第4节　　焦耳定律

1、.2019-2019人教版物理九年级课时练习第十八章电功率第4节焦耳定律学号 班级 姓名 1. 小明用如图甲和图乙所示的实验装置分别探究“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系。1图甲所示实验中通过温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少。2图甲中，为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入初温和质量一样的煤油，其中a瓶中煤油的温度升高得快。R镍铬合金丝R锰铜丝3图甲中，实验中选用煤油而不用水的原因是煤油的比热容小，吸热一样时，温度升得高，实验现象明显。4用如图乙所示的实验装置探究，得到的结论是在电流和通电时间一样时，导体电阻越大产生的热量越多。5本实验中的探究方法

2、是控制变量法和转换法。【解析】1两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的。2探究两种电阻丝通过电流后产生热量的多少时，应控制煤油的质量和初温一样；由图可知，此时电流一样，a的电阻要大于b的电阻，由焦耳定律可知，a产生的热量多，温度升得高。3假设将烧瓶中装水，那么由Qcmt可知：一样质量的水和煤油，吸收一样的热量时，由于水的比热容较大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显。4在电流和通电时间一样时，导体电阻越大产生的热量越多。5为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法；煤油吸热的多少是通过温

3、度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法。2.在如下图的电路中，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合时，电压表Vl、V2的示数之比为53；当开关S1闭合，S2断开时，电压表V1、V2的示数之比为32。在后一种情况下，一样通电时间内，电阻R1与R2产生的热量之比为DA21B13C32D23【解析】当开关S1、S2都闭合时，R1与R2串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，且总电阻等于各分电阻之和，所以，由I可得：，解得：；当开关S1闭合，S2断开时，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R2和R3两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，所以，由QI

4、2Rt可得，一样通电时间内电阻R1与R2产生的热量之比：，应选D。3.如下图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。以下说法正确的选项是CA左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大B该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系C该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系DU形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的【解析】容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t一样，由焦耳定律QI2Rt可知，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，故A错误；在装置中

5、，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t一样，可以只看其中一个来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系，故B错误，C正确；U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故D错误。选C。4.电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220 V160 W字样，它们都在额定电压下工作一样时间，产生热量多的是BA电风扇 B电烙铁C电动机 D一样多5.李师傅帮助学校设计了一台电保温箱，保温箱电阻丝的阻值是40 ，当电阻丝通过5 A电流时，30 s内产生的热量是3104J。【解析】电流通过电阻丝产生的热量：QI2Rt5 A240 30 s3104 J。6.电阻为20 的

6、导体接通电源8 s，放出热量400 J，那么把电阻为10 的导体接在同一电源上4 s放出热量为BA200 J B400 JC100 J D800 J【解析】根据焦耳定律QI2Rt和I可得，Qt，带入数据可得电源电压U21 000，那么把电阻为10 的导体接在同一电源上4 s放出的热量为Qt4 J400 J。7.如下图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，以下分析正确的选项是BA甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多B甲实验通电一段时间后，右侧容器内空气吸收的热量更多C乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大【解

7、析】甲实验两电阻丝串联，那么通过电阻丝的电流和通电时间一样，右侧电阻阻值大，由焦耳定律QI2Rt可知，右侧电阻产生热量多，故A错误，B正确；乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间一样，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间一样，但通过左空气盒中电阻丝的电流大，由焦耳定律QI2Rt可知，左侧电阻产生热量多，即右侧U形管中液面的高度差比左侧的小，故D错误。选B。8.一台电动机正常工作时，两端的电压为220 V，通过线圈的电流为10 A。假设此线圈的电阻为2 ，那么

8、这台电动机1 min内产生的热量是1.2104J，这台电动机的效率是90.9%。【解析】这台电动机1 min内产生的热量：QI2Rt10 A22 60 s1.2104 J；电动机的电功率：P总UI220 V10 A2 200 W，线圈消耗的功率：P圈I2R10 A22 200 W，输出功率：P出P总P圈2 200 W200 W2 000 W，这台电动机的效率：90.9%。9.R1、R2分别连接成如下图的甲、乙两种电路，R12R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在一样时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2，那么Q甲1Q甲221，图乙电路中R1、R2在一样时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，那么

9、Q乙1Q乙212。【解析】由图甲可知，两只电阻R1、R2串联，因为串联电路中各处的电流都相等，所以根据QI2Rt可得，在一样时间内产生的热量之比：；由图乙可知，两只电阻R1、R2并联，因为并联电路中各并联支路两端的电压相等，所以根据QWt可得，在一样时间内产生的热量之比：。10.电热器是利用电流的热效应来工作的。某发热元件的阻值为42 ，通过的电流为1 A，通电10 min产生的热量是2.52104J，假设这些热量全部被水吸收，能使2 kg 20 的冷水温度升高到23水的比热容为4.2103 J/kg。【解析】发热元件通电10 min产生的热量：QI2Rt1 A242 1060 s2.5210

10、4 J，由题意可知，水吸收的热量：Q吸Q2.52104 J，由Q吸cmtt0可得，水加热到的温度：tt020 23 。11.如图甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置。1实验采用的是控制变量研究方法，实验的设计原理是电流的热效应。2选用图乙中第二组电阻来进展实验，分别在通电时间一样时，调节滑动变阻器，加大电流，发现电流越大，电阻丝放热越多，说明当电阻和通电时间一定时，电流越大，放热越多。【解析】1研究通电导体产生的热量与电流和电阻的关系时，应用控制变量的方法，且该实验应用的是电流的热效应。2根据图乙中第二组可知：两电阻甲串联在电路中，所以通电时间和电流相等，但是调节滑动变阻器，使电流增大，和前一组

11、数据比较，发现电流越大，电阻丝放热越多。12.如图甲是电热水龙头，即开即热、冷热兼用。如图乙是它的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换，它的有关技术参数如下表。求：1电热丝R1的阻值；2热水档的功率看不清了，小明关闭了他家的其他用电器，当水龙头放热水时，正常工作3 min，发现家中标有2 000 r/kWh的电能表转动了420圈，那么烧热水的功率是多少？3当S接2时，假设水龙头进水口的温度为20 ，出水口的温度为30 ，1 min出水2 kg，此时该水龙头的电热效率是多少？c水4.2103 J/kg解：1由电路图可知，当只有R1接入电路时，电阻较大，功率较小，此时为保温档，那么R1的电阻为R124.2 。2由题意可知，烧热水时消耗的电能为W kW