2019_2020学年九年级物理上册6.3焦耳定律精选练习（含解析）（新版）教科版.docx

第3节 焦耳定律一、夯实基础 1.(2019 浙江省衢州市)下列用电器主要利用电流热效应工作的是（）A. 电饭煲B. 电视机C. 洗衣机D. 油烟机【答案】A【解析】A.电饭煲工作时，将电能转化为内能，加热食物，是利用电流的热效应工作的，故A符B.电视机工作时，主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；CD.洗衣机和油烟机工作时，主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作，故CD不符合题意。故选A。2. （2019 广西北海市）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1R2R3小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（）A此实验在探究电热Q与电阻R是否有关B通过R1的电流和通过R2的电流大小相等C电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等D通电后，A管的液面将会比B管的液面高【答案】B【解析】由题知，电阻丝的电阻R1R2R3；A、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1I2+I3，而I2I3，所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；B、由图知，通过R1的电流I1I2+I3，而I2I3，所以通过电阻R1和R2的电流不相等，故B错误；C、已知R1R2R3，所以R2、R3并联后的总电阻是R2R1，由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；D、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由QI2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D正确。3.（2019 苏州市）关于电动自行车，下列说法不正确的是( )A.废旧电瓶会污染环境，不可随意处置B.电流具有热效应，长时向充电有火灾隐患C.车上装有电动机，其工作原理是电磁感应D.要使车加速前进，可增大通过电动机的电流【答案】C【解析】A.废旧电瓶会污染环境，不可随意处置，说法正确，不合题意B.电流具有热效应，长时向充电有火灾隐患，说法正确，不合题意C.车上装有电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力转动，故错误D.要使车加速前进，可增大通过电动机的电流正确的，也可以通过增强磁场强度来实现。故说法正确。4. (2019辽宁省铁岭市)如图所示，定值电阻R的阻值为10，小灯泡上标有“6V 3W”字样。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从b点滑到a点时，小灯泡刚好正常发光。滑片移动过程中，电流表的示数将 ，V1与V2示数之和将 （以上两空均填“变大”、“不变”或“变小”），滑动变阻器的滑片滑到a点后，1min定值电阻R产生的热量是 J。【答案】变大；不变；150。【解析】（1）由图可知：闭合开关S时，滑动变阻器、灯泡与定值电阻R串联，当滑动变阻器的滑片从b点滑到a点时，变阻器连入的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中电流变大，则电流表的示数变大；由于电压表V1测量定值电阻R和灯泡两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压，则：UV1+UV2UR+UL+U滑U；由于电源电压不变，则V1与V2示数之和不变；（2）根据PUI可得灯泡正常发光的电流：I额0.5A；由于滑动变阻器的滑片在a点时灯泡正常发光，根据串联电路电流处处相等的特点可得：II额0.5A，则R产生的热量：QI2Rt（0.5A）21060s150J。5.(2019 青海省)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R140在闭合S的情况下，断开S1时电压表的示数为2.0V，闭合S1时电压表的示数为2.8V则R2 ；断开S1时，电路中的电流是 A，R1与R2产生的热量之比是 。【答案】16； 0.05；5：2。【解析】（1）当S闭合、S1断开时，R1和R2串联；串联电路的电流处处相等，由欧姆定律可得电路中的电流：II10.05A；（2）当S、S1都闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，即电源电压U2.8V；因根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，所以，R1和R2串联时，R2两端的电压：U2UU12.8V2.0V0.8V，根据I可得R2的阻值：R216；（3）断开S1时，R1和R2串联，R1与R2产生的热量之比为：。6.（2019 云南省）一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应 （选填“串”或“并”）联一个电阻（小灯泡灯丝电阻不变），该电阻通电20s产生的热量是 J。【答案】串；60。【解析】由题知，电源电压大于灯泡的额定电压，所以，为使该灯泡正常发光，应串联一个电阻分压，由串联电路的电压特点可得，灯泡正常发光时串联电阻R两端电压：URUUL12V6V6V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由PUI可得，电路中的电流：IIL0.5A，由I可得，串联电阻的阻值：R12；该电阻通电20s所产生的热量：QI2Rt（0.5A）21220s60J。7.（2019 广西玉林市）已知电风扇线圈的电阻为20，若加在该电风扇的电压为220V，此时通过的电流为1A，则电风扇的电功率为_W，电风扇连续工作10min产生的热量为_J。【答案】220；12000。【解析】（1）电风扇的电功率：P=UI=220V1A=220W；（2）通电10min，电风扇产生的热量：Q=I2Rt=（1A）220Q10605=12000J。8.（2019 黑龙江龙东地区）一个标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为9V的电路中，为使其正常发光，应串联一个 的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是 J。【答案】6；15。【解析】灯泡正常发光时的电压UL6V，功率PL3W，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时，串联电阻两端的电压：URUUL9V6V3V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由PUI可得，电路中的电流：I0.5A，由I可得，串联电阻的阻值：R6；该电阻在10秒内产生的热量：QRI2Rt（0.5A）2610s15J。9.（2019 湖南株洲市）用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象，该实验探究的是在 不变时电热与 的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在 不变时电热与 的关系。（填“电流”或“电阻”）【答案】电阻；电流；电流；电阻。【解析】（1）由图知，电阻丝B、C并联后与A串联，根据并联电路的电流特点可知，通过A的电流与通过B、C的电流之和相同，所以通过A的电流大于通过B的电流，已知容器内A、B的电阻相同，在通电时间相同时，该实验探究的是电流产生热量与电流大小的关系；（2）若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝（等效电阻为5），其等效电阻是A电阻丝的一半，此时通过A的电流与通过右侧“一根”电阻丝的电流相同，所以探究的是：电流相同时，相同时间内电流产生热量与电阻大小的关系。10.（2019 重庆市）如图所示，电源电压恒定，电阻R1为20，R2为10，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.9A和0.6A。求：（1）通过R1的电流；（2）通电10秒电阻R2产生的电热。【答案】（1）0.3A；（2）36J【解析】解 :（1）由电路图知道，R1 R2 并联，并且A1 测量干路电流，A2 测量通过R2 的电流，即I=0.9A，I2 =0.6A，又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1 的电流是：I1 =I-I2 =0.9A-0.6A=0.3A；（2）根据焦耳定律知道，通电10秒电阻R2 产生的电热是：Q2 =（I2）2 R2 t=（0.6A）2 1010s=36J。二、提升训练1.（2019 无锡市）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（ ）实验说明电路超负荷运行会引起安全事故实验中通过熔丝的电流大于铜丝通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关A. 只有B. 只有C. 只有D. 都正确【答案】B【解析】由图可知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故，故正确；串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流，故错误；已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间，熔丝产生的热量多，故正确；并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关，故正确。2.（2019贵阳市）如图所示是加热器的电路图，设电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，通过开关通断组合，可得到不同加热档位。该加热器最大电功率为12W，只闭合开关S1时，加热器的电功率是8W。则下列判断正确正确的是（ ）A. 该加热器只有两个加热档位 B. 加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1R2=13C. 加热器功率最大时，R1与R2的电流之比为21 D. 该加热器的最小电功率是8W【答案】C【解析】A由电路图知道，R1与R2并联连接，且均有一个开关单独控制，这样电加热器能有三个加热档位，即R1单独工作、R2单独工作、R1 和R2同时工作，故A错误；B由电路图知道，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，由于并联电路中总功率等于各用电器功率之和，所以，R2的发热功率是：P2 =P-P1 =12W-8W=4W，又因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由知道，两个发热电阻的阻值之比是：；故B错误；C由于并联电路两端的电压相等，根据P=UI知道， 加热器功率最大时，R1与R2的电流之比是： ，故C正确；D由于P1 =8W，P2 =4W，所以，当只有R2工作时，该加热器的电功率最小，即最小电功率是4W，故D错误。3.（2019 贵州毕节市）电热水壶上标有“220V800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻 ；在额定电压下，热水壶烧水210s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 J，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将 kg的水从20升高至100c水4.2103J/（kg）【答案】小；1.68105；0.5。【解析】（1）热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，由焦耳定律QI2Rt可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电热丝很热，但与之相连的电线却不怎么热；（2）在额定电压下，烧开一壶水用时210s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量：QWPt800W210s1.68105J；（3）根据公式Qcm（tt0）得，加热水的质量：m0.5kg。4.（2019 黑龙江七台河市）一个标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为9V的电路中，为使其正常发光，应串联一个 的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是 J。【答案】6；15。【解析】灯泡正常发光时的电压UL6V，功率PL3W，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时，串联电阻两端的电压：URUUL9V6V3V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由PUI可得，电路中的电流：I0.5A，由I可得，串联电阻的阻值：R6；该电阻在10秒内产生的热量：QRI2Rt（0.5A）2610s15J。5.(2019 湖南省湘潭市)图9是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1min产生_J的热量，如果这些热量84%被冷水吸收能使2.0L的水温度升高上_。【答案】 (1). 9104 ； (2). 9。【解析】由 知道，2L水的质量是：m=V=1.0103 kg/m3 2.010-3 m3 =2kg，由图知道，电水壶的额定功率是1500W，所以，正常工作1min产生的热量是：Q=W=Pt=1500W60s=9104 J；若这些热量84%被冷水吸收，即Q吸 =84%Q放，由Q=cmt知道，水升高的温度是： =9。6.(2019 安徽省)图示电路中,U=12V.,R1=6,R2=3,R3=4.当S2断开, S1闭合时，电阻R1消耗的电功率为_W;当S1、S2都闭合时,6s内电流通过R2产生的热量是_J.【答案】 (1). 8.64； (2). 32。【解析】当S2断开，S1闭合时，电阻R1和R3串联，电路的电流：，电阻R1消耗的电功率：=（1.2A）26=8.64W；当S1、S2都闭合时，电阻R1和R2先并联，再和R3串联，R1和R2并联的总电阻：，干路中的电流：，则电阻R2两端的电压：U2=IR=2A2=4V，6s内电流通过R2产生的热量：。7.（2019 江苏南京市）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R220，灯泡L标有“6V 3W”字样。（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，电流表示数为 A，电路消耗的总功率为 W；（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则R1的阻值为 ，通电1minR1产生的热量为 J。【答案】 （1）0.8；4.8；（2）10；24。【解析】（1）灯泡L标有“6V 3W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W，根据PUI可得，灯的额定电流为：IL0.5A，当S、S1、S2都闭合时，R1短路，R2与灯并联，电流表测干路电流，由于此时灯泡L正常发光，所以通过灯电流为0.5A，电源电压为6V，由欧姆定律可得，通过R2的电流为：I20.3A，根据并联电路电流的规律，电流表示数为： II2+IL0.3A+0.5A0.8A；电路消耗的总功率为：PUI6V0.8A4.8W；（2）当S闭合，S1、S2断开时，两电阻串联，电压表测R1的电压，电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，R2的电压为6V2V4V，因R1的电压为R2电压的，由分压原理可得R1的阻值：R1R22010，通电1minR1产生的热量为：Qt160s24J。8.（2019 成都市）如图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知R1R2，电暖器的部分参数如表中所示。闭合开关S,要让电暖器处于第二档工作，则应再将开关 闭合；若电暖器在第二档正常工作10min.则产生的热量是 J。额定电压220V功率选择一档950W二挡1150W三挡2100W【答案】S1，6.9x105【解析】加热器的高中低三个档位分别对应电路总功率的高中低，根据纯电阻电路电功率计算公式可知，第二档应该选择R1单独接入电路，再由公式W=Pt，即可计算出最终答案。9.（2019 山东东营市）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器。（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置。（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。 A探究电流与电压、电阻的关系B用铁屑显示磁体周围磁场分布 C研究光的传播时，引入“光线”D扩散现象表明分子在不停地做无规则运动（4）由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J。（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 。【答案】（1）属于；（2）电流；电阻；（3）U形管液面高度；BD；（4）2；400；（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）。【解析】（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法；A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；D、扩