人教版九年級(jí)全一冊(cè)物理《焦耳定律》專題能力提升訓(xùn)練(附答案)

人教版九年級(jí)全一冊(cè)物理18.4焦耳定律專題能力提升訓(xùn)練一、多選題1?一只電熱水壺有兩根電阻絲，其阻值R1>R2,現(xiàn)在把這只電熱水壺接入照明電路中將一壺水加熱至沸騰，則下列說法正確的是（）A.只接入電阻絲R2,所用時(shí)間最短B.將兩根電阻絲串聯(lián)后接入電路中時(shí)，所用時(shí)間最長(zhǎng)C將兩根電阻絲并聯(lián)后接入電路中時(shí)，所用時(shí)間最短D.兩根電阻絲無論串聯(lián)和并聯(lián)，所用時(shí)間都相等2．下圖是小華同學(xué)探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，其中密閉容器的容積相等，下列說法中正確的是（）甲 乙A.利用圖乙的裝置可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)B.該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生熱量的多少可以通過觀察U形管中液面高度差A(yù)h進(jìn)行比較C利用圖甲的裝置可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)D.圖乙裝置中右側(cè)空氣盒中5Ω電阻產(chǎn)生的熱量比左側(cè)空氣盒中5Ω電阻產(chǎn)生的熱量多3.如圖甲是一個(gè)電加熱器的工作原理圖，其中R1和R2是阻值不變的發(fā)熱電阻；圖乙是它的部分參數(shù).當(dāng)電加熱器正常工作時(shí),下列說法正確的是（ ）賴定電壓22(*V息定加熱功率州OW賴定保溫功率IlOWg220VoA.只閉合開關(guān)S,加熱器的功率為990WB.開關(guān)S閉合，S1由斷開到閉合，電路中電流變大，R2的功率變大C加熱器在保溫狀態(tài)下工作5min,產(chǎn)生3.3X104J的熱量D.電阻R1與R2的阻值之比為1：84．如圖所示是探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，通電一段時(shí)間后，右側(cè)U形管中液面高度差比左側(cè)的大，下列說法正確的是（）A.左側(cè)容器中電阻絲的阻值比右側(cè)容器中的小B?該裝置用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流大小的關(guān)系C該裝置可以用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系D.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少可通過U形管中液面高度差的變化來反映5．如圖所示的用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是一個(gè)電熱水器的銘牌如圖中，把它接在家庭電路中，則（）6.A.通過它的電流為4AB.它的電阻絲電阻為55QC.5min內(nèi)消耗電能是2.64×lθ5jD.5min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量是440OJ又X牌班*幫靛定電壓 220V敲定功率 8S0W馥定容量 4.5L.如圖所示的“熱得快”銘牌上標(biāo)有“220V1000W”字樣，由此可知這種“熱得快”A.正常工作的電壓為220V.正常工作時(shí)電流為0.22AC.正常工作IOmin消耗的電能為6χlθ5jD.正常工作IOmin產(chǎn)生的熱量大于6χlθ5j二、填空題8.某電吹風(fēng)機(jī)內(nèi)部電熱絲的電阻為100Ω,正常加熱時(shí)通過它的電流為2A.若電熱絲的電阻值不隨溫度變化，則此電熱絲正常加熱20s產(chǎn)生的熱量為J.9．在家庭電路中使用電爐時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻不熱，如圖所示，根據(jù)這一現(xiàn)象，提出一個(gè)可探究的科學(xué)問題： 10．白熾燈是根據(jù)電流的 效應(yīng)工作的。燈絲做成螺旋狀是為了 （選填“增大”或“減少”）散熱，以便更好地發(fā)光。.在如圖所示的電路中，開關(guān)閉合后，通過電阻R和H的電流之比為1:2,1 2在某段時(shí)間內(nèi)電阻勺上產(chǎn)生的熱量2=16J,在相同時(shí)間內(nèi)電阻&上產(chǎn)生的熱J..王老師在上課時(shí)做了這樣一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：如圖所示，將一根銀銘合金材料制成的電阻絲與一段裸露的金屬銅導(dǎo)線串聯(lián)，接在輸出電壓為IoV的電源兩端，構(gòu)成一根簡(jiǎn)單的電路.將兩根火柴放置在電阻絲和裸導(dǎo)線上方，接通電路，同學(xué)們觀察到通電的電阻絲使火柴點(diǎn)燃了，而裸導(dǎo)線上的火柴卻沒有被點(diǎn)燃．請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，提出一個(gè)可探究的科學(xué)問題： .如圖所示，V］和V2是完全相同的兩個(gè)電壓表，都有3V和15V兩個(gè)量程，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電壓表偏轉(zhuǎn)的角度相同，則在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過電阻R1和K2產(chǎn)生的熱量Q1:Q2=.三、實(shí)驗(yàn)題.圖（a）所示是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，甲、乙兩個(gè)燒瓶?jī)?nèi)盛有等質(zhì)量且初始溫度相同的同種液體，甲燒瓶?jī)?nèi)的電熱絲的電阻恒為R1,乙燒瓶?jī)?nèi)的電熱絲的電阻恒為R2,實(shí)驗(yàn)中使用的兩個(gè)溫度計(jì)完全相同。（1）圖（b）是等質(zhì)量的水和煤油溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像，為了使圖（a）中溫度計(jì)示數(shù)變化更明顯，則燒瓶?jī)?nèi)的液體應(yīng)選用 ；（選填“水”或“煤油”）（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片移至某個(gè)位置，閉合開關(guān)，觀察并記錄一段時(shí)間內(nèi)甲瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化，斷量開開關(guān)；再將滑動(dòng)變阻器的滑片移至另一個(gè)位置，閉合開關(guān)，觀察并記錄相同時(shí)間內(nèi)甲瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化，斷開開關(guān)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程所探究的問題是：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與是否有關(guān)；圖fa[ 圖（3）利用該實(shí)驗(yàn)裝置還可以探究的問題是 （寫出一個(gè)即可）。15．研究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．甲、乙、丙為三只規(guī)格相同的燒瓶，其中裝有質(zhì)量相同的煤油，燒瓶中電阻絲的阻值RJRJR7.請(qǐng)你觀察如圖所示實(shí)驗(yàn)電路，應(yīng)用所學(xué)甲丙乙知識(shí)回答下列問題：（1）若探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制的變量是通電時(shí)間和 ，自變量是 ．實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù) ，比較燒瓶甲和燒瓶 中電阻絲放熱的多少．在此過程中利用了轉(zhuǎn)換法和 法來研究物理問題．（2）利用此實(shí)驗(yàn)器材，還可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 是否有關(guān)．四、計(jì)算題16.如圖甲為一種新型電飯鍋的簡(jiǎn)化電路，其中R1和R2均為電熱絲，S1是自動(dòng)控制開關(guān)，通過開關(guān)的控制，可智能實(shí)現(xiàn)高溫檔或低溫檔，從而控制食物在不同時(shí)間段的溫度。把電飯鍋接入220V的家庭電路中，電飯鍋工作30min，電路中總電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。求：⑴當(dāng)S、S1都閉合時(shí)，電飯鍋處于高溫檔還是低溫檔？(2)電飯鍋在0~30min內(nèi)消耗的總電能。17.新型電飯鍋煮飯時(shí)采用高溫和低溫兩種方式交替加熱，其內(nèi)部的電路可簡(jiǎn)化成如圖所示的電路，R1和18?如圖甲為一種新型電飯鍋，圖乙為其簡(jiǎn)化電路，其中勺和&均為電熱絲，Si是自動(dòng)控制開關(guān)，通過開關(guān)的控制，可實(shí)現(xiàn)智能化地控制食物在不同時(shí)間段的溫度．圖丙為其在工作的30min內(nèi)功率隨時(shí)間變化的圖像?已知其高溫檔的功率PI為1100w，電阻RI=10R2?請(qǐng)分析出電飯鍋的低溫檔、保溫檔時(shí)兩個(gè)開關(guān)的通斷狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的電路圖．（1）（2）求出R1的阻值.（3）求出電飯鍋在這30min內(nèi)產(chǎn)生的總熱量參考答案1．BC【詳解】一只電熱水壺有兩根電阻絲，電阻絲連接方式不同，電路的總電阻不同。兩電阻絲并聯(lián)時(shí)電阻最小，兩電阻絲串聯(lián)時(shí)電阻最大。根據(jù)Q=Ut可知，電源電壓不變，放出相同熱量時(shí)，將兩根電阻絲并聯(lián)后接入電路中時(shí)，所用時(shí)間最短；將兩根電阻絲串聯(lián)后接入電路中時(shí)，所用時(shí)間最長(zhǎng)。故AD錯(cuò)誤，BC正確。故選BCo2．BC【詳解】AD.乙圖中兩個(gè)相同的電阻串聯(lián)在電路中，當(dāng)給右側(cè)并聯(lián)一個(gè)電阻時(shí)，通過左側(cè)的電阻的電流大于右側(cè)容器的電阻的電流，在通電時(shí)間和電阻相同時(shí)，左側(cè)容器內(nèi)的電阻產(chǎn)生的熱量大于右側(cè)容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量，故探究的是電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，故A、D錯(cuò)誤;B.電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過液面高度差的變化來反映，所用方法為轉(zhuǎn)換法，故B正確；C.由圖甲知，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相等，通電時(shí)間相同，電阻不同，故探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，故C正確。故選BCo3.BC【分析】串聯(lián)電路，當(dāng)兩個(gè)電阻都工作時(shí)為低檔.【詳解】電源電壓不變，則電阻越大功率越小，對(duì)應(yīng)低檔，反之高檔，則只閉合開關(guān)S,為低檔，功率為110W；閉合S后再閉合S1,總電阻變小，電流變大，則R2功率變大；t=5min=300sQ=W=Pt溫=110WX300s=3.3x104J當(dāng)S、S1均閉合時(shí)，電路處于高溫檔僅R2工作，則R2電阻為：R=2U2(220V)2440 = = ΩP990W 9熱，僅閉合S時(shí)，低溫檔，可求得:U2 (220V)2P—110W溫=440ΩR總，故R1=R—R總235209，則R:R=8:1．12【點(diǎn)睛】區(qū)分串并聯(lián)高低的所對(duì)應(yīng)電阻接法，電阻越小功率越高，對(duì)應(yīng)高檔．4．ACD【詳解】AD.據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使容器中的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致U型管中的液面會(huì)發(fā)生變化，雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U型管液面高度差的變化來反映，圖中左側(cè)U形管中的液面高度差小于右側(cè)U形管中的液面高度差，可知右側(cè)容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量多，又容器中的兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，通過它們的電流I與通電時(shí)間t相同，由焦耳定律Q=12Rt可知，左邊容器中電阻絲的阻值小于右邊容器中電阻絲的阻值，故AD正確；BC.在裝置中，容器中的兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，通過它們的電流I與通電時(shí)間t相同，左邊容器中的電阻與右邊容器中的電阻不同，所以該裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，只看其中一個(gè)可以用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系，故B錯(cuò)誤，C正確。故選ACD。5．BC【分析】（1）電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體要發(fā)熱，這叫做電流的熱效應(yīng)，如電爐、電烙鐵、電焊等都是電流的熱效應(yīng)的例子；（2）電流的化學(xué)效應(yīng)：電流通過導(dǎo)電的液體會(huì)使液體發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生新的物質(zhì)，電流的這種效果叫做電流的化學(xué)效應(yīng)，如電解，電鍍，電離等就屬于電流的化學(xué)效應(yīng)的例子；（3）電流的磁效應(yīng)：給繞在軟鐵心周圍的導(dǎo)體通電，軟鐵心就產(chǎn)生磁性，這種現(xiàn)象就是電流的磁效應(yīng)，如電鈴、蜂鳴器、電磁揚(yáng)聲器等都是利用電流的磁效應(yīng)制成的．【詳解】A.電風(fēng)扇工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故A錯(cuò)誤;B.臺(tái)燈工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使燈絲溫度升高達(dá)到白熾狀態(tài)而發(fā)光，是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故B正確；C.電飯鍋工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故C正確；D.筆記本電腦工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，部分部件應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)，不是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故D錯(cuò)誤；故選BC.6．ABC【詳解】ABC正確D.5min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量是2.64×105J故選ABC7．AC【詳解】解：A已知“熱得快”的額定電壓為220V，所以正常工作電壓應(yīng)該等于220V.此選項(xiàng)正確；P1000WB“熱得快”正常工作的電流為I=UP=1000W≈4.5A.此選項(xiàng)錯(cuò)誤；C“熱得快”正常工作10min消耗的電能為W=Pt=1000Wx600s=6x105j.此選項(xiàng)正確；D“熱得快”正常工作10min產(chǎn)生的熱量為Q=Pt=1000Wx600s=6x105j.此選項(xiàng)錯(cuò)誤.故選A、C..8x103【詳解】試題分析：電熱絲產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比.根據(jù)Q=l2Rt計(jì)算電熱絲產(chǎn)生的熱量，Q=l2Rt=(2A)2×100Ω×20S=8×103j.電熱絲正常加熱20s產(chǎn)生的熱量為8×103J.考點(diǎn)：電熱的計(jì)算.在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻產(chǎn)生熱量多少與電阻大小的關(guān)系【詳解】電爐的電爐絲與導(dǎo)線的電流是相同，通電時(shí)間也是相同的，電爐絲的電阻大過導(dǎo)線電阻，因此可以利用控制變量法探究在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻產(chǎn)生熱量多少與電阻大小的關(guān)系。.熱減少【詳解】[1]白熾燈是電流通過燈絲時(shí)發(fā)熱，當(dāng)燈絲的溫度達(dá)到2500℃左右的白熾狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)光的原理而制成的，故它利用的是電流的熱效應(yīng)。[2]為了提高燈絲的溫度，減少散熱，才把燈絲做成螺旋狀。.32【分析】本題根據(jù)熱量計(jì)算公式Q=l2Rt來進(jìn)行分析.由題意知并聯(lián)電壓相同，根據(jù)歐姆定律就可得出電流I1與I2的比值，R1與R2的比值已知，時(shí)間相同，這樣就可以得出熱量之比，最后求出R2上產(chǎn)生的熱量Q2.【詳解】因?yàn)閮呻娮璨⒙?lián),所以U1=U2由于I1N=12所以R1R2=Zl,時(shí)間相同,則t,t2=1:1那么：Q1：Q2=l21R1t1：l22R2t2=(12x2x1):(22x1x1)=1：2,所以Q2=2Q1=2×16J=32J.故答案為32.12.通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)?【分析】根據(jù)題意提出問題，然后提出合理的猜想.【詳解】在電阻絲和裸導(dǎo)線上的火柴相同，通電后導(dǎo)線發(fā)熱，火柴被加熱，當(dāng)達(dá)到火柴的燃點(diǎn)后，火柴燃燒，可以提出：?jiǎn)栴}：通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)?（或通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)嗎?）故答案為通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)?．13．1：4【解析】試題分析：如圖所示，V1和V2是完全相同的兩個(gè)電壓表，都有3V和15V兩個(gè)量程，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電壓表偏轉(zhuǎn)的角度相同，V1是小量程，V2是大量程，兩個(gè)電壓表的示數(shù)之比是1:5,在串聯(lián)電路中電壓之比等于電阻之比，所以R1：R2=1：4；根據(jù)Q=l2Rt,在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過電阻R1和R2產(chǎn)生的熱量等于電阻之比.即Q1：Q2=1：4.考點(diǎn)：此題考查的是熱量的計(jì)算．點(diǎn)評(píng)：在此題中注意串聯(lián)電路的電壓和電阻及電熱和電阻的關(guān)系．14．煤油電流大小電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻大小是否有關(guān)【詳解】（1）［1］由圖乙知,在相同時(shí)間內(nèi),相同質(zhì)量的煤油和水,吸收相同熱量時(shí),煤油升溫快,即溫度計(jì)的示數(shù)變化會(huì)更明顯,所以燒瓶?jī)?nèi)的液體應(yīng)選用煤油。（2）［2］在實(shí)驗(yàn)探究中所用的電路是串聯(lián)電路,通過改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,可以改變通過電路的電流,而滑動(dòng)滑片的過程,一直觀察的是同一燒瓶中的情況,即導(dǎo)體的電阻保持不變,所以探究的是導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系。（3）［3］該實(shí)驗(yàn)裝置還可以探究的問題是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟是導(dǎo)體的電阻是否有關(guān),因?yàn)殡娐反?lián),閉合開關(guān)后,通過甲、乙燒瓶中的兩個(gè)電阻絲的電流相等,通過觀察兩支溫度計(jì)的情況,便可比較不同電阻放出熱量的多少。15．電流電阻細(xì)玻璃管中液面升高的高度乙控制變量電流的大小【詳解】（1）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的大小關(guān)系,應(yīng)控制的變量是通電時(shí)間和電流相同,自變量,即需要電阻不同；煤油受熱時(shí)膨脹,可以通過比較細(xì)玻璃管中液面升高的高度來比較燒瓶甲和燒瓶乙中電阻絲放熱的多少；在實(shí)驗(yàn)中電流通過電阻產(chǎn)生的熱量多少是通過玻璃管中液面升高的高度來體現(xiàn)的,這種方法叫“轉(zhuǎn)換法”；控制電流和通電時(shí)間相等,只讓電阻不同,是控制變量法的應(yīng)用；所以此過程中利用了轉(zhuǎn)換法和控制變量法來研究物理問題．(2)滑動(dòng)變阻器可以調(diào)節(jié)電路中的電流，所以可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的大小是否有關(guān)．【點(diǎn)睛】重點(diǎn)是研究電熱的實(shí)驗(yàn)，注意實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，兩種方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解體會(huì)．(1)高溫檔；(2)9.9×105J【詳解】解：(1)當(dāng)S、S1都閉合時(shí)，RI和R2并聯(lián)工作，功率最大，此時(shí)為高溫檔。(2)由乙圖可得，以4A工作時(shí)間為15min，以1A工作時(shí)間為15min，故以4A工作15min消耗的電能為W1=UI1t1=220V×4A×15×60s=7.92×105J以1A工作15min消耗的電能為W2=UI2t2=220V×1A×15×60s=1.98×105J工作半小時(shí)消耗的總電能為W=W1+W2=7.92×105J+1.98×105J=9.9×105J答：(1)當(dāng)S、S1都閉合時(shí)，電飯鍋處于高溫檔；(2)電飯鍋在0~30min內(nèi)消耗的總電能為9.9×105Jo(1)0.5A (2)0.11KW?h (3)88Ω【詳解】(1)由電路圖可知，閉合開關(guān)S、斷開S1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電飯鍋處于低溫檔，由P=UI可知，通過R1的電流：,P110W…I—低溫= =0.5A；U220V(2)由表中數(shù)據(jù)知高溫燜煮時(shí)的功率P高溫=660W=0.66kW，高溫燜煮的時(shí)間1t=10mιn——h，6故高溫燜煮10min消耗的電能1W=pt=0.66kWx—h=0.11kW?h；

高溫高溫 6⑶由電路圖可知，閉合開關(guān)S、S1時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電飯鍋處于高溫檔，