焦耳定律和家庭电路（专项训练）-沪科版（五四学制）九年级物理上学期

题型一焦耳定律

1.如图是探究电流通过导体产生热量影响因素的实验装置，初始u形细管中各液面高度相平，容器中有

等量空气且密闭良好，&=坛，将A、B接入电路中，下列说法正确的是（）

A.通过凡和&的电流相等

B.通电一段时间右侧U形管中液面高度差较大

C.该装置.能探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系

D.若要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，必须满足R,=&

【答案】C

【详解】AB.图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和中联电路电

流的规律可知/L八+八

则通过左侧容器中电阻用的电流人小大F通过右侧容器中电阻&的电流，而通电时间相同，由。二/心可

知，通电一段时间后左侧容器内电阻丝R/产生的热量多，因此左侧U形管中液面高度差较大，故AB错

误；

C.在实验过程中，通过开关的闭合和断开可以改变通电时间，并观察不同时间内同一电阻丝所在容器U

形管中液面高度差的变化，所以能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故c正确；

D.要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，保持电阻和通电时间相同，通过两个电阻的电流

不同，不是必须要求凡=%,只要&有分流作用即可，故D错误。

故选C。

2.如图所示，是某品牌智能晾衣架，该晾衣架具有“电动升降，智能风干，照明”等多种功能，升降电动

机，风干机都能单独工作。下列说法正确的是（）

A.升降电动机主要是利用电流的热效应工作的

B.LED灯主要是由超导材料制成的

C.升降电动机和风干机彼此间的连接方式是并联

D.风干机工作过程中将机械能转化为电能

【答案】C

【详解】A.升降电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故A错误；

B.LED灯的核心材料是半导体，超导体的电阻为零，无法用于制作LED灯，故B错误；

C.并联电路中各用电器可独立工作、互不影响，题干说明升降电动机和风干机都能单独工作，因此它们

的连接方式是并联，故C正确；

D.风干机工作时是将电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故D错误。

故选C。

3.在如图所示的电器中，利用电流热效应工作的是（）

【答案】C

【详解】A.电视机主要把电能转化为光能和声能等，不是主要利用电流的热效应，故A不符合题意;

B.电风扇主要把电能转化为机械能，不属于利用电流的热效应,故B不符合题意;

C.电熨斗主要把电能转化为内能，是根据电流的热效应工作的,故c符合题意;

D.洗衣机主要把电能转化为机械能，不属于利用电流的热效应,故D不符合题意。

故选C。

4.下列家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（）

A.电饭煲B.洗衣机C.电风扇D.微波炉

【答案】A

【详解】A.电饭煲工作时将电能转化为内能，属于利用电流的热效应工作，故A符合题意;

BC.洗衣机、电风扇工作时主要是将电能转化为机械能，不属于利用电流的热效应工作，故BC不符合题

意;

D.微波炉是利用电磁波对食物进行加热的，故D不符合题意。

故选Ao

5.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，U形管中液面高度的变化反映

密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝凡、&串联在电路中，且为＞氏2。下列说法正确的是（）

A.闭合开关后，通过凡的电流小于&的电流

B.闭合开关后，甲管中液面上升比乙管慢

C.该实验装置用于探究电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系

D.该实验不能探究电流产生的热量与电流的关系，实验用到了转换法和控制变量法

【答案】C

【详解】A.图中电阻丝凡、冗2串联在电路中，根据串联电路中电流处处相等的特点，闭合开关后，通过

的电流等「通过冬的电流。故A错误；

B.根据焦耳定律。=八用，在电流/和通电时间，相同的情况下，因为名,&,所以电阻丝叶产生的热晶

多「心。甲容器中空气吸收的热量多，温度升高得快，气体膨胀更剧烈，所以甲管中液面上升比乙管快。

故B错误；

C.该实验中，将R|和R1串联，控制了通过两个电阻的电流相同，而两个电阻的阻值不同，加热相同的时

间，通过观察U形管液面高度的变化来比较两个电阻产生热量的多少。因此，该实验装置是用于探究电流

和通电时间一定时，电热与电阻的关系。故c正确：

D.该实验装置中包含滑动变阻器，通过调节滑动变阻器的滑片，可以改变电路中的总电阻，从而改变电

路中的电流。在电阻和通电时间不变的情况下（例如只观察甲装置），通过比较不同电流下U形管液面高

度的变化，可以探究电热与电流的关系。该实验将电流产生的热量多少，转换为U形管液面高度的变化，

这是转换法；在探究电热与电阻、电流、时间的关系时.，需要控制其他变量不变，这是控制变量法。故D

错误。

故选C。

6.如图所示为一款电热中药壶的简化电路图，它有"加热''、"保温”两个挡位。电热丝凡=44。，

&=I76C。当开关S闭合，S1接〃时是挡位。在“保温”挡正常工作5min电流通过凡产生的热量是—

【详解】［1］由图可知，当开关S闭合、S1接b时，舄、&串联.根据串联电路的电阻特点可知，此时电

路中的总电阻最大，由尸=＜可知，电路中的总功率最小，电热中药壶处于保温状态。当开关S闭合、S,

R

2

接〃时，只有凡工作，电路中的总电阻最小，根据公式尸二幺U可知总功率最大，电热中药壶处于加热状

R

态。

,U220V一

⑵当开关S闭合、Si接》时，R1、后串联，是保温挡，此时电路中的电流为/二丁=u)47小=1人

K+1/OS2

通过Ri产生的热量Q=/2/?,r=(1A)2x44Qx5x60s=1.32xlO4J

7.在如图所示的电路中，电源两端电压恒定，舄=皿当开关Si闭合，S2断开时，电流表的示数为

0.6A；当开关Si和S2都闭合时，电流表的示数为0.9A,则电源电压值为V,此时电阻q的电功率

为W,电阻&在Imin内产生的电热是Jo

【答案】63.6108

【详解】［1］由图可知，当开关Si闭合、S2断开时，电路为只有％的简单电路，此时电流表的示数为

0.6A,根据欧姆定律可得，此时电源电压为｛/=/内=().6Axl()C=6V

⑵开关Si、S2都闭合时，凡与&并联，％两端电压等于电源电压，则4的电功率为

U1(6V)-

P.=—=-L=3.6W

1/e,10C

［3］开关Si、S2都闭合时,舄与方并联,电流表的示数为0.9A,通过与的电流为0.6A,根据羌联电路电流

规律可知，通过&的电流为A=/总一A=0.9A-0.6A=0.3A

则电阻&在1min内产生的电热为Q=l］R,t=Ul,t=6Vx0.3Ax60s=108J

8.如图-1所示，用注射器向烧瓶内打气，正在沸腾的液体将停止沸腾，这是由于瓶内气压变大，液体沸

点o如图-2所示，用打气筒往烧瓶里打气，当塞子跳起时，可以看到烧瓶内出现白雾，在这个过程

中，瓶内气体的温度降低，内能变小，这说明通过______的方式可以改变物体内能。如图-3所示，探究电

流通过导体产生的热量与哪些因素有关，实验中的烧瓶装煤油而不装水的原因是煤油更小。

【答案】升高做功比热容

【详解】［1］液体的沸点与气压有关，气压增大，沸点升高。用注射器向烧瓶内打气，瓶内气压变大，所以

液体沸点升高，原本正在沸腾的液体达不到升高后的沸点，就会停止沸腾。

⑵用打气筒往烧瓶里打气，当塞了跳起时，瓶内气体对外做功，自身的内能转化为塞子的机械能，瓶内气

体温度降低，内能变小，这说明通过做功的方式可以改变物体的内能。

⑶在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，烧瓶装煤油而不装水，是因为煤油的比热容

比水小，在吸收相同热量时，煤油温度升高得更快，实验现象更明显。

9.学校举办科技节，小李同学利用所学知识设计了一款电热杯垫参加展评，该杯垫具有“加热''和“保温”两

种功能。他设计电路如图所示，电源电压恒为12V,%、&为两个发热元件，其阻值不随温度变化，与阻

值为当开关S接2时，电流表的示数为1A,求：

(1)发热元件%的阻值。

(2)加热挡的电流。

(3)保温挡工作时，杯垫工作10s产生的热量。

【答案】(1)4。

⑵3A

(3)120J

【详解】(1)当开关S接2时，电阻R/和后串联接入电路，根据欧姆定律可得电路的总电阻

^=7=TT=,2Q

由串联电路电阻规律可得，Q的同值N=凡,一%=12。—8c=4Q

（2）当开关S接1时，电路为R接在电源两极的简单电路，电路的总电阻最小，由户=:可知电路的

R

U12V

总功率最大，为加热挡，加热挡的电流/加=R=”T=3A

/<14L2

（3）当开关S接2时，电阻Q和后串联接入电路，电路的总电阻最大，由P=忙可知电路的总功率最

R

小，为保温挡，杯垫工作10s产生的热量为Q=W=U〃=12VxlAxl0s=120J

10.某电水壶的部分参数如下表所示。该电水壶正常工作时，可将质最为1kg的水从20C加热到100C,

用时500s。已知c从=4.2xl03j/（kg.C）。求:

⑴水吸收的热量。

⑵电水壶消耗的电能。

（3）电水壶的热效率。

【答窠】（1）3.36x10^

(2)4X105J

(3)84%

【详解】（1）水吸收的热量Q=c水〃加ud.Zxl^JdkgQxlkgxaooC-ZOQuBSGxlM

（2）电水壶消耗的电能W=R=800Wx500s=4x10"

（3）电水壶的热效率”监一3言二:J一84%

题型二家庭电路

11.下列情景中，符合安全用电原则的是（

空气开关

【答案】D

【详解】A.将多个大功率用电器接在一个插线板上同时工作，会由于总功率过大，通过导线电流过大，

引起火灾，故A项不符合题意；

BC.不能用湿布擦拭正在工作的家电，也不能为了图方便，在电线上晾衣服。因为水是导体，所以可能引

起触电事故，故BC项不符合题意；

D.在家庭电路中安装保险丝或空气开关，可以防止由于短路或总功率过大引起的火灾，故D项符合题

意；

故选Do

12.关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（）

A.220V的电压对人体来说是安全的

B.雷雨天时应到大树下避雨

C.控制用电器的开关接在火线和用电器之间

D.发现有人触电时，立即用手把他拉开

【答案】C

【详解】A.不高于36V的电压对人体来说是安全的，故A错误；

B.雷雨天，为防止被雷击，不可以在大树下避雨，故B错误；

C.为防止误触灯泡或灯座金属体时发生触电，控制用电器的开关接在火线和用电器之间，故C正确:

D.发现有人触电时不能直接用手拉开触电者，以免发生触电，应该立即切断电源，故D错误。

故选C。

13.如图的轨道插座可以按照川户用电需求在轨道上增减、移动插座。关于该轨道插座，以下做法符合安

全用电原则的是（）

A.三角插头改为两脚插头使用B.绝缘皮破损的电线及时更换

C.用湿手将插座从轨道上拔掉D.同时使用多个大功率用电器

【答案】B

【详解】A.三角插头中的接地线是用于连接用电器的金属外壳与大地的，可以防止用电器漏电时人触

电。将其改为两脚插头，就失去了接地保护，一旦用电器外壳带电，人接触时会发生触电事故。故A不符

合题意。

B.电线的绝缘皮破损后，内部的导体（火线或零线）会裸露出来，人接触到裸露的火线会发生触电事

故，裸露的火线和零线接触会造成短路，引发火灾。因此，及时更换是正确的做法。故B符合题意。

C.生活用水是导体，用湿手接触插座，水会成为人体和带电体之间的导体，大大增加了触电的风险。故

C不符合题意。

D.家庭电路中，各个用电器是并联的。同时使用多个大功率用电器，根据公式「="可知，总功率过

大，会导致干路中的总电流过大。当电流超过电路的额定电流怔，会引起线路过热，甚至引发火灾。故D

符合题意。

故选B。

14.下列图中符合安全用电原则的是（）

火线----------------

零线-r———

C._[1电灯的开关可接在零线上

荀®

开关灯泡

D.户外遇到雷雨天气躲在树下

【答案】B

【详解】A.水是导体，用湿抹布擦拭正在发光的灯泡，水会导电，容易引发触电事故，不符合安全用电

原则。故A不符合题意；

B.对于有金属外壳的用电器，其金属外壳必须接地。这样，当用电据漏电时，电流会通过地线流入大

地，防止人触电，符合安全用电原则。故B符合题意；

C.控制电灯的开关应接在火线和电灯之间。如果开关接在零线上，虽然断开开关能使灯不亮，但灯座仍

然与火线相连，是带电的，更换灯泡时容易发生触电事故，不符合安全用电原则。故C不符合题意；

D.雷雨天，高大的树木容易被雷电击中，在树下避雨非常危险，不符合安全用电原则。故D不符合题

意。

故选Bo

15.安全用电是现代社会人人都应该了解的常识，下列场景符合安全用电原则的是（）

甲乙

A.甲图中使用绝缘皮破损的插头

B.乙图中用湿手控制开关

C.丙图中用干燥的木棒挑开触电者身上的电线

D.丁图中在高压线附近放风筝

【答案】C

【详解】A.绝缘皮破损的插头会使里面的导线裸露造成人员触电的可能，也有可能导致导线相碰造成电

路短路现象，故A不符合题意；

B.水是良好的导体，且具有流动性，用湿手控制开关，有可能导致水渗透到插板里面的导线中，造成电

路短路现象，故B不符合题意；

C.高压电线或带电的电线经过人体造成触电现象，非常危险，如果直接用手去拉人会使人员触电，干燥

的木棒是绝缘体，在保证自身安全的情况下应尽快切断电源，并用绝缘体挑开触电者身上的电线，故C符

合题意；

D.高压线的电压高达千伏以上，远远大于人体安全电压，且高压导线周围存在较强的电场，对附近的物

体存在危险，在高压线附近放风筝对附近走动的人员有危险，且有可能造成风筝线卡在高压线上，对高压

线造成损坏，还会对电力设施、附近人员造成进一步的危害，故D不符合题意。

故选C。

16.如图所示，电冰箱的金属外壳接地后，即使出现漏电现象人也没有触电的感觉，这是因为接地的导线

与站在地面上的人是联的，由于人体电阻远远大于导线电阻，所以通过人体的电流非常小。为防止漏

电现象带来触电事故的发生，家庭电路中安装了（选填“低压断路器”或“漏电保护器”）。

【答案】并联漏电保护器

【详解】［1］电冰箱的金属外壳接地后，人接触漏电的金属外壳，人和导线并联，电压相同，人体电阻远远

大于导线电阻，根据，=与可知通过人体的电流远小于通过导线的电流，通过人体的电流非常小，人体不

会发生触电。

⑵为防止漏电现象带来触电事故囱发生，家庭电路中安装了漏电保护器，当用电器漏电时，漏电保护器会

及时断开电路。

17.如图甲，“月港纱雾''是难得一见的美丽景色，江面上环绕的雾是由水蒸气（填写物态变化名

称）形成的，在这个过程中水蒸气会_______（选填“吸收”或“放出”）热量。如图乙，三孔插座中，并排的

两个孔分别接火线和线。

并排的两个孔

【答案】液化放出零

【详解】"N21江面上环绕的雾是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠，在这个过程中水蒸气会放出热量。

［3］三孔插座中，并排的两个孔分别接火线和零线，上面的孔接地线。

18.小李新买了一台电暖器，高温挡和低温挡功率分别为“2000W”和“800W”。电暖器的金属外壳与家庭电

路的线相连，可防止漏电时对人造成伤害。其内部电路原理图如图所示，当电阻R/、生同时接入

电路时，处于挡。某天电暖器正常工作6h,其中高温挡2h,低温挡4h,则它一天耗电

【详解】［1］电暖器的插头是三脚插头，插头插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的接地保护线

相连，防止发生触电事故。

⑵由图乙电路图可知，当开关与触点1、2接触时，电路为&的简单电路，总电阻较大，根据尸=《可知

R

总功率较小，电暖器处于低温挡。当开关与触点2、3接触时，处、及并联，总电阻较小，根据P可

知总功率较大，电暖器处于高温挡。

网某天电暖器正常工作6h,其中高温挡2h,低温挡4h,则它一天耗电

W=p.&+&t,=kWx2h+Wx4h=1.2kWl\

高।Q10001000

19.如图是小红家中电路的一部分，图中