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2020_2021学年九年级物理上册15.4探究焦耳定律精选练习含解析新版粤教沪版20201210493.docx
【精选汇编】201学年九年级物理上册全一册精选练习+单元综合+单元总结含解析打包31套新版粤教沪版
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【精选汇编】201学年九年级物理上册全一册精选练习+单元综合+单元总结含解析打包31套新版粤教沪版,文本
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第4节探究焦耳定律精选练习一夯实基础1要使电热器在单位时间内供热减少一半，以下方法中正确的是()a电压不变，电阻增大到原来的2倍b电阻丝不变，把通过它的电流减少一半c保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半d把电热器的电阻和加它两端的电压均减小四分之一【答案】a【解析】a由可得，电压不变，电阻增大到原来的2倍时，电流所做的功将变为原来的，故a正确；b由w=i2rt可得，电阻不变，通过导体的电流减少一半时，电流所做的功将变为原来的，故b错误；c.由可得，电压不变，电阻丝的电阻减半时，电流所做的功将变为原来的2倍，故c错误；d由可得，电阻和电压均减半时，电流所做的功将变为原来的，故d错误。故选a。2当一个电阻的阻值为r时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为q，如果要使它产生的热量为2q，下列办法中可行的是()a将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的b将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的c将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍d将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍【答案】a【解析】a将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由可知，产生的热量变为2q，故a符合题意；b将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由可知，热量变为原来的四分之一，故b不符合题意；c将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍，由可知，热量变为原来的4倍，故c不符合题意；d将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍，由可知，热量变为原来的，故d不符合题意。故选a。3电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为()a导线的绝缘皮隔热b通过导线的电流小于通过电熨斗的电流c导线散热比电熨斗快d导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻【答案】d【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流i和通电时间t相等，由公式q=i2rt，得出：r电炉丝r导线，由产生的热量：q电炉丝q导线，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abc不符合题意，d符合题意。故选d。4小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，发生这一现象的原因可能是()a电压太高b导线太粗c导线太短d导线太细【答案】d【解析】电饭锅与电源线串联，流过它们的电流和通电时间相等，由q=i2rt可知，电源线很热，说明电源线电阻产生的热量多，电源线电阻比较大，导体的电阻与导体材料.导体长度.导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料、长度一定，电阻较大，是因为电源线横截面积太小，电源线太细造成的，故abc不符合题意，d符合题意。故选d。5下面不是利用电热的实例()a用电饭锅煮饭b用电熨斗熨衣服c电视机外壳有许多小孔d用电热壶烧水【答案】c【解析】电热既有有利的一面，也有有害的一面，利用电热的例子：a电饭锅煮饭，b用电熨斗熨衣服，d用电热壶烧水；防止电热的例子c电视机上的散热孔，故abd不符合题意，c符合题意。故选c。6如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1a，电压表v2的示数是l0v，定值电阻r的阻值为4，电动机m的线圈电阻为1，不计摩擦，下列说法正确的是()a电压表v1的示数为4vb电路消耗的总功率是5wc通电lmin电流通过电动机产生的热量是60jd通电lmin电动机产生的机械能是360j【答案】c【解析】由电路图可知，定值电阻与电动机组成串联电路，电压表v测电源电压，电压表v1测电动机电压，a由可知，电阻r两端电压ur=ir=1a4=4v电动机两端电压um=uur=10v4v=6v则电压表v1示数是6v，故a错误；b电路消耗的总功率p=ui=10v1a=10w故b错误；c通电1min电动机产生的热量q=i2rmt=(1a)2160s=60j故c正确；d通电lmin电动机产生的机械能w机械=uitq=6v1a60s60j=300j故d错误。故选c。7某导体电阻为10，通电5min产生的热量是1200j，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是j。【答案】4800【解析】由q=i2rt，可得通过导体的电流当通过它的电流增大为原来的2倍时，在相同的时间内产生的热量q=(i)2rt=(2i)2rt=4i2rt=4q=41200j=4800j8电炉丝热得发红，而跟它串联的导线却几乎不发热，这是因为通过它们的电流(填“相等”或“不相等”)，而导线的电阻比电炉丝的电阻(填“小”或“大”)得多。【答案】相等；小【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，由串联电路特点知：i电炉丝=i导线，通电时间t相同，根据q=i2rt，因为r电炉丝r导线，所以电流产生的热量：q电炉丝q导线，所以出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热的现象。9小菲冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热。(1)如图是小菲进行实验探究的部分电路，甲.乙烧瓶中装有相等初温相同的煤油，金属丝电阻分别为r甲、r乙，r甲r乙通电一段时间后，发现乙烧瓶中温度计的示数大些，此现象说明：在和相同时，越大，电流产生的热量越多，要使两烧瓶中煤油的温度升高得更快，滑动变阻器的滑片应向滑动。(2)小菲想用此装置探究水和煤油吸热能力，电路中必须满足的条件是。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如表物质质量/g初始温度/加热时间/min最后温度/水6020645煤油6020668在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给加热更长的时间，此时水吸收的热量(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用这个物理量来描述。【答案】(1)质量；电流；通电时间；电阻；a；(2)r甲=r乙；水；大于；比热容【解析】(1)这是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，使用了串联电路，使电流相等，为了比较产生的热量的多少，应使用相同的等质量的煤油来吸收热量。r甲、r乙电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为r甲r乙，电流通过r乙产生的热量多，因此乙瓶中的煤油温度上升的快，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大.电流产生的热量越多；由图知，滑片应向a移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多，煤油温度升高得更快；(2)在此实验中，电路中必须满足的条件是 r甲=r乙，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间因为选用相同的装置加热，所以加热时间长的吸收的热量多。即水吸收的热量大于煤油吸收的热量。通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，此实验中，水的吸热能力大于煤油的吸热能力，物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。10某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。(1)试验采用的是的研究方法，试验的设计依据是电流的效应(2)闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是的(选填“相等”或“不相等”)(3)一段时间后，可以观察到甲瓶中温度计的示数乙瓶中温度计的示数；(选填“大于”.“等于”或“小于”)判断依据是【答案】(1)控制变量；热；(2)相等；(3)；根据焦耳定律q=i2rt，在电流相同，通电时间相等的情况下，电阻值大的产生的热量多【解析】电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间三个因素有关，对于多因素问题的探究我们都采用控制变量法；要研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系，必须保证前提是电流和通电时间都相同。图中两电阻丝串联，所以通过它们的电流和通电时间相同电流通过导体时会将电能转化成热，热量被煤油吸收后，温度就会上升，然后通过温度计的示数反映产生热量的多少。观察温度计的示数，发现甲瓶中的示数小于乙瓶中的示数，说明甲瓶中铜丝产生的热量比乙瓶中镍镉合金丝产生的热量少，从而得出在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。二提升训练1某同学家的1000w电炉子突然灭了，检查发现电炉丝烧断了，他把烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，则电炉子1s内产生的热量将()a大于1000jb小于1000jc等于1000jd无法确定【答案】a【解析】把电炉丝烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，电炉丝的材料.横截面积不变而长度变短，导体电阻r变小，电源电压u不变，由可知，电炉子的电功率变大，大于1000w，由w=pt可知，电炉子在1s内产生的热量大于1000j，故bcd不符合题意，a符合题意。故选a。2有两条电阻丝，它们的电阻之比是2：1，把它们并联后接入电压为u的电路中，则在相等的时间里，它们放出的热量之比是()a1：2b2：1c1：4d4：1【答案】a【解析】并联电路电压u相等，两电阻丝并联在相等时间t内产生的热量之比故bcd不符合题意，a符合题意。故选a。3小伟用“热得快”烧开水结束后将插头从插座上拔下时发现插头有些烫手这可能是()a插头插脚间短路了b插头插脚与插座金属片间接触不充分c插座金属片间短路了d插头插脚与插座金属片间有一处断路【答案】b【解析】a如果插头插脚间短路，“热得快”将无法工作，故a不符合题意；b插头与插脚金属片间接触不充分，面积较小，所以接头处电阻增大，由公式q=i2rt可知，电流i与时间t相同时，r越大，导体电阻产生的热量越多，故b符合题意；c如果插座金属片短路了，家庭电路的保险丝或空气开关将断开，所有用电器都无法工作，故c不符合题意；d如果插头插脚与插座金属片间有一处断路，“热得快”中将没有电流通过，无法工作，故d不符合题意。故选b。4甲、乙两电阻之比为1：3，在相同时间内产生热量之比为3：4，则通过甲、乙两个电阻的电流之比为()a3：2b2：3c1：3d3：4【答案】a【解析】由题意知：r甲：r乙=1：3，t甲：t乙=1：1，q甲：q乙=3：4，根据q=i2rt可得，通过两个电阻的电流之比为故bcd不符合题意，a符合题意。故选a。5如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同额煤油，铜丝和镍洛合金丝的长度.横截面积均相同，则()a在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系b在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系c在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同d在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越小【答案】a【解析】a甲图中a、b串联，电流相同，但两导体的电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故a符合题意；b乙图中，导体电阻不变，但滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系，故b不符合题意；c甲图中，因为b中导体电阻大于a中导体电阻，根据可知，电流和通电时间相同时，b中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故c不符合题意；d乙图中，导体电阻不变，由可知，相同时间内，电流越大，产生热量越多，温度计示数升高越小，故d不符合题意。故选a。6如图所示，是探究“电流产生热量与哪些因素有关”的实验装置烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度.横截面积相同。下列选项正确的是()a甲图不能用来探究电流产生热量与电流大小的关系b乙图也可以用来探究电流产生的热量与电阻的关系c在乙图中，滑动变阻器仅起保护电路的作用d在甲图中，闭合开关一段时间后，b瓶中温度计的示数更高【答案】d【解析】a甲图中只观察a(或b)分别做两次实验，保持液体初温和加热时间相同，用滑动变阻器改变电流大小，比较两次实验温度计示数的变化，可以探究导体产生热量与电流大小的关系，故a错误；b乙图中，导体电阻不变，不能够探究电流产生的热量与电阻的关系，故b错误；c乙图中，滑动变阻器起到保护电路和改变电路中电流的作用，故c错误；d甲图中，因为b中导体电阻大于a中导体电阻，根据q=i2rt可知，电流和通电时间相同时，b中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故d正确。故选d。7.两个电热器的电阻之比是3：2，如果通过的电流强度相同，在相同的时间里，它们产生的热量之比是两个电阻值相同的电热器，如果通过的电流强度之比为1：2，在相同时间里，它们产生的热量之比是【答案】3：2； 1：4【解析】(1)由题意可知，r1：r2=3：2，i1=i2，t1=t2，由q=i2rt可得，产生的热量之比为(2)由题意可知，r3=r4，i3：i4=1：2，t3=t4，由q=i2rt可得，产生的热量之比为8某电热水壶正常工作时的电流为5a.电阻为42假设电热水壶正常工作时电能全部转化为水的内能，工作5min后，水吸收的热量为j，此热量能把质量为1kg.温度为20的水加热到水的比热容c水=4.2103j/(kg)【答案】：3.15105j；95【解析】电流产生的热量为q=i2rt=(5a)242560s=3.15105j由于全部转化，则水吸收的热量为由可得75则水的末温为t=75+20=959如图所示的电路中，电源电压u=3v，r1=2m闭合开关后，电流表读数为0.5a，求：(1)r1在1min内产生的热量；(2)r2的阻值。【答案】(1)30j；(2)4【解析】(1)r1在t=1min=60s内产生的热量q=i2r1t=(0.5a)2260s=30j(2)由i=可知，电阻r=r1+r2=6电阻r2的阻值r2=rr1=62=4答：(1)r1在1min内产生的热量为30j；(2)r2的阻值为4。10有一个电动机接在电压为6v不变的电源上
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