新人教版物理九年級全一冊18.4 焦耳定律 同步練習(xí)4-推薦

1、第4節(jié)焦耳定律同步測試一、選擇題1關(guān)于電熱的利用，下列說法中錯(cuò)誤的是（）a電熱對我們來說總是有利的b電視機(jī)、收音機(jī)上開小孔是為了散熱c電飯鍋是利用電流熱效應(yīng)來工作的d梅雨季節(jié)可用電熱給電視機(jī)驅(qū)潮答案：a解析：電流做功放出熱量，這是電流的熱效應(yīng)，主要是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。在實(shí)際生活中我們有利用電熱的地方，也有防止電熱造成危害。如本題中c、d選項(xiàng)中是利用電熱加熱物體，是對我們有利的方面；但b選項(xiàng)中用電器的散熱孔就是為了散熱，防止用電器溫度過高造成危害。本題體現(xiàn)了利用辯證的態(tài)度對待事物的思想。2一臺“220v60w”的電風(fēng)扇、一盞“36v60w”的白熾燈和一只“110v60w”的電熱器各自在額定電壓下

2、工作，比較它們相同通電時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是()a電風(fēng)扇最多b電熱器最多c白熾燈最多d三者一樣多答案：b解析：電流做功的過程是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，不同的用電器電能轉(zhuǎn)化的結(jié)果不一定相同。電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少量的轉(zhuǎn)化為熱能；電熱器把消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能；白熾燈把電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能。它們的額定功率相同，正常工作相同時(shí)間，消耗的電能相同，所以電熱器產(chǎn)生的熱量最多。3電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接的銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是因?yàn)椋ǎ゛通過電爐絲的電流比通過銅導(dǎo)線的電流大b銅導(dǎo)線的電阻小，因而產(chǎn)生的熱量少，而電爐絲電阻大，產(chǎn)生的熱量多c銅導(dǎo)線有絕緣層，所以不怎么熱d銅導(dǎo)線比電爐

3、傳熱快，所以不容易熱答案：b解析：根據(jù)題意，電爐的電阻絲和連接的銅導(dǎo)線是串聯(lián)的，通過它們的電流是相等的，而電爐絲電阻要比銅導(dǎo)線的電阻大得多，根據(jù)焦耳定律q=i2rt，因此在相等的時(shí)間內(nèi)電爐絲放出的熱量比銅導(dǎo)線大得多。4下面實(shí)驗(yàn)是研究電熱與電流關(guān)系的是（）a把兩段不同的電熱絲串聯(lián)后，分別放在質(zhì)量和初溫均相同的煤油瓶中，通電后，比較油瓶中的煤油上升的溫度b把兩根相同的電熱絲放在質(zhì)量和初溫相同的煤油中，通過相同的電流，通電時(shí)間不同，比較煤油瓶中的煤油上升的溫度c把兩根相同的電熱絲放在質(zhì)量和初溫相同的煤油瓶中，分別通過不同的電流，通電時(shí)間相同，比較煤油瓶中的煤油上升的溫度d把兩根不同的電熱絲并聯(lián)，分別

4、放在質(zhì)量和初溫相同的煤油瓶中，通電時(shí)間相同，比較煤油瓶中的煤油上升的溫度答案：c解析：控制變量是一個(gè)重要的物理方法，在研究多個(gè)物理量，要控制其它量相同，改變其中一個(gè)，觀察它對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。由焦耳定律可知，電熱與電流、電阻和通電時(shí)間都有關(guān)，要研究電熱與電流的關(guān)系，要控制電流和通電時(shí)間相同。所以要選擇兩根阻值相同的電阻絲，通電時(shí)間相同，但電流不能相同。電流做功放熱的多少無法直接看出，我們通過加熱物體，在研究時(shí)比較煤油溫度升高的多少來比較放出熱量的多少。5（2013樂山）下列關(guān)于如圖1所示實(shí)驗(yàn)的說法中錯(cuò)誤的是（）圖1a該實(shí)驗(yàn)研究的是電流的熱效應(yīng)b實(shí)驗(yàn)中采用了控制變量法c觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：在其它條件

5、相同時(shí)，電阻越大，電流做功放出的熱量越少d實(shí)驗(yàn)中是通過觀察溫度計(jì)示數(shù)的高低來判斷電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少答案：c解析：當(dāng)電流通過時(shí)，導(dǎo)體會發(fā)熱，這是電流的熱效應(yīng)，本題的實(shí)驗(yàn)是研究電流做功放出熱量多少的，即電流的熱效應(yīng)。根據(jù)焦耳定律，電流做功放出熱量的多少與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，在研究它們的關(guān)系時(shí)要用到控制變量法，每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，本題中兩根電阻絲串聯(lián)，它們的電流和通電時(shí)間相等，電阻越大，電流做功放出的熱量越多。在比較電流做功放出熱量的多少時(shí)，利用了轉(zhuǎn)換法。物理學(xué)中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識或用易測

6、量的物理量間接測量，本題中把看不見的電流做功放出熱量轉(zhuǎn)換成了液體溫度升高的多少。6小明家新買一規(guī)格為“800w”的電熱水壺，他經(jīng)過幾次使用后發(fā)現(xiàn)：晚飯后燒開一壺水總比早晨燒開一壺水所用的時(shí)間長，你認(rèn)為主要原因是（）a晚間電熱水壺兩端的電壓低于早晨電熱水壺兩端的電壓b晚間大氣壓升高，水的沸點(diǎn)升高，需要的熱量比早晨多c晚間環(huán)境溫度比早晨的溫度偏低d晚間燒水時(shí)熱量散失比早晨多答案：a解析：燒開同一壺水，所需要的熱量是一定的，即電熱絲放出的熱量是一定的，并且同一電水壺在工作時(shí)，電阻可以認(rèn)為是不變的。接在家庭電路中不同時(shí)間段時(shí)，要考慮到電壓的變化。晚間用電高峰時(shí)，電網(wǎng)電壓會降低，而早晨時(shí)用電較少，電網(wǎng)電

7、壓較高，所以根據(jù)可以判斷出q、r一定時(shí)，u越高，t越小。7在電學(xué)中有這樣一個(gè)問題：電爐絲通過導(dǎo)線接到電路里，電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？對此同學(xué)甲這樣解釋：因?yàn)閷?dǎo)線電阻很小，電爐絲電阻很大，根據(jù)焦耳定律，q=i2rt，電流相同，時(shí)間相同，熱量與導(dǎo)體電阻成正比。同學(xué)乙解釋為：因?yàn)閷?dǎo)線電阻很小，電爐絲電阻很大，所以電爐絲兩端電壓比導(dǎo)線兩端電壓大得多，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量q=w=uit，根據(jù)該式，在i、t相同時(shí)，熱量與導(dǎo)體兩端電壓成正比。對于同學(xué)甲和同學(xué)乙的解釋，下列觀點(diǎn)正確的是（）a同學(xué)甲和同學(xué)乙的解釋都不正確b同學(xué)甲和同學(xué)乙的解釋都正確c同學(xué)甲的解釋正

8、確，同學(xué)乙的解釋不正確d同學(xué)甲的解釋不正確，同學(xué)乙的解釋正確答案：b解析：根據(jù)焦耳定律q=i2rt，電流產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，在電流相同時(shí)，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，所以甲同學(xué)的解釋是正確的。在電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的情況下，w=q，也可以用電流做功的多少q=w=uit進(jìn)行判斷，因?yàn)殡姞t絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，所以電流相等，電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大的多，根據(jù)歐姆定律，電爐絲兩端的電壓也比導(dǎo)線兩端電壓大的多，所以相同時(shí)間內(nèi)，電爐絲產(chǎn)生的熱量也比導(dǎo)線大的多，乙同學(xué)的解釋也是正確的。乙同學(xué)在本題的解釋中是正確的，但用電器工作時(shí)把電能沒有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，他的解釋就不正確了，因?yàn)樵谶@樣

9、的電路中，電流做功就不等于產(chǎn)生的熱量。8小明家的電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了，他爸爸把斷了的電阻絲搭在一起，電熱毯仍能使用，但不久又會在搭接處燒斷會在搭接處燒斷的原因是（）a電阻絲上搭接處電阻較小，造成局部過熱b電阻絲上搭接處電阻較大，造成局部過熱c電阻絲上搭接處電流比其它處電流小，造成局部過熱d電阻絲上搭接處電流比其它處電流大，造成局部過熱答案：b解析：這是利用焦耳定律來解釋生活實(shí)際的問題。電熱毯搭接處再次被燒斷，說明在搭接入一定時(shí)間內(nèi)放出熱量多，根據(jù)歐姆定律q=i2rt可知，在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，搭接處電阻變大才會導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)。將電阻絲的兩個(gè)斷頭接上后，接頭處是兩根導(dǎo)線相切，由于接觸的部位很

10、少，很細(xì)，電阻就較大，在電流、通電時(shí)間相同的情況下，電阻大電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，溫度越高，因此搭接頭處容易被燒斷。9白熾燈泡的燈絲常在開燈的瞬間燒斷，其原因是在開燈的瞬間（）a燈泡上的電壓特別大，因而電流也很大b燈絲的電阻比較小，因而電流很大c燈絲的電阻特別大，產(chǎn)生的熱量特別大d燈絲低溫時(shí)比較脆答案：b解析：燈絲被燒斷是因?yàn)闊艚z的溫度瞬間過高導(dǎo)致的。在剛開燈時(shí)，燈絲處于冷態(tài)，燈絲電阻較小，在電壓一定時(shí)，流過燈的電流較大，在短時(shí)間內(nèi)電流在燈絲上做功放出熱量較多，燈絲溫度上升較快，有可能超過燈絲的熔點(diǎn)而燒斷。當(dāng)工作一段時(shí)間后，燈絲的溫度與外界溫度基本趨于平衡。燈絲的電阻與溫度有很大的關(guān)系，白熾

11、燈正常發(fā)光時(shí)的電阻是不通電時(shí)電阻的10倍以上，剛通電的瞬間其電流是正常工作后電流的10倍以上，所以短時(shí)間內(nèi)放出的熱量非常多。10阻值為r的電阻絲，接到電源上6分鐘燒開一壺水，現(xiàn)在用兩根同樣的電熱絲串聯(lián)起來，燒同樣一壺水，需要的時(shí)間是（不考慮熱損失）()a12分鐘b4分鐘c8分鐘d6分鐘答案：a解析：一壺水燒開，需要吸收的熱量幾乎是相等的，并且電阻絲通電后，把電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，即q=w。兩種情況下電熱絲兩端的電壓相等，焦耳定律結(jié)合歐姆定律變化可以得到：，電阻絲串聯(lián)后，總電阻變?yōu)橐桓?倍，在電壓和放出相同熱量時(shí)，需要的時(shí)間也為原來的2倍。11把一臺電動(dòng)機(jī)接入電壓為220v的電路中，通過電動(dòng)機(jī)

12、的電流為5a，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為2，1min通過線圈的電流產(chǎn)生的熱量為（）a1452000jb3000jc66000jd50j答案：b解析：本題主要考查了電功與電熱的區(qū)別，只有當(dāng)電流做功全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生的熱量時(shí)，電功才等于電熱，否則不等。本題中電動(dòng)機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能，電功不等于電熱。電動(dòng)機(jī)消耗的電能可以利用w=uit進(jìn)行計(jì)算，電流產(chǎn)生的熱量可以利用焦耳定律q=i2rt進(jìn)行計(jì)算。消耗的電能為：w=uit=220v5a60s=66000j電流產(chǎn)生的熱量為：q=i2rt=（5a）2260s=3000j本題還可以求出輸出的機(jī)械能，它等于消耗的電能與電流產(chǎn)生的熱量的差值。二、填空題12由于電流

13、的_效應(yīng)，當(dāng)電流通過電阻時(shí)會產(chǎn)生熱量。一根60的電阻絲接在36v的電源上，通過電阻絲的電流為_a，在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_j。答案：熱效應(yīng)06a1296104j解析：導(dǎo)體有電阻存在，所以有電流通過時(shí)就會產(chǎn)生熱量，這是電流的熱效應(yīng)。當(dāng)電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的時(shí)候，可以利用q=w=uit計(jì)算放出熱量。13額定功率為1000w的電熱水壺正常時(shí)，將質(zhì)量為15kg的水從20加熱至100，耗時(shí)10min，則水要吸收j的熱量，水壺消耗電能為_j，該水壺的效率為。答案：504105j6105j84%解析：電流做功放出熱量給水吸收，水吸熱可以利用q=cmt來計(jì)算；本題中電流做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電功等于

14、電熱，即q=w=pt。q=cmt=42103j/(kg)15kg(100-20)=504105jw=q=pt=1000w600s=6105j14如果給串聯(lián)的節(jié)日彩燈電路中串聯(lián)入一個(gè)跳泡，它會使電路不斷的通、斷，使整串彩燈一會兒亮，一會兒滅，一閃一閃的，十分好看。跳泡的結(jié)構(gòu)如圖2所示：在常溫下，中間豎立的雙金屬片和旁邊的倒l形引線挨在一起，如圖甲所示；通電后，電流經(jīng)雙金屬片通入燈絲，使跳泡發(fā)光。由于跳泡內(nèi)的燈絲發(fā)光，雙金屬片受熱變彎，離開原來的位置，使電路切斷，如圖乙所示；沒有電流通過，雙金屬片冷卻恢復(fù)原來形狀，又使電畔接通?，F(xiàn)有一串這樣的節(jié)日彩燈接在電源上（電源電壓一定），忽然其中幾只彩燈熄滅

15、了，其余彩燈雖仍然一亮一滅的發(fā)光，但閃光的頻率卻比原來快了。（1）那幾只熄滅的彩燈不亮的原因是_；（2）其余彩燈閃光頻率加快的原因是_。圖2答案：（1）熄滅的彩燈發(fā)生短路；（2）幾只彩燈由于短路而熄滅，使整串彩燈的總電阻變小，電路中電流變大，跳泡發(fā)熱加快，使雙金屬片達(dá)到切斷電路的溫度的時(shí)間變短。解析：因彩燈為串聯(lián)，因其余燈泡仍然發(fā)光，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知電路仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，則可知彩燈不亮的原因只能是燈泡發(fā)生了短路。如果發(fā)生斷路，則整個(gè)彩燈都不亮。彩燈閃光的原因是因?yàn)樘莸淖饔茫诖穗娐分邢喈?dāng)于開關(guān)。幾只彩燈由于短路而熄滅，使整串彩燈的總電阻變小，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律，電路中電流變大，流

16、過跳泡的電流變大。根據(jù)焦耳定律q=i2rt，跳泡的燈絲能在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)熱，使雙金屬片達(dá)到切斷電路的溫度，跳泡接通和切斷電路的頻率加快。三、解答題15電熨斗往往采用如圖3所示的電路來保溫：（1）電熨斗正常使用時(shí)開關(guān)s應(yīng)斷開還是閉合？（2）如果熨斗的電阻絲r的額定功率為400w，燈l標(biāo)有“pz220-100”，則當(dāng)電熨斗處于保溫狀態(tài)時(shí)電阻絲r的實(shí)際功率是多大？此時(shí)整個(gè)電路的功率是多大？此時(shí)電路總功率比電熨斗正常發(fā)熱時(shí)的功率少了多少？（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）圖3答案：（1）s閉合（2）解析：本題中的電熨斗的電熱絲與燈泡是串聯(lián)的，當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí)，燈被開關(guān)短路。電熨斗是利用了電流的熱效應(yīng)，正常工

17、作時(shí)要使電熨斗溫度達(dá)到較高，相同時(shí)間內(nèi)要電流要產(chǎn)生較多的熱量，根據(jù)焦耳定可知，電路中電流要較大，只有把開關(guān)s閉合，把燈泡短路，電路總電阻變小，電流變大。當(dāng)開關(guān)s斷開時(shí)，燈與電阻絲串聯(lián)，電阻較大，電路中電流較小，電路總功率也變小，處于保溫狀態(tài)，可以節(jié)約能源。燈泡的電阻：電阻絲的電阻：當(dāng)電熨斗處于保溫狀態(tài)時(shí)電路中的電流為：電阻絲r的實(shí)際功率pr實(shí)=ui=i2rr=（0364a）2121=15w電路總功率為：p=ui=220v0364a=80w此時(shí)電路的總功率比電熨斗正常發(fā)熱時(shí)的功率少了320w16（2013年玉林防城港）如圖4所示是一臺電熱水器銘牌上的部分信息。請根據(jù)銘牌提供的信息解答下列問題：c水=42103j/(kg?)（1）若給該電熱水器裝滿水進(jìn)行加熱，使水的溫度從22升高到62，求水吸收的熱量。（2）如果電熱水器正常工作時(shí)，所產(chǎn)生的熱量有80%被水吸收，則上一問題中給水加熱的時(shí)間是多少？（3）當(dāng)電熱水器通電后水溫達(dá)到