人教版物理九年级全册《18.4 焦耳定律》同步练习
一 、单选题（本大题共10小题，共30分）
1.（3分）如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝、串联在电路中，且。下列说法正确的是
A. 该实验装置用于探究“电压和通电时间相同时，电热与电阻的关系”
B. 闭合开关后，通过的电流大于的电流
C. 闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D. 闭合开关后，要使液面上升快，应将滑动变阻器滑片向左移动
2.（3分）图中，在全部正常工作的情况下，将电能转化为内能效率最高的是
A. B. C. D.
3.（3分）电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为
A. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少
B. 导线的绝缘皮隔热
C. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
D. 导线散热比电阻丝快
4.（3分）下列四种电器中，利用电流热效应工作的是
A. 洗衣机 B. 电饭锅 C. 电视机 D. 录音机
5.（3分）有两个电阻，阻值分别为和，把它们串联起来，其总电阻是
A. B. C. D.
6.（3分）如图所示,给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手,这是因为( )
A. 电流通过导线时没有产生热效应
B. 通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C. 电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D. 电炉丝的电功率比导线的电功率大得多
7.（3分）最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是
A. 欧姆 B. 焦耳 C. 奥斯特 D. 法拉第
8.（3分）甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的倍，甲、乙产生的热量之比是：，则通过甲、乙两段导体的电流之比是
A. ： B. ： C. ： D. ：
9.（3分）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法不正确的是
A. 乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B. 甲图通电一段时间后，右侧形管中液面的高度差比左侧的大
C. 甲、乙实验装置都是利用形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D. 乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为：
10.（3分）家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在电路中正常工作时通过的电流为，电动机线圈电阻为，则每分钟电流通过线圈产生的热量为
A. B.
C. D.
二 、填空题（本大题共5小题，共20分）
11.（4分）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系，王军设计了如图所示的甲、乙两装置。他将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的烧杯中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。
甲装置可探究电流产生的热量与______是否有关。
在这个实验中，电流产生热量的多少是通过______体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例______。
在装置甲、乙的两次实验中，比较相同时间里气球与体积变化情况可探究电流产生的热量与______是否有关。
若甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，、、、四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是______。
12.（4分）如图所示，，此实验可探究电流通过导体时产生的热量与 ______ 因素有关选填“电流”、“电阻”或“时间”。
13.（4分）如图是小军家的电能表，将电热水壶单独接在电路中烧水，壶内水的质量为，加热电能表的转盘转了转，则电热水壶的实际功率是 ______ 。若该过程中电热水壶的加热效率是，则水温升高了 ______ 。【】
14.（4分）如图为一款养生壶的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡，电源电压为，电阻丝、的阻值分别为、。养生壶在“加热”挡工作时，电功率为 ______ ；现将壶内的养生茶从加热至，加热过程中若不计热量损失，所需时间为 ______ ；养生茶的内能增加是通过 ______ 的方式实现的。已知
15.（4分）用电热水器（铭牌如图甲所示）把质量为水由加热到，水吸收的热量是________．电热水器是利用电流的________工作的。若电热转化效率为，加热水的过程中，图乙所示的电能表的转盘转过________转。（＝）
三 、简答题（本大题共2小题，共12分）
16.（6分）小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
通电一段时间后，小明发现 ______ 烧瓶中温度计的示数大，表明其他条件相同时，导体的电阻越 ______ ，产生的热量越多。
本实验使用了控制变量的科学方法：通过两金属丝串联的方式，控制电流和 ______ 相同；还使用了转换的科学方法：把导体产生热量的多少转换为 ______ ，实验还要注意将两瓶密封。
17.（6分）如图是一个手持电熨斗，它操作方便．通电后用它夹住潮湿衣服的袖口、领口来回拉伸，就可以实现烫熨．请你用学过的知识回答问题：
电熨斗的发热原理是什么？
衣服上方的“白气“是计么物态变化形成的？
它是通过什么方式改变衣服内能的？
四 、实验题（本大题共1小题，共6分）
18.（6分）探究电流通过导体产生的热量的实验，用图甲或乙都可以。为了缩短实验时间，甲图容器里用的是煤油而不是水，原因是煤油比水的 ______ 小，升温快；乙图容器里用的是气体而不是液体，原因是气体比液体受热体积变化 ______ 。若图乙通电相同时间，。气球、、、体积由大到小的顺序是 ______ 。
五 、计算题（本大题共2小题，共24分）
19.（12分）小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖如图甲，小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”。图乙是小洋设计的便座加热电路，和是两个定值电阻表示两个电热丝，单刀双掷开关可接或，该电路通过开关和的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能见下表。
断开 断开 闭合 闭合
接 接 接 接
功率
求和的阻值；
求出表中的“”；
老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间。设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量，马桶圈材料的比热容
20.（12分）在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：闭合开关，两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，该实验中两电阻丝电阻不同，通过它们的电流相同，根据公式可得两电阻丝两端电压不同，故该实验研究的是在电流和通电时间相同时，电热与电阻的关系，故错误；
C.闭合开关后，因为，通过它们的电流相同，根据焦耳定律得相同时间左侧产生的热量少，反映在形管上是液面上升得慢，故正确；
D.闭合开关后，根据焦耳定律可知要使液面上升快，即相同时间产生热量多，应该增大电流，减小电路总电阻，所以滑片应该向右移动，故错误。
故选：。
形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，即反映了电流通过导体产生热量的多少。
、由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；
、由焦耳定律结合转换法和串联电路电流的规律分析；
、由焦耳定律和欧姆定律分析。
本题探究焦耳定律，考查转换法和控制变量法的运用及串联电路的规律及焦耳定律、欧姆定律的运用。
2.【答案】A;
【解析】解：、电饭锅工作时，电能主要转化为内能，电能转化为内能效率最高。符合题意。
、电冰箱工作时，电能主要转化为机械能，有很少一部分转化为内能。电能转化为内能效率很低。不符合题意。
、电视机工作时，电能主要转化为声能和光能，有很少一部分转化为内能。电能转化为内能效率很低。不符合题意。
、电风扇工作时，电能主要转化为机械能，有很少一部分转化为内能。电能转化为内能效率很低。不符合题意。
故选：。
家用电器工作时，电能主要转化为内能，电能转化为内能的效率最高。这是解决本题的关键。
本题掌握能的转化是关键，电能主要转化为内能的，电能转化为内能的效率最高。
3.【答案】A;
【解析】解：电炉中电阻丝与导线串联，通过它们的电流和通电时间相等，故错误；
因为，，
所以产生的热量：，
即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，
而与散热快慢、隔热效果无关，故正确，、错误。
故选：。
电炉中电阻丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。
此题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握，分析时要注意利用好控制变量法。
4.【答案】B;
【解析】解：、洗衣机是把电能主要转化为机械能，利用的是电流的磁效应，故错误；
、电饭锅是利用电流的热效应来工作的，故正确；
、电视机是利用电流磁效应来工作的，故错误；
、录音机利用的是电流的磁效应。故错误。
故选：。
电流通过导体时电能转化成热，把这种现象叫做电流热效应。利用电流的热效应来工作的器械叫做电热器。电流的磁效应通电会产生磁，奥斯特发现：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。
此题主要考查电流的热效应和电流的磁效应在生活中的应用。解答该题的关键是要把握住电流的热效应和磁效应的概念，看是否把电能主要转化为热能，来区分用电器是否属于利用电流的热效应。
5.【答案】A;
【解析】解：已知两电阻串联，因此串联后的总电阻为 。
故选：。
串联电路总电阻等于各部分电阻之和。
牢记串联电路总电阻等于各部分电阻之和即可求得正确结果。
6.【答案】D;
【解析】由于导线有电阻,电流通过导线时,导线会发热,产生热效应,故A错误;电炉在使用时,电炉丝和导线串联,通过它们的电流相等,通电时间t相同,因为电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热,则,根据可知,,根据可知,导线的电功率比电炉丝的电功率小,故B、C错误,D正确.
7.【答案】B;
【解析】解：
英国物理学家焦耳做了大量实验，于年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出；为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量能量的单位，
故选：。
在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系，即发现了焦耳定律。
该题考查了学生对物理学史的掌握和运用，常见题目。
8.【答案】A;
【解析】解：由题知，甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的倍，即，甲、乙产生的热量之比是：，即，
由有：，
即
所以，
。
故选：。
由题知两导体的通电时间、电阻和产生热量关系，由计算通过两导体的电流之比。
此题主要考查焦耳定律公式的应用，注意比值的计算过程要细心，属于一道基础题。
9.【答案】C;
【解析】解：、乙图实验装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即，两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右侧两容器内电阻相同，所以该装置是研究电流产生的热量与电流的关系，故正确；
、甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧形管中液面的高度差更大，故正确；
、该实验装置是利用形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过形管液面高度差的变化来反映，故错误；
、根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即，两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即，由图可知电阻、通电时间相同。
根据可得右边电阻产生的热量，左边电阻产生的热量
则：：，故正确。
故选：。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。
探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变；
甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧形管中液面的高度差更大；
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过形管液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想；
根据电流、电阻和通电时间关系，利用可知两侧电阻产生热量的关系；。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律的理解和掌握。
10.【答案】A;
【解析】解：
通过线圈的电流产生的热量：
。
故选：。
知道电动机线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据求出通过线圈的电流产生的热量。
此题主要考查了焦耳定律的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器，消耗的电能和产生的热量不相等。
11.【答案】电阻 气球膨胀的程度大小 研究声音是由振动产生的，用乒乓球的振动来显示音叉的振动 电流 CDBA;
【解析】解：甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据气球膨胀的多少可知热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；
当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使气球膨胀，根据气球胀的程度大小可知温度升高的多少；转换法是将不易观察的现象转换成较明显的物理现象；例如：
①研究声音是由振动产生的，用激起的水花来显示音叉的振动；
②用吸引大头针的多少观测磁铁的磁性强弱。
乙图中两电阻并联，则、两容器中的电流不同，而两电阻丝的电阻相同，故探究的应是热量与电流间的关系。
甲装置中、串联，乙装置中、并联，电源电压不变，，，因此，由焦耳定律可知，当电阻和通电时间相同时，通过的电流越大，电流通过导体产生的热量就越大。
乙装置中、并联，电源电压不变，时间相同时，根据可知，电阻越小产生的热量越多，因此。
甲装置中、串联，通过、的电流相同，时间相同时，根据可知，电阻越大产生的热量越多，因此。
由以上分析可知，由焦耳定律可知，电阻和通电时间相同时，通过的电流越大，电流通过导体产生的热量就越大。因此。
、、、四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是：；
故答案为：电阻；气球胀的程度大小；研究声音是由振动产生的，用激起的水花来显示音叉的振动；电流；。
由甲图可知，两电阻串联，则可知电路中电流一定相等，由焦耳定律可知两瓶中产生的热量应与电阻有关，故可探究电流产生的热量与电阻的关系；
由题意及实验的原理图可知当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀，则连在瓶中的气球会产生膨胀，根据气球膨胀的情况可得出温度升高的多少； 转换法在物理学中有很多应用，主要用来演示一些不易直接观察的物理量的变化，如声音、分子的运动及磁场等；
由乙图可知两电阻并联，而瓶与瓶电阻相等，则可知两瓶中的电流不同，故由焦耳定律可得两瓶中热量与通过的电流有关。
本题探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律分析解答。
12.【答案】;
【解析】解：由图可知右侧容器中的电阻与容器外的电阻并联，再与左侧容器中的导体串联，因此通过和的电流不同，电阻大小和通电时间相同，故图中所示的实验是探究电流通过电阻时产生的热量与电流大小的关系。
故答案为：电流。
导体产生的热量与导体的电阻、电流、通电时间有关。当研究导体产生的热量与电流的关系时，应控制导体中的电阻、通电时间相同。
此题主要考查了对电流的热效应与哪些因素有关实验的理解，要掌握控制变量法的应用，难度不大。
13.【答案】;
【解析】解：电能表的转盘转了转时，电热水壶所消耗的电能，
电热水壶的实际功率，
电热水壶放出的热量等于消耗的电能，因为热水壶的加热效率是，所以水吸收的热量为，
水温升高的温度。
故答案为：；。
表示电路中每消耗的电能，电能表的转盘转转，据此求出转盘转了转时，电热水壶消耗的电能，根据求出电热水壶的实际功率；
根据求出水吸收的热量，根据求出水温变化量。
此题主要考查了电功率公式、吸热公式和效率公式的应用，考查知识点多，综合性强。
14.【答案】1100 210 热传递;
【解析】解：分析电路可知，当闭合时，短路，只有接入电路；当断开时，与串联接入电路。
由可知，总电阻越小，电功率越大，所以当闭合后为加热挡，此时电功率：
；
的水从加热至吸收热量：
；
若加热过程中不计热量损失，则所消耗的电能与水吸收的热量相等，即，可得：
；
养生茶吸收热量、内能增加，属于热传递。
故答案为：；；热传递。
通过分析电路辨别何种情况下是加热挡，然后根据电功率公式解答；
通过吸热公式可计算出养生茶吸收的热量，再根据题意结合电能公式解答；
改变物体内能的两个方式：做功和热传递。
此题主要考查消耗的电能、吸收的热量等有关问题，属于基础题型，要注意识别加热器的挡位。
15.【答案】;热效应;;
【解析】（1）知道水的质量和比热容以及初温、末温，根据＝求出水吸收的热量；
（2）电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应；
（3）根据求出消耗的电能，“”知道每消耗电能表的转盘转圈，据此求出电能表的转盘转过的圈数。
（2）电热水器工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的（1）（3）由可得，消耗的电能：
，
因“”知道每消耗电能表的转盘转圈，
所以，电能表的转盘转过的圈数：
＝＝。
故答案为：；热效应；。
16.【答案】乙 大 通电时间 温度计升高的示数;
【解析】解：
根据图示可知，两电阻丝串联，则通过它们的电流相等、通电时间相同；由焦耳定律得，电阻大的乙电阻丝在相同时间内产生的热量多，升高的温度快；因此，乙烧瓶中温度计的示数升高快；
实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制通过两电阻的电流和通电时间相同；电阻丝产生热量的多少可以通过温度计升高的示数反映出来，用到了转换法。
故答案为：乙；大；通电时间；温度计升高的示数。
根据图示可知，两电阻丝串联，即通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；
通电导体产生热量的多少与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究与电阻大小的关系，让通过的电流和通电时间相同，即采用控制变量法。
该题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，难点是控制变量法和转换法的理解和使用。
17.【答案】答：
电熨斗主要是利用电流的热效应工作的；
烫熨衣服时，衣服上方的“白气”是衣服上的水汽化出的水蒸气，遇冷液化形成的小水滴；
在用电熨斗烫熨衣服时，衣服从电熨斗上吸收热量，温度升高，是通过热传递改变衣服的内能的．;
【解析】
当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应；
“白气”是指的小液滴，它是水蒸气遇冷发生液化的结果；
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．
本题通过烫熨衣服考查了电流的热效应、液化现象和改变内能的方式，体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念．
18.【答案】比热容 明显 CDBA;
【解析】解：
因为煤油的比热容较小，在质量和吸热相同的情况下，温度变化明显，实验效果更明显；
同等的气体和液体，在受热相同时，气体的体积变化较明显，易于观察体积的变化；
乙装置中、并联，电源电压不变，时间相同时，根据可知，电阻越小产生的热量越多，因此。
甲装置中、串联，通过、的电流相同，时间相同时，根据可知，电阻越大产生的热量越多，因此。
由于串联起分压作用，因此串联电路中、两端电压都小于电源电压，故由可知，，；
因此、、、四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是。
故答案为：比热容；明显；。
水和煤油相比，煤油的比热容较小，质量相同的两种物质，吸收相同的热量，煤油的温度变化较大；
空气受热膨胀时体积较明显；
根据和进行分析，产生的热量越大，气球膨胀越大。
此题通过实验探究电流通过导体产生的热量的影响关系、比热容的应用，难度不大。
19.【答案】解：
（1）由题中表格和电路图可知，当断开S1，将S2接a点时，定值电阻R1和R2串联，电路功率P1=22W，
由串联电路特点和P=可得，
P1===22W，
所以R1+R2=2200Ω，
当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，电路功率P2=44W，
由P=可得：R1===1100Ω，
所以R2=2200Ω-R1=2200Ω-1100Ω=1100Ω；
（2）由题中表格和电路图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
由并联电路特点和P=可得：
Px=+=+=88W；
（3）马桶圈吸收的热量：
Q=cm△t=0.44×l03J/（kg ℃）×0.5kg×4℃=880J，
中温档加热功率P中温=P2=44W，
电热丝发热全部被马桶圈吸收，由P=可得用“中温挡”加热的方式需要的时间：
t====20s。
答：（1）R1和R2的阻值都为1100Ω；
（2）表中的Px=88W；
（3）想让马桶圈的温度升高4℃，用“中温挡”加热的方式需要20s。;
【解析】
当断开，将接点时，定值电阻和串联；开关闭合、接时，电路为的简单电路。由计算和的阻值；
当开关闭合、接时，与并联，由电路特点和计算；
利用吸热公式求马桶圈吸收的热量，由计算用“中温挡”加热的方式需要的时间。
本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从表中得到相关信息并结合电路图正确分析电路解答是本题的关键。
20.【答案】答：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，
∵导线连接处与导线串联在电路中，
∴通过的电流相等、通电时间相等，
∵Q=I2Rt，
∴连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。;
【解析】
由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。
这道题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联电流相等是本题的关键。
