初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律课后练习题

这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律课后练习题，共12页。试卷主要包含了2和3等内容，欢迎下载使用。
下列用电器中,利用电流的热效应工作的是( )
A.电暖气 B.计算器
C.电视机 D.笔记本电脑
一台“220 V 60 W”的电风扇、一盏“36 V 60 W”的白炽灯和一只“110 V 60 W”的电加热器各自在额定电压下工作,比较它们通电时间相同时产生的热量( )
A.电风扇最多
B.电加热器最多
C.白炽灯最多
D.三者一样多
实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生。小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中A、B、C、D四个相同的容器密封着等量空气,并与U形管紧密相连。实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)容器内封闭一定量的空气的优点是 。在实验过程中,通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)图甲所示的装置研究的是电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(3)图乙中右侧容器外连接5 Ω的电阻,它的作用是 ;图乙所示的装置研究的是电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(4)通电一段时间后,发现其中一个U形管的液面高度几乎不变,则出现该现象的原因可能是容器的 不好;
(5)综合分析图甲、乙两装置的实验现象,可以得出的结论是
。
考点2 焦耳定律
如图所示,电源电压保持3 V不变,电阻R1=10 Ω、R2=20 Ω。闭合开关S,则通电100 s电阻R1产生的热量为 J。
如图所示,物理课上李老师给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手。这是因为( )
A.电炉丝的电阻比导线的电阻小
B.电流通过导线时没有产生热效应
C.导线中的电流比电炉丝中的电流小
D.导线消耗的电功率比电炉丝消耗的电功率小
通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2,甲的电阻是乙的5倍,通电相同时间,则甲、乙两段导体产生的热量之比是( )
A.2∶5 B.5∶4
C.16∶5 D.5∶1
考点3 电热的利用与防止
下列事例中,能防止电热造成危害的是( )
A.收音机、电视机的机壳上开有许多小孔
B.高空飞行员所穿衣服里的电热保暖装置
C.用于烘干物体的电烘箱
D.大型爆破工程中常常用电热装置引爆炸药
如图所示,电源电压不变,灯泡标有“6 V 3 W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A,R通电10 min产生的热量为 J。
如图所示电路中,电阻R1=6 Ω,R2=4 Ω,闭合开关后,通过电阻R1的电流为2 A,则通电1 min电阻R2产生的热量为 J。
通过一根电阻丝的电流为2 A,通电1 min产生了2.4×104 J的热量,该电阻丝的阻值是( )
A.66 Ω B.6600 Ω
C.100 Ω D.220 Ω
【综合练习】
把一个标有“10 V 3 W”字样的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作10 s定值电阻产生的热量是( )
A.60 J B.36 J C.30 J D.6 J
如图所示的电路中电源电压恒为3 V。闭合开关S后,电阻R1的电功率为3 W,电阻R2的电功率为4.5 W。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)整个电路在10 s内产生的热量。
小明家的电子式电能表的表盘上标有“3000imp/（kW·h）”的字样。某天小明将家中“220V，2200W”的电热水器单独接入电路中烧水，热水器正常工作20min，他家电能表的指示灯将闪烁___________次，小明发现电热水器的电源线有些烫，产生这种现象的原因是因为电流具有___________效应。若该电源线的电阻约为0.05Ω，则在这段时间内，电源线上产生的热量为___________J。
如图所示，是探究“电流的热效应与哪些因素有关”的实验装置。实验中通过观察U形管内两侧_______来判断电流通过电阻产生的热量多少；乙装置中右侧盒外连接的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的________不同。由实验可以得出结论：电流通过导体产生热量的多少与导体中的电流、_______以及通电时间三种因素有关。
据《生活报》讯，2017年4月14日起，插线板新国家标准正式实施，要求插线板的插孔须设置“保护门”，“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故，同时可避免灰尘长期沉积而造成的内部______（选填“断路”或“短路”）。在线材方面要求：如果最大工作电流16A的延长线插座，导线的最小横截面积由原来的1mm2增加到1.5mm2。选择横截面积较大的导线，目的是______（减小、增大）导线电阻，进而使导线产生的热量少，避免绝缘皮过热而引起火灾。
如图甲所示，把电阻R与灯L接在3 V的电源上，电阻R与灯L的U-­I图像如图乙所示。当S闭合时，灯L的电阻为______Ω，电路消耗的功率为______W，通电2 min电阻R产生的热量为______J。
如图甲所示为灯泡和电动机的串联电路，电源电压为5V，电流表示数为0.3A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，灯泡的I﹣U图象如图乙所示。则此时灯泡的电阻为______Ω（计算结果保留到小数点后一位）；通电1min电动机线圈放出的热量为______J。
18.4 焦耳定律（答案解析）
考点1 电流的热效应
下列用电器中,利用电流的热效应工作的是( )
A.电暖气 B.计算器
C.电视机 D.笔记本电脑
【答案】A
一台“220 V 60 W”的电风扇、一盏“36 V 60 W”的白炽灯和一只“110 V 60 W”的电加热器各自在额定电压下工作,比较它们通电时间相同时产生的热量( )
A.电风扇最多
B.电加热器最多
C.白炽灯最多
D.三者一样多
【答案】B
实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生。小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中A、B、C、D四个相同的容器密封着等量空气,并与U形管紧密相连。实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)容器内封闭一定量的空气的优点是 。在实验过程中,通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)图甲所示的装置研究的是电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(3)图乙中右侧容器外连接5 Ω的电阻,它的作用是 ;图乙所示的装置研究的是电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(4)通电一段时间后,发现其中一个U形管的液面高度几乎不变,则出现该现象的原因可能是容器的 不好;
(5)综合分析图甲、乙两装置的实验现象,可以得出的结论是
。
【答案】（1）空气受热容易膨胀,便于实验观察；液面高度差
（2）电阻大小（3）使通过C、D容器中电阻的电流不相等；电流大小（4）气密性（5）电流通过导体产生的热量与通过导体的电流和导体电阻大小有关,通过导体的电流越大,导体的电阻越大,产生的热量越多
考点2 焦耳定律
如图所示,电源电压保持3 V不变,电阻R1=10 Ω、R2=20 Ω。闭合开关S,则通电100 s电阻R1产生的热量为 J。
【答案】30J
如图所示,物理课上李老师给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手。这是因为( )
A.电炉丝的电阻比导线的电阻小
B.电流通过导线时没有产生热效应
C.导线中的电流比电炉丝中的电流小
D.导线消耗的电功率比电炉丝消耗的电功率小
【答案】D
通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2,甲的电阻是乙的5倍,通电相同时间,则甲、乙两段导体产生的热量之比是( )
A.2∶5 B.5∶4
C.16∶5 D.5∶1
【答案】B
考点3 电热的利用与防止
下列事例中,能防止电热造成危害的是( )
A.收音机、电视机的机壳上开有许多小孔
B.高空飞行员所穿衣服里的电热保暖装置
C.用于烘干物体的电烘箱
D.大型爆破工程中常常用电热装置引爆炸药
【答案】A
如图所示,电源电压不变,灯泡标有“6 V 3 W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A,R通电10 min产生的热量为 J。
【答案】360
如图所示电路中,电阻R1=6 Ω,R2=4 Ω,闭合开关后,通过电阻R1的电流为2 A,则通电1 min电阻R2产生的热量为 J。
【答案】2160
通过一根电阻丝的电流为2 A,通电1 min产生了2.4×104 J的热量,该电阻丝的阻值是( )
A.66 Ω B.6600 Ω
C.100 Ω D.220 Ω
【答案】C
【综合练习】
把一个标有“10 V 3 W”字样的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作10 s定值电阻产生的热量是( )
A.60 J B.36 J C.30 J D.6 J
【答案】D
如图所示的电路中电源电压恒为3 V。闭合开关S后,电阻R1的电功率为3 W,电阻R2的电功率为4.5 W。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)整个电路在10 s内产生的热量。
【答案】1 A；2Ω；75 J
【解析】解:(1)通过电阻R1的电流I1=P1U1=3 W3 V=1 A
(2)R2=U22P2=(3 V)24.5 W=2 Ω
(3)电路中总功率P=P1+P2=3 W+4.5 W=7.5 W
因电路为纯电阻电路,则整个电路在10 s内产生的热量Q=W=Pt=7.5 W×10 s=75 J
小明家的电子式电能表的表盘上标有“3000imp/（kW·h）”的字样。某天小明将家中“220V，2200W”的电热水器单独接入电路中烧水，热水器正常工作20min，他家电能表的指示灯将闪烁___________次，小明发现电热水器的电源线有些烫，产生这种现象的原因是因为电流具有___________效应。若该电源线的电阻约为0.05Ω，则在这段时间内，电源线上产生的热量为___________J。
【答案】2200 热 6000
【解析】[1][2]由可得电热水器单独接入电路，正常工作20min消耗的电能
电能表指示灯闪烁的次数
发现电热水器的电源线有些烫，产生这种现象是因为电流具有热效应。
[3]由P=UI可得，电路中的电流
据焦耳定律可知，在这段时间内产生的热量
Q=I2Rt=(10A)2×0.05Ω×20×60s=6000J
如图所示，是探究“电流的热效应与哪些因素有关”的实验装置。实验中通过观察U形管内两侧_______来判断电流通过电阻产生的热量多少；乙装置中右侧盒外连接的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的________不同。由实验可以得出结论：电流通过导体产生热量的多少与导体中的电流、_______以及通电时间三种因素有关。
【答案】液面高度的大小 电流大小 导体的电阻
【解析】[1]电阻发热，容器内空气受热膨胀，则U形管内液面发生变化，则可通过观察U形管内两侧液面高度的大小来判断电流通过电阻产生的热量多少；
[2]观察乙图可知，电路为右侧两电阻并联，整体与左边电阻串联，则容器中两电阻阻值相等，电流不等，故乙装置中右侧盒外连接的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的电流不同；
[3]对比甲乙两实验可知，电流通过导体产生热量的多少与导体中的电流、导体电阻以及通电时间三种因素有关。
据《生活报》讯，2017年4月14日起，插线板新国家标准正式实施，要求插线板的插孔须设置“保护门”，“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故，同时可避免灰尘长期沉积而造成的内部______（选填“断路”或“短路”）。在线材方面要求：如果最大工作电流16A的延长线插座，导线的最小横截面积由原来的1mm2增加到1.5mm2。选择横截面积较大的导线，目的是______（减小、增大）导线电阻，进而使导线产生的热量少，避免绝缘皮过热而引起火灾。
【答案】短路 减小
【解析】[1]长期沉积的灰尘容易导电，会造成插座内部短路，从而烧坏插座，“保护门”可以有效的防止这一安全隐患；
[2]材料、长度都相同的导线，横截面积越大，电阻越小，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越小，产生的热量越少，所以，采用横截面积更大的导线可以减小导线的电阻，进而使导线产生的热量少，避免绝缘皮过热而引起火灾。
如图甲所示，把电阻R与灯L接在3 V的电源上，电阻R与灯L的U-­I图像如图乙所示。当S闭合时，灯L的电阻为______Ω，电路消耗的功率为______W，通电2 min电阻R产生的热量为______J。
【答案】10 1.8 108
【解析】[1]当S闭合时，灯L与电阻并联在3V的电源上，故此时的灯泡两端的电压为3V，通过乙图可知，此时的电流为0.3A，故此时灯泡的电阻为
故此时的灯泡的电阻为。
[2]总电流为
电路消耗的功率为
电路消耗的功率为。
[3]此时电阻R两端的电压也为3V，电流为0.3A，则通电2min电阻R产生的热量为
故则通电2 min电阻R产生的热量为。
如图甲所示为灯泡和电动机的串联电路，电源电压为5V，电流表示数为0.3A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，灯泡的I﹣U图象如图乙所示。则此时灯泡的电阻为______Ω（计算结果保留到小数点后一位）；通电1min电动机线圈放出的热量为______J。
【答案】6.7 2.7
【解析】[1]该电路为串联电路，串联电路中，电流处处相等；电流表示数为0.3A时，根据图象可知，灯泡两端的电压为2V；根据欧姆定律可知，灯泡的电阻为
[2]通电1min电动机线圈放出的热量为