18.4 焦耳定律 同步练习（无答案）-2023_2024人教版物理九年级全一册

18.4 焦耳定律
知识点回顾
1.电流的热效应：电流通过导体时 转化为 的现象叫做电流的热效应。
2.电流的利用和防止：
（1）利用：电暖器、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等。
（2）防止：有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇等。
3.焦耳定律：
（1）定义：电流通过导体时产生的热量跟 的平方成正比，跟导体的 成正比， 跟通电 成正比。
（2）公式：
（3）在纯电阻电路中，电流做功消耗的电能全部转化为内能，。
3.用电器高、中、低温档的判断：纯电阻电路中Q=W，根据推导公式：，当电路中总电阻越小产生的热量越 （选填“多”或“少”），处于高温档。
巩固练习
一、选择题
1．随着人们生活水平的不断提高，越来越多的用电器进入了我们的家庭，下列用电器主要利用电流的热效应工作的是（　　）
A．洗衣机 B．电饭锅
C．电冰箱 D．电脑
2．将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电熨斗分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）
A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多
C．电熨斗产生的热量最多 D．三个用电器产生的热量一样多
3．电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（　　）
A．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大
B．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大，产生的热量多
C．铜导线有绝缘层，所以不怎么热
D．铜导线比电炉传热快，所以不容易热
4．下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（　　）
A． B．
C． D．
5．在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。已知R1＝10Ω，R2＝R4＝20Ω，下列说法正确的是（　　）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝R3阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①② B．②④ C．②③ D．③④
6．如图甲所示，电源电压不变，将小灯泡L和电阻R接入电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I—U图象。下列说法中正确的是（　　）
A．只闭合开关S1时，L的电阻为10Ω
B．再闭合开关S2后，电路总功率为1.2W
C．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.5A
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量是24J
二、填空题
7．英国物理学家　 　做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量的相关因素：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的　 　、通电时间成正比。
8．如图是家用电热水龙头，俗称“过水热”。此“过水热”的额定电压是220
V，正常工作时的电阻为20Ω，加热10s，产生热量　 　J；加热过程中电能转化为　 　。
9．如图所示，灯L标有“6V 3W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为　 　A，通电1min电阻R产生的热量为　 　J。
10．某电热水器有高、中、低温三档，其内部电路结构如图所示，电热丝 ，电热丝 。电热水器处于中温档工作110s，产生的热量是　 　J；家庭电路中的用电器使用时，若导线相互连接处接触不良，易造成该处电阻变大，由焦耳定律可知，此处相同时间内产生的热量会　 　。
11．某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两档，电路如图所示，开关S1闭合、S2断开时为　 　温档。电阻R1=44Ω、R2=176Ω。电烤箱处于“高温”档工作10min产生的热量为　 　J。
三、实验探究题
12．如图甲所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
（1）该装置可探究电热与　 　的关系；通电10s，可观察到甲图中　 　（选填“左侧”或“右侧”）U形管中液面的高度变化较大。
（2）若电阻丝R2和R3的材料相同，长度也相同，则R2的横截面积较　 　。
（3）如图乙、丙所示的电路中，电阻R1′、R2′、R3′、R4′均为发热电阻。这两个电路的最大功率和最小功率均相同，则电阻R1′　 　R3′（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
13．如图是探究电流通过导体此时热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是　 　，在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察　 　来比较的；
（2）图甲可探究电流产生的热量与　 　的关系，图乙可探究电流产生的　 　的关系；
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是　 　；
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是　 　法；二是转换法；
（5）通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是　 　。
四、计算题
14．如图所示，电源电压保持不变，R1的阻值为10Ω，开关S闭合后，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。求：
（1）电源电压；
（2）通电10s电阻R1产生的热量。
15．小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答；
（1）当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过座椅垫的电流是多少A？
（2）当座椅垫处于“低温”挡加热时，座椅垫工作5min产生的热量是多少J？
（3）电热丝R2的阻值是多少Ω？
16．澎澎家新买了一个养生壶，它有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图所示，R1、R2都是加热电阻，且R1＞R2，养生壶的部分参数如表格所示。
额定容量 1L
额定电压 220V
高温档功率 1000W
中温档功率 　
低温档功率 200W
（c水＝4.2×103J/（kg ℃）、（ρ水＝1.0×103kg/m3）
求：
（1）中温挡功率是多少？电阻R2的阻值是多少？
（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）将1L水从20℃加热至沸腾最少的时间是420s。此过程中养生壶的加热效率是多少？