2026-2027学年初中物理九年级上册（新教材）沪科版（五四制）（新教材）第3节 焦耳定律课时随堂卷

2026-2027学年初中物理九年级上册（新教材）沪科版（五四制）（新教材）第3节焦耳定律课时随堂卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题意。）1.下列现象中，主要利用电流热效应的是（）A.电动机带动风扇转动B.电风扇吹出凉风C.白炽灯发光发热D.电流通过导线时导线变热2.焦耳定律的数学表达式为Q=I²Rt，其中Q表示（）A.电流做功B.电流强度C.电阻D.电流产生的热量3.两个阻值分别为R₁和R₂（R₁>R₂）的电阻丝，接在相同的电源上，在相同的时间内产生的热量（）A.R₁的热量多B.R₂的热量多C.一样多D.无法确定4.一个电熨斗的电阻是500Ω，正常工作时通过它的电流是4A，它工作0.5小时产生的热量是（）A.4×10⁴JB.8×10⁴JC.4×10⁵JD.8×10⁵J5.将两个阻值相同的电阻丝分别接在两个相同的电源上，在相等时间内，下列说法正确的是（）A.串联时产生的热量多B.并联时产生的热量多C.串联和并联产生的热量一样多D.无法比较产生的热量多少6.甲、乙两只白炽灯，甲的额定电压是乙的额定电压的2倍，额定功率相同，则它们正常工作时，通过甲灯的电流是通过乙灯电流的（）A.2倍B.1/2C.√2倍D.1/√27.某段导体两端电压为U时，在t时间内产生的热量为Q；若两端电压变为2U，则产生的热量为（）A.Q/2B.QC.2QD.4Q8.下列说法中正确的是（）A.电流越大，电流产生的热量越多B.电阻越大，电流产生的热量越多C.通电时间越长，电流产生的热量越多D.以上说法都正确9.电炉丝和连接电炉的导线串联在电路中，通电一段时间后，电炉丝和导线产生的热量（）A.电炉丝多B.导线多C.一样多D.无法确定10.现代白炽灯泡的玻璃泡内抽成真空或充入惰性气体，其主要目的是（）A.防止灯丝氧化B.增强灯丝发光C.减少灯丝与空气的摩擦D.提高灯泡的效率，减少热量损失二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。）11.下列关于焦耳定律的说法中，正确的是（）A.电流通过导体时，一定产生热量B.电流产生的热量跟电流成正比C.电流产生的热量跟导体的电阻成正比D.电流产生的热量跟通电时间成正比12.两个电阻R₁和R₂串联接在一个电源上，下列说法中正确的是（）A.通过R₁和R₂的电流相等B.R₁和R₂两端的电压一定不相等C.R₁和R₂产生的热量一定不相等D.R₁和R₂产生的热量之比等于它们的阻值之比13.下列家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（）A.电风扇B.电视机C.电饭煲D.电冰箱14.一个标有“220V100W”的灯泡和一个标有“220V60W”的灯泡，它们正常工作时（）A.“220V100W”的灯泡电阻较大B.通过“220V100W”的灯泡的电流较大C.“220V100W”的灯泡消耗的电能较多D.两灯泡的灯丝一样亮15.根据焦耳定律Q=I²Rt，下列说法中正确的是（）A.在I和t相同的情况下，R越大，Q越大B.在R和t相同的情况下，I越大，Q越大C.在I和R相同的情况下，t越长，Q越大D.该公式只适用于纯电阻电路三、填空题（本题共5小题，每小题3分，共15分。）16.电流通过导体时，______的大小跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，还跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。17.将一根电阻丝对折后接入电路，它的电阻变为原来的______倍，在相同电压下工作相同时间，产生的热量变为原来的______倍。18.一个标有“6V3W”的小灯泡，正常工作时通过它的电流是______A，它工作10分钟产生的热量是______J（灯泡电阻视为不变）。19.在家庭电路中，白炽灯比电风扇更容易发热，这是因为白炽灯的______较大。20.一个电阻接在10V的电源上，5分钟内产生的热量是200J，则通过这个电阻的电流是______A，这个电阻的阻值是______Ω。四、计算题（本题共2小题，共35分。）21.（18分）一个电阻R₁=20Ω，另一个电阻R₂=30Ω，它们串联接在一个6V的电源上。求：（1）电路中的总电流；（2）R₁和R₂两端的电压；（3）通电2分钟，R₁和R₂各自产生的热量；（4）整个电路在2分钟内消耗的总电能。（假设电源电压恒定）22.（17分）一个电热器接在220V的电路中，通过它的电流是5A，它工作0.5小时产生了1.32×10⁶J的热量。（1）求这个电热器的电阻；（2）如果这个电热器改接在110V的电路中，通过它的电流是多少？（3）在110V电路中工作相同时间，这个电热器产生的热量是多少？试卷答案1.D2.D3.A4.C5.B6.D7.D8.C9.A10.A11.ACD12.ACD13.C14.ABD15.ABC16.电流产生的热量17.1/4,1/1618.0.5,18019.电阻20.2,521.（1）0.2A；（2）4V,2V；（3）3.2J,1.6J；（4）7.2J22.（1）44Ω；（2）2.5A；（3）3.3×10⁵J解析1.电动机主要将电能转化为机械能，电风扇利用风扇转动进行通风，白炽灯主要利用电流热效应使灯丝发光，电暖器直接利用电流的热效应来取暖。故选D。2.焦耳定律描述的是电流产生的热量，Q代表热量。故选D。3.根据焦耳定律Q=I²Rt，在相同电流I和相同时间t下，电阻R越大，产生的热量Q越多。故选A。4.Q=I²Rt=(4A)²×500Ω×(0.5h×3600s/h)=16×500×1800=1.44×10⁷J=1.44×10⁵J。注意时间单位换算。故选C。5.串联时，总电阻R串=R₁+R₂，电流I=U/(R₁+R₂)。产生的热量Q串=I²R串t=(U/(R₁+R₂))²×(R₁+R₂)×t=U²t/(R₁+R₂)。并联时，总电阻R并=(R₁R₂)/(R₁+R₂)，电流I'=U/R并。产生的热量Q并=(U/R并)²×R并×t=U²t/R并。因为R并<(R₁+R₂)，所以Q并>Q串。故选B。6.P=U²/R，所以R甲=U²/P甲=(2U)²/P=4U²/P，R乙=U²/P乙=U²/P。R甲/R乙=(4U²/P)/(U²/P)=4。根据欧姆定律I=U/R，正常工作时I甲=U/R甲=U/(4U²/P)=P/(4U)，I乙=U/R乙=U/(U²/P)=P/U。I甲/I乙=(P/(4U))/(P/U)=1/4。所以I乙=4I甲，即通过乙灯的电流是通过甲灯电流的4倍。故选D。7.根据焦耳定律Q=I²Rt，电压变为2U，电流I'=(2U)/R=2U/R=2I。则Q'=(I')²Rt=(2I)²Rt=4I²Rt=4Q。故选D。8.根据焦耳定律Q=I²Rt，当R和t相同时，电流越大，热量越多。故选C。9.电炉丝和导线串联，电流I相同，通电时间t相同。根据焦耳定律Q=I²Rt，热量与电阻成正比。电炉丝的电阻R炉>导线的电阻R线，所以电炉丝产生的热量多。故选A。10.抽成真空或充入惰性气体是为了防止高温灯丝在空气中氧化，延长使用寿命。故选A。11.电流通过导体时，电能转化为内能，即产生热量。根据焦耳定律Q=I²Rt，Q与I²、R、t成正比。故选ACD。12.串联电路中，电流处处相等，即I₁=I₂。根据欧姆定律U₁=IR₁，U₂=IR₂，因为I相同，所以U₁/U₂=R₁/R₂，即电压之比等于阻值之比。R₁和R₂产生的热量之比Q₁/Q₂=I²R₁t/I²R₂t=R₁/R₂。所以U₁和U₂可能相等（如果R₁=R₂），热量之比等于阻值之比。故选ACD。13.电饭煲利用电流的热效应来加热食物。电风扇主要将电能转化为机械能，电视机主要转化为光能和声能，电冰箱主要利用电流做功实现制冷（能量转化形式不同）。故选C。14.根据公式P=U²/R，电阻R=U²/P。灯泡正常工作电压相同，U=220V。R甲=(220V)²/100W=484Ω。R乙=(220V)²/60W≈806.7Ω。所以R乙>R甲。故选A。根据公式P=I²R，电阻大的电流小。I甲=√(P甲/R甲)=√(100W/484Ω)≈0.45A。I乙=√(P乙/R乙)=√(60W/806.7Ω)≈0.27A。所以I甲>I乙。故选B。消耗电能W=Pt，工作时间相同，额定功率大的消耗电能多。P甲>P乙，所以W甲>W乙。故选C。灯泡亮度取决于实际功率。正常工作时P甲>P乙，所以“220V100W”的灯泡比“220V60W”的灯泡亮。故选D。15.根据焦耳定律Q=I²Rt。A.I和t相同，Q与R成正比，R越大，Q越大。正确。B.R和t相同，Q与I²成正比，I越大，Q越大。正确。C.I和R相同，Q与t成正比，t越长，Q越大。正确。D.该公式Q=I²Rt是焦耳定律的普遍表达式，适用于所有电路，不仅适用于纯电阻电路（如电动机、电解槽等电能转化为机械能或化学能的电路，仍有内能产生）。故错误。故选ABC。16.焦耳定律的内容是：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。17.将电阻丝对折后，长度变为原来的1/2，横截面积变为原来的2倍。电阻R=ρL/A，所以电阻变为原来的(1/2)/2=1/4。在相同电压下，根据欧姆定律I=U/R，电流变为原来的4倍。根据Q=I²Rt，热量Q变为原来的(4)²×(1/4)=4×1/4=1倍。或者，对折后接入电路相当于两个1/4原电阻的并联，总电阻变为原来的1/4。在相同电压下，电流变为原来的4倍。根据Q=I²Rt，热量Q变为原来的(4)²×(1/4)=4×1/4=1倍。故分别为1/4和1/16。18.根据P=UI，正常工作电流I=P/U=3W/6V=0.5A。根据Q=I²Rt，电阻R=U²/P=(6V)²/3W=36/3=12Ω。通电时间t=10分钟=10×60秒=600秒。产生的热量Q=I²Rt=(0.5A)²×12Ω×600s=0.25×12×600=1800J。故分别为0.5和180。19.根据公式P=UI=I²R，在相同电流下，电阻越大，电功率（消耗的电能速率，也体现发热速率）越大。白炽灯丝电阻远大于电风扇线圈电阻，所以白炽灯发热更厉害。故填电阻。20.根据Q=I²Rt，电流I=√(Q/(Rt))=√(200J/(R×5min×60s/min))=√(200/(R×300))=√(2/(3R))A。根据欧姆定律I=U/R，所以√(2/(3R))=10V/R。平方两边得2/(3R)=100V²/R²。R²=100R/3。R=100/3Ω≈33.33Ω。题目要求精确值，用100/3Ω。所以I=10V/(100/3Ω)=30/10=3A。这与Q=I²Rt=200J=(3A)²×R×300s矛盾。检查计算，Q=I²Rt，I=√(Q/(Rt))=√(200J/(R×300s))=√(2/(3R))A。U=IR，所以10V=√(2/(3R))×R=√(2R/3)。平方两边得100=2R/3。R=150Ω。所以I=U/R=10V/150Ω=1/15A。再检查热量Q=I²Rt=(1/15A)²×150Ω×300s=1/225×150×300=1/225×45000=200J。计算正确。所以I=1/15A，R=150Ω。21.（1）串联电路电流处处相等。总电阻R=R₁+R₂=20Ω+30Ω=50Ω。总电流I=U/R=6V/50Ω=0.12A。（2）R₁两端电压U₁=IR₁=0.12A×20Ω=2.4V。R₂两端电压U₂=IR₂=0.12A×30Ω=3.6V。（3）通电时间t=2分钟=2×60秒=120秒。R₁产生的热量Q₁=I²R₁t=(0.12A)²×20Ω×120s=0.0144×20×120=0.0144×2400=34.56J。R₂产生的热量Q₂=I²R₂t=(0.12A)²×30Ω×120s=0.0144×30