衣机正常工作时的电流；C、由洗衣机铭牌找出洗衣机的整机质量||，然后由G=mg求出洗衣机所受的重力；D、洗衣机是非纯电阻电路||，不知道在110V中流过洗衣机的电流||，因此不能求出它的实际功率．二、多选题9.【答案】A||，D【解析】【解答】解：A、由W=t可得||，电压不变||，电阻增大到原来的2倍时||，电流所做的功将变为原来的；故A正确；B、由W=I2Rt可得||，电阻不变||，通过导体的电流减少一半时||，电流所做的功将变为原来的；故B错误；C、由W=t可得||，电压不变||，电阻丝的电阻减半时||，电流所做的功将变为原来的2倍；故C错误；D、由W=t可得||，电阻和电压均减半时||，电流所做的功将变为原来的；故D正确．故选AD．【分析】根据纯电阻电路||，电阻产生的热量和电流所做的功相等||，因此计算公式通用||，合理选择计算公式可以很容易得出结果．三、填空题10.【答案】煤油；煤油的比热容小||，在吸热相同时||，温度升的高||，现象明显；B【解析】【解答】解：（1）A、B两瓶中装入质量相等的煤油||，由于煤油的比热容小||，在吸热相同时||，温度升的高||，现象明显；（2）根据焦耳定律Q=I2Rt||，铜丝和镍铬合金丝是串联的||，所以电流I和通电时间t相同||，镍铬合金丝比铜丝电阻大||，所以产生电热多||，故B瓶的温度上升较快．故答案为：煤油；煤油的比热容小||，在吸热相同时||，温度升的高||，现象明显；B．【分析】电热的影响因素有电流、电阻、通电时间．首先要判断清楚两段导体的什么因素是相同的||，什么因素是不同的||，再根据焦耳定律来判断哪段导体产生的电热多||，即这个瓶中温度上升较快．11.【答案】9×105；8.4×105；93.3【解析】【解答】解：足浴盆消耗的电能为：W=Pt=750W×20×60s=9×105J．由ρ=可知||，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×10×10﹣3m3=10kg||，水吸收的热量：Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）=8.4×105J．足浴盆的效率为：故答案为：9×105；8.4×105；93.3【分析】利用W=Pt求水壶消耗电能；由热量公式可以求出水吸收的热量；应用效率公式可以求出足浴盆的效率12.【答案】3：2；1：4【解析】【解答】（1）由题意可知||，R1：R2=3：2||，I1=I2||，t1=t2||，由Q=I2Rt可得||，产生的热量之比：2）由题意可知||，R3=R4||，I3：I4=1：2||，t3=t4||，由Q=I2Rt可得||，产生的热量之比：【分析】（1）知道两个电热器的电阻之比和通过的电流强度相同||，根据Q=I2Rt求出在相同的时间里产生的热量之比；（2）知道两个电热器的电阻值相同和通过的电流强度之比||，根据Q=I2Rt求出在相同的时间里产生的热量之比．13.【答案】1.5×105；15【解析】【解答】解：电动机产生的热量：Q=I2Rt=（10A）2×5Ω×5×60s=1.5×105J；由Q=cm△t可得：△t==15℃．故答案为：1.5×105；15．【分析】根据Q=I2Rt求解产生的热量；根据吸收的热量和吸热公式求出上升的温度．四、解答题14.【答案】【解答】答：电炉在使用时||，电炉丝和导线串联||，I电炉丝=I导线||，并且通电时间t相同||，由Q=I2Rt可知||，R电炉丝＞R导线||，所以电流产生的热量为Q电炉丝＞Q导线||，从而出现电炉丝热得发红||，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象．【解析】【分析】由焦耳定律知道||，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等）||，通电时间是相同的||，而电炉丝的电阻比导线的电阻大||，据此分析原因．五、实验探究题15.【答案】（1）煤油；煤油比热容小||，升温快（2）越多（3）B；串联【解析】【解答】（1）本实验中采用转换法||，是通过比较温度计示数的变化来判断电流产生的热量多少；因为水的比热容比煤油的比热容大||，相同质量的水和煤油相比较||，吸收相同的热量||，水升温慢而煤油升高的温度快||，用煤油做实验效果更明显||，便于观察；（2）分析实验表格中数据可以看出：通电时间和电阻相同时||，通过电阻的电流越大||，升高的温度量越大||，电流产生的热量越多；（3）探究电热器产生热量与电阻的关系||，控制电流和通电时间不变||，改变电阻的大小.由于串联电路中各处的电流都相等||，通电时间相同||，所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联.故答案为：（1）煤油；煤油比热容小；（2）越多；（3）B；串联.【分析】（1）该实验采用了转换法；要从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因；（2）该实验还采用了控制变量法||，分析实验表格中需要控制的变量分析答题；（3）探究电流产生热量多少跟电阻的关系||，利用串联电路的电流特点来控制电流和通电时间不变||，改变电阻的大小.六、综合题16.【答案】（1）解:S和S1都闭合时||，电阻R1与R2并联；由乙图可知此时电流值I max=3A||，则功率P max=UI max=220V×3A=660W（2）解:开关S1断开时||，电路中只有R1工作||，由乙图可知通过R1 的电流值I1=2A||，则根据并联电路的电流特点可知：电阻R1与R2并联时；I2=I max-I1=3A-2A=1A||，根据欧姆定律得：R2=U/I2=220V/1A=220Ω（3）解:只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W；由乙图可知：t′=10min+（20min-15min）=15min=900s||，t″=（15min-10min）+（30min-20min）=15min=900s||，则Q′=W′=P max t′=660W×900s=5.94×105J||，Q″=W″=P1 t″=440W×900s=3.96×105J||，∴Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J【解析】【分析】（1）S和S1都闭合时||，电阻R1与R2并联；电路中电流最大||，由乙图可知此时电流值||，则利用P=UI求出功率；（2）开关S1断开时||，电路中只有R1工作||，由乙图可知通过R1的电流值||，根据并联电路的电流特点可知通过R2工作时的电流值||，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值．（3）利用Q=W=UIt计算0-30min电饭锅产生热量．。