_15.4 探究焦耳定律 第1课时 焦耳定律同步练习（答案）2023－2024沪粤版 物理九年级上册

九年级（上）同步练习
第十五章 电能与电功率
15.4 探究焦耳定律
第1课时 焦耳定律
一．选择题
1．下列用电器利用电流热效应工作的是（　　）
A．电脑 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅
2．用电热丝烧水，当电压为U，t秒内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则烧开同样的水所需时间为（　　）
A． B．4t C．2t D．
3．将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（　　）
A．电冰箱 B．电脑 C．电热毯 D．一样多
4．张研同学有两段电热丝，电阻分别是R1、R2（R1＞R2），他将这两段电热丝在电路中串联起来，分别放入两个相同的容器中，两个容器中装有相同质量的水，如图所示。当他将开关闭合后，关于甲、乙两个容器中水温的变化，下面的说法中正确的是（　　）
A．甲容器中的水温度上升的快
B．乙容器中的水温度上升的快
C．甲、乙容器中的水温度上升的一样快
D．条件不足，无法判断
5．下列情况中，属于防止电热危害的是（　　）
A．用电熨斗熨烫衣服 B．用电饭锅煮饭
C．冬天用电暖气取暖 D．电脑机箱内有小风扇
6．奋斗学习小组在“野外生存”挑战活动中，将锡箔纸连接在干电池两端，一段时间后锡箔纸燃烧起来，使他们获得了火苗。下列电器中，主要利用该原理工作的是（　　）
A．电熨斗 B．空调 C．电风扇 D．电视机
7．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中（　　）
A．通电后，甲图透明容器中电阻丝内能增加和空气内能增大的方式是相同的
B．甲图中通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更少
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．通电后，乙图中左、右电阻产生的热量之比是1：2
8．将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1：R2＝2：3，通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为（　　）
A．4：9 B．9：4 C．2：3 D．3：2
9．甲、乙两电热器的电阻之比为4：3，通过的电流之比为1：2，通电时间之比为3：2，则产生热量之比为（　　）
A．2：1 B．2：9 C．9：2 D．1：2
二．填空题
10．用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量的影响因素”，将装置接入电压为6V的电路中，且相同的两个透明容器中封闭着等量、等温的空气，其中R2＝5Ω，Rb＝10Ω，通电1min后，U形管 　 　（选填“a”或“b”）中液面高度差较大，这段时间内电阻丝b产生的热量Qb＝　 　J。
11．由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的 　 　效应而造成大量的能量损耗，1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下 　 　会突然消失，这种现象称为超导现象，利用这类材料输电，可最大限度地减少 　 　的损耗。
12．额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为4A，则电热丝正常工作时的电阻为 　 　Ω，工作10min产生的热量为 　 　J。
13．如图是一种简易电加热器，将一张锡纸剪成中间窄、两边宽的形状，ab、bc段长度相等。再将锡纸两端分别与干电池的正负极连接。过一会儿，发现bc段燃烧起来，这是因为bc段是中间较窄的细条，该段电阻较 　 　（选填“大”或“小”），发热较快，这一简易电加热器的原理是 　 　。
14．甲、乙两只电热毯标有“220V 60W”和“220V 120W”字样，把它们串联在220V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是 　 　，将它们并联在电路中，在相同时间内产生热量较多的是 　 　（选填“甲”或“乙”）。
15．如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 　 　效应实现高温封口，3s内产生的热量为 　 　J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 　 　（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。
三．实验探究题
16．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
（1）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察 　 　来显示容器内空气温度的变化；
（2）图甲装置将两段阻值不同的电阻丝 　 　（填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与 　 　的大小的关系，通电一段时间后，　 　（选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多；
（3）图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 　 　的大小的关系，R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1：Q2＝　 　。电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 　 　（选填“相等”或“不相等”），所以R2与R3的阻值 　 　（选填“一定”或“不一定”）相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，R3应选用 　 　（从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻）；
（4）图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，则可能的原因是 　 　；
（5）图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是 　 　（多选）。
A．R1电阻丝断路 B．R2电阻丝断路
C．R3电阻丝断路D．R3电阻丝短路
17．老师在课堂上探究电流产生的热量与电阻的关系，装置如图。瓶中煤油质量相等，电阻R甲＝2R乙。
（1）选用煤油而不是水，是因为煤油的 　 　小。
（2）将两电阻丝串联接是为了控制通过电阻丝的 　 　相等。
（3）某男生还想利用这个装置验证电流做功与电压的关系，他还需增加的测量工具是 　 　（选填“电压表”或“电流表”），他可以通过观察 　 　来比较相同时间内电流做功的多少。
（4）某女生利用该装置做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则她应将其中一个烧瓶中的煤油换成 　 　和初温相等的水，还要注意此实验中水和煤油吸收的热量 　 　（填“相等”“不相等”）。
四．计算题
18．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.4A，电流表A2的示数为0.6A，求：
（1）R1两端的电压；
（2）R2的阻值；
（3）2min内整个电路产生的热量。
19．如图所示，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为2V。求：
（1）通过电阻R1的电流；
（2）通电1分钟，电阻R2产生的热量。
答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9
D B C A D A D C D
10. B 96
11. 热 电阻 能量
12. 55 5.28×105
13. 大 焦耳定律
14. 甲 乙
15. 热 75 增大
16. （1）U形管中液面高度变化
（2）串联 电阻 右
（3）电流 4：1 不相等 不一定 2Ω
（4）左侧容器漏气
（5）BD
17. （1）比热容
（2）电流
（3）电压表 温度计示数的变化
（4）等质量 相等
18. 解：（1）两电阻并联，电流表A测干路电流，电流表A1测电阻R1所在支路电流
根据欧姆定律及并联电路的电压特点可知
电源电压U＝U1＝I1R1＝0.4A×10Ω＝4V
（2）根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知
通过电阻R2的电流I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A
电阻R2的阻值：R2＝＝＝20Ω
（3）整个电路消耗的电能W＝UIt＝4V×0.6A×2×60s＝288J
19. 解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压
（1）因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和
所以电阻R1两端电压：U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V
则通过电阻R1的电流：I1＝＝＝0.4A
（2）因串联电路中各处电流相等
所以通过电阻R2的电流：I2＝I1＝0.4A
则通电1分钟，电阻R2产生的热量：Q＝W＝U2I2t＝2V×0.4A×60s＝48J