初中物理第三节 焦耳定律一课一练

这是一份初中物理第三节 焦耳定律一课一练，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.甲、乙两用电器消耗的电能之比为2：3，时间之比为4：3，则其电功率之比为（ ）
A . 2：1 B . 9：8 C . 8：9 D . 1：2
2.下列情况中不属于防止电热危害的是（ ）
A . 电视机的后盖有许多孔
B . 电脑机箱内有小风扇
C . 电动机外壳有许多散热片
D . 家电长时间停用，隔一段时间应通电一次，目的是利用电热来驱潮
3.2014年2月4日，英国《镜报》报道，美国一名14岁的少女把手机装在裤后口袋里，不慎将手机压坏，导致手机起火．女孩因烧伤被送医院，幸无大碍．下列对手机起火原因的分析，正确的是（ ）
A . 压力使手机变形，导致电路断路
B . 压力使手机变形，导致电路短路
C . 手机在口袋里受热膨胀
D . 口袋里温度太高，导致手机塑料件燃烧
4.“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示，下列分析正确的是（ ）
A . 通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B . 加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C . EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D . 用GH段去切割塑料泡沫，效果最好
5.下列实验说明的原理与其应用对应关系中不正确的是（ ）
A . 茶壶
B . 天平
C . 验电器
D . 白炽灯
6.近年来，我国在能源、信息与材料等领域取得了辉煌的成就。下列说法不正确的是（ ）
A . 风能、水能、太阳能、核能都是可再生能源
B . 目前的核电站是利用原子核裂变发电的
C . 光纤通信是利用激光在纤维材料中多次反射传输信息的
D . 用超导材料制造输电线，可以大大降低输电线的电能损耗
7.在如图甲所示的电路中，电源电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R 1=8Ω，R 2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法错误的是（ ）
A . 定值电阻R2=4Ω
B . 电源电压为6V
C . 电压表的最大示数为4.5V
D . 滑动变阻器滑片滑到右端N时，闭合开关，通电1分钟R2产生的热量为540J
8.如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个10Ω的电阻并联后再与另一个10Ω的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个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 . 图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B . 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
C . 通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
D . 将图示中左侧10Ω电阻丝换成5Ω电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
9.19世纪蒸汽机的使用改变了整个世界，从此社会进入了工业化时代。下列哪位科学家改良设计的蒸汽机对推动蒸汽机的使用作出了重大的贡献，并且以他的名字作为功率的单位（ ）
A . 阿基米德 B . 瓦特 C . 牛顿 D . 焦耳
二、填空题
1.题图所示是简易水果电池，闭合开关，小灯泡发亮。水果电池是把 ________ 能转化为 ________ 能，实验结束时，发现小灯泡发烫，这是电流的 ________ 效应。
2.我国北方输电线路覆冰严重时，会造成电力铁塔倒塌，供电中断等事故。对此国家电网采用一种“黑科技”一键除冰——直流融冰，即通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰。在融冰过程中能量的转化是电能转化为 ________ 能。某次融冰时，在导线两端加300V的电压，通过导线的电流为300A， 10min后覆冰脱落，在融冰过程中电流产生的热量为 ________ J。
3.如图，灯泡L上标有“6V 3W“字样，电源电压6V且保持不变，定值电阻R=8Ω（不计灯丝电阻的变化）。只闭合S 1和S 3 ， 电阻R在100s产生的热量是 ________ J，电路在工作状态下，整个电路消耗的最小功率是 ________ W。
4.一款新型电动汽车，直流电动机的铭牌上标有“220V 5.5kW”，电动机线圈的电阻为 0.4Ω，该电动机正常工作10s消耗电能 ________ J，电动机线圈产生的热量为 ________ J。
5.使用电饭锅煮饭时，是在利用电流的 ________ 效应．
6.如图甲为一款养生壶，它有加热和保温两个挡位，其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V，R 1、R 2均是发热电阻，其中R 1=44Ω，R 2=506Ω。养生壶正常工作时，开关置于“2”时为 ________ 挡位，当养生壶处于加热挡位正常工作3min产生的热量为 ________ J。
7.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”）．
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8.如图为烤火炉的简化电路图，电源电压220V，两个发热电阻阻值均为88Ω，该烤火炉有低温和高温两个档位，则烤火炉处于高温档时的功率为 ________ W，处于低温档工作1min产生的电热为 ________ J
9.如图所示是一款有低温档和高温档的挂烫机的工作电路图，正常工作电压为 220V ， 加热电阻 R1=R2=88Ω ， 只闭合开关 S1时，挂烫机处于 ________ 档。挂烫机高温档工作 1min产生的热量为 ________ J。
三、实验探究题
1.学完焦耳定律后，小萱同学找来了几个小型电加热器、一些水和食用油，自主设计了一个如图所示的实验，来验证“影响电热的因素”和比较“不同物质的吸热能力”。图中两小型电加热器串联，水中电加热器的规格为“12V40W”，食用油中电加热器的规格为℃“12V20W”，不考虑温度对加热器电阻的影响。
（1） 通电 1min 后杯中的水由20 ℃ 升高到23 ℃ ， 2min 后水温再升高到26 ℃ ，由此可以得出：导体的电阻和通过导体的电流一定时， ________ ，导体上产生的电热越多。
（2） 如果要想验证电加热器产生的电热与电阻大小的关系，且要尽可能地缩短实验的时间，应将 ________ 杯（选填“左”或“右”）中的液体换成100g的 ________ 。
（3） 如果想比较水和油的吸热能力，也要尽可能地缩短实验的时间，应将 ________ 杯（选填“左”或“右”）中的加热装置换成规格为“ ________ ”的加热器。
2.在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1） 为了探究通电导体产生的热量与电流的关系，设计了甲图所示的电路，烧瓶内为加热用的电阻丝，在其上端插入一根温度计，通过被加热液体的温度变化来判断电阻丝的放热多少，为了缩短实验时间，使实验的现象更加明显，被加热液体应用 ________ （选用“煤油”或“水”）；
（2） 先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电60s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的滑片改变电流大小，重复上述操作。获得第二组数据。如下所示：
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 ________ ；
（3） 若要探究电热器产生的热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中的烧瓶与图甲中的烧瓶的连接方式________。
A . A串联 B . B串联 C . A并联 D . B并联
3.以下是物理课本《焦耳定律》中节选的部分内容，请你阅读后解答下列问题：
（1） 在实验中，观察U形管中液面高度差的目的是为了比较 ________ ；
（2） 通电一段时间后，发现其中一个U形管压面高度几乎不变，其原因可能是 ________ ．
（3） 排除故障后，观察到U形管中液面高度如图所示，这表明在 ________ 和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与 ________ 有关．
四、计算题
1.如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能，加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。c 水=4.2×10 3J/(kg.℃)求：
（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少；
（2）在足浴盆中加入体积为2L、初温为30℃的水，加热至40℃，水吸收的热量是多少；
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.2A，按摩5min，电动机线圈产生的热量是多少。
2.小聪的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲．小聪研发发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个档位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，R 2=7.2 Ω ， 低温功率为9W.求：
(1)座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少?
(2)加热片R1的阻值是多少?
(3)座椅垫处于“高温”档时，功率是多少？高温档5min能产生热量是多少焦耳?
3.某家用电饭煲工作时有加热和保温两种状态，工作状态的切换由温控开关S自动控制，如图是该电饭锅的简化电路图，下表是它的有关参数。求：
（1） 电饭锅在加热状态下工作30min消耗的电能多少kW•h？
（2） 电阻R 1的阻值。
（3） 电阻R 2的阻值。
4.图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R 1、R 2为发热体，R 1的阻值为110Ω，通过S 1、S 2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220V，电熨斗消耗的最大功率为660W。
（1） 只闭合S 1 ， 求通过R 1的电流；
（2） 只闭合S 2 ， 求R 2在60s内产生的热量；
（3） 为适应更多衣料，小明对电路做了改造（如图丙）。当电熨斗控制开关S 1、S 2处于原低温工作状态不变时，移动滑片P，相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少？
5.某品牌电热水壶的铭牌上标着如表所示的数据．请计算：
（1） 电热水壶正常工作时的电流？
（2） 当电热水壶装满水后，从20℃加热到100℃，水吸收的热量？
（3） 在额定电压下，烧开这壶水用时15min，则此电热水壶的效率是多少？（结果保留一位小数，水的比热容是4.2×10 3J/（kg•℃））
五、综合题
1.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）
2.图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b．通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为 4.2×103J/(kg⋅℃)、密度为 1.0×103kg/m3 ， 沸点为100℃．
（1） 加热仓中的水变成水蒸气属于 ________ （选填“液化”“汽化”）现象：
（2） 已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率；
（3） 若消耗电能 1.2×104J ， 可使加热仓内 3.0×10−5m3的水从20℃加热至沸腾，求：
①加热仓内水吸收的热量；
②电热加湿器的加热效率。
3.目前市场上出现了一种新型热水器﹣﹣空气能热水器，它是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量为Q 1 ， 消耗的电能为Q 2 ， 通过热交换使热水得到的能量为Q 3 ， 即Q 3=Q 1+Q 2 ， 所以它的热效率（ Q3Q2 的比值）可以达到300%～500%．问：[天然气的热值q=8.4×10 7J/kg，水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃）]
（1） 空气能热水器将100kg的水从15℃加热到温度升高40℃，水吸收的热量是多少？
（2） 若空气能热水器的热效率是400%，将100kg的水从15℃加热到温度升高40℃消耗的电能是多少？
（3） 这些热量相当于完全燃烧多少kg的天然气放出的热量．
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
升高的温度/℃
1
0.3
60
10
3
2
0.6
60
10
12.0
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
110W
热水壶容积
2.0L
额定电压
220V
加热功率
800W
额定电压
220V
最大容积
2L
额定加热功率
400W
额定保温功率
40W