2026-2027学年人教版九年级物理全一册《18.4 焦耳定律 》同步练习题（含答案）

第页2026-2027学年人教版九年级物理全一册《18.4焦耳定律》同步练习题（含答案）题型一热效应实验的深化通法：探究"电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关"用控制变量法和转换法：热量多少通过温度计示数升高（或U形管液面高度差）来反映；探究与电阻的关系时把两电阻串联（控制电流和通电时间相同）；探究与电流的关系时在电阻、通电时间相同下改变电流。实验前两烧瓶中煤油的质量和初温必须相同。1．电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做（）A．电流的热效应B．电流的磁效应C．电流的化学效应D．超导现象2．用密闭空气盒探究电热的实验中，电流产生的热量使盒内空气受热膨胀，通过观察U形管中液面______来比较热量的多少。3．探究热量与电流的关系时，保持电阻和通电时间相同，两次实验中电流之比为1∶2，则两次产生的热量之比为（）A．1∶4B．1∶2C．2∶1D．4∶14．两烧瓶中煤油质量相同、初温相同，甲瓶中电阻丝的电阻较大，通电相同时间后______瓶中煤油温度较高，说明电流产生的热量与______有关。5．探究"电流产生的热量与电阻的关系"时，为什么要控制电流和通电时间相同？请说明这样做的道理。题型二焦耳定律的适用与计算通法：焦耳定律Q＝I²Rt适用于任何电路中电流产生的热量。纯电阻电路（电炉、电烙铁等）电能全部转化为内能，Q＝W＝UIt＝U²tR＝I²Rt，各公式通用；非纯电阻电路（电动机）电能大部分转化为机械能，Q＜W，求热量只能用Q＝I²Rt，不能用UIt或U²t6．如图甲所示，是"探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关"的实验装置（R1＝R2＝R3），该电路探究电流产生的热量与______的关系。如图乙所示是一个可三挡调温的电热器电路，图中开关接a和b触点时电路处于断开状态，若要电路处于高温工作状态，开关应接______触点（选填"ab""bc""cd"或"de"）。7．公式Q＝I²Rt中，各物理量的单位分别是（）A．Q—焦耳，I—安培，R—欧姆，t—秒B．Q—焦耳，I—安培，R—伏特，t—秒C．Q—瓦特，I—安培，R—欧姆，t—秒D．Q—千瓦时，I—安培，R—欧姆，t—小时8．一个20Ω的电阻通过的电流为0.3A，通电2min产生的热量为______J。9．电炉丝热得发红而跟它相连的导线几乎不热，主要原因是（）A．电炉丝的电阻远大于导线的电阻，串联时电流相同，Q＝I²Rt与电阻成正比B．通过电炉丝的电流比导线大C．导线散热特别快D．电炉丝两端的电压比导线小10．关于W＝UIt和Q＝I²Rt两个公式，下列说法正确的是（）A．任何电路中W都等于UItB．任何电路中Q都等于I²RtC．任何电路中W都等于QD．任何电路中Q都等于UIt题型三电热的利用与防止通法：电流热效应的利用是让电能转化为内能为我们服务，如电饭锅、电热水器、电熨斗、电热毯；防止是避免发热造成危害，如电视机散热窗、电动机散热翅片、电脑散热风扇、导线选较粗的。判断标准是"是否需要发热"：需要发热的是利用，不需要而发热的要防止。11．下列事例中，属于利用电热的是（）A．电脑机箱里装散热风扇B．电动机外加装散热翅片C．育种温室里的电热加温装置D．电视机后盖的散热窗12．保险丝是用电阻率较______、熔点较______的铅锑合金制成的，电流过大时发热多、先熔断，从而保护电路。13．同一台电动机，堵转（被卡住不转）时与正常转动时相比（）A．堵转时电能全部转化为内能，发热急剧增多，容易烧毁B．正常转动时发热更多C．两种情况发热一样多D．堵转时不发热14．电动机线圈电阻为0.5Ω，正常工作电流为4A，1min内线圈产生的热量为______J。15．设计一个简单实验，验证"电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多"。写出器材、做法和判断依据。题型四串并联电热的计算通法：串联电路中Q＝I²Rt，电流和通电时间相同，热量与电阻成正比，Q1∶Q2＝R1∶R2；并联电路中Q＝U²tR，电压和通电时间相同，热量与电阻成反比，Q1∶Q2＝R2∶R116．R1＝20Ω与R2＝30Ω串联接入电路，通电时间相同，产生的热量之比Q1∶Q2为（）A．2∶3B．3∶2C．4∶9D．9∶417．R1＝5Ω与R2＝20Ω并联接在10V的电源上，通电1min，R1产生的热量为______J，R2产生的热量为______J。18．两个电阻串联接在电源上，相同时间内放出的热量之比为1∶9，则两电阻之比为（）A．1∶9B．9∶1C．1∶3D．3∶119．并联的两只电阻R1、R2，相同时间内Q1＝3Q2，则通过它们的电流之比I1∶I2＝______（电压相同）。20．R1＝10Ω与R2＝40Ω串联接在10V的电源上，通电2min。求：（1）电路中的电流；（2）R1、R2各产生多少热量；（3）整个电路产生的总热量。题型五非纯电阻问题的深化通法：电动机问题抓两条线：整条电路按串联处理，用欧姆定律求电阻箱（或保护电阻）的电压；电动机两端电压U机＝U−IR0，输入电能W＝U机It，线圈发热Q＝I²R机t，输出机械能W机＝W−Q。热量只能用Q＝I²Rt，这是非纯电阻电路的关键。21．电动机正常工作时，关于能量关系，下列等式正确的是（）A．消耗的电能＝输出的机械能＋线圈产生的热量B．消耗的电能＝线圈产生的热量C．线圈产生的热量＝消耗的电能D．输出的机械能大于消耗的电能22．一台电动机两端电压为12V，工作电流为1A，线圈电阻为2Ω，通电10s，消耗电能______J，线圈产生热量______J，输出机械能______J。23．电动机被卡住不转时，通过它的电流将（）A．变得很大，容易烧毁电动机B．变小C．保持不变D．变为零24．一台电动机线圈电阻为5Ω，工作电流为0.4A，两端电压为9V，通电50s。线圈产生的热量为______J，输出的机械能为______J。25．某电动机标有"36V"，正常工作电流为2A，线圈电阻为3Ω。求：（1）输入电功率；（2）线圈的发热功率；（3）输出的机械功率。题型六挡位问题与综合通法：电热器挡位问题的本质是比较功率大小：电压一定时由P＝U²R知电阻越小功率越大。串联总电阻最大→低温挡；只接入一个电阻→中温挡；并联总电阻最小→高温挡。先判断挡位对应的电路结构，再求总电阻，代入P＝U²R；热量问题配合Q＝W＝Pt或Q26．一个电热器内有两根相同的电热丝，两根串联时为低温挡，并联时为高温挡，则高、低温挡的功率之比为（）A．4∶1B．1∶4C．2∶1D．1∶227．电熨斗"220V880W"正常工作30min，消耗电能______kW·h。28．R1＝44Ω与R2＝176Ω串联接在220V的电路中，R1的功率与电路总功率之比为（）A．1∶5B．5∶1C．1∶4D．4∶129．某电热水器的功率为7000W，正常工作10min消耗电能______J；若这些电能全部被20kg的水吸收，水温可升高______℃[c水＝4.2×10³J/(kg·℃)]。30．电热器由两根电热丝R1、R2组成，且R1＞R2。请把"只接R1""只接R2""R1与R2串联""R1与R2并联"四种连接方式的功率按从大到小排序，并说明理由。参考答案与解析题型一热效应实验的深化1．【答案】A【解析】导体通电发热是电流的热效应，A正确。2．【答案】高度差【解析】转换法：热量越多，空气膨胀越厉害，液面高度差越大。3．【答案】A【解析】Q＝I²Rt，电阻和时间相同，热量与电流的平方成正比，Q1∶Q2＝1∶4，A正确。4．【答案】甲；电阻【解析】串联电流相同，Q＝I²Rt，电阻大的甲瓶发热多，温度升得高。5．【答案】电流产生的热量与电流、电阻、通电时间三个量都有关。要研究热量与电阻的关系，必须让电流和通电时间保持相同，热量的差异才能确定是由电阻不同引起的；否则多个量同时变化，无法判断是哪个因素起了作用。【解析】控制变量法：每次只改变一个量。题型二焦耳定律的适用与计算6．【答案】电流；cd【解析】（1）此装置中，R1和R2的电阻相同，通电时间相同，但通过两个电阻的电流不同，故该电路探究电流产生的热量与电流的关系。（2）开关接“ab”触点，电路未接通。开关接“bc”触点，R0接入电路，此时功率P1＝，开关接“cd”触点，R0、R1并联接入电路，此时功率P2＝+，开关接“de”触点，R1接入电路，此时功率P3＝，分析可知，P2最大，故开关接“cd”触点，电路处于高温工作状态。7．【答案】A【解析】热量用焦耳、电流用安培、电阻用欧姆、时间用秒，A正确。8．【答案】216【解析】Q＝I²Rt＝0.09×20×120J＝216J。9．【答案】A【解析】两者串联电流相同，电炉丝电阻大，相同时间内产生的热量多，A正确。10．【答案】B【解析】W＝UIt是电功的普遍公式，但非纯电阻电路中Q＜W，求热量只有Q＝I²Rt普遍成立，B正确。题型三电热的利用与防止11．【答案】C【解析】温室加温需要发热，是利用电热；其余三项都是防止过热，C正确。12．【答案】大；低【解析】电阻率大、同电流下发热多；熔点低，容易先熔断切断电路。13．【答案】A【解析】堵转时不输出机械能，电能全部转化为内能，发热剧增，容易烧毁线圈，A正确。14．【答案】480【解析】Q＝I²Rt＝16×0.5×60J＝480J。15．【答案】器材：阻值不同的两段电阻丝、两个装有等量煤油的烧瓶、温度计、低压电源、开关、导线。做法：把两段电阻丝串联接入电路，使电流相同，各插入一支温度计，通电相同时间后读数。判断依据：电阻大的电阻丝所在的烧瓶中煤油温度升高得更多，说明电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。【解析】串联控制电流相同，温度计示数变化反映热量多少。题型四串并联电热的计算16．【答案】A【解析】串联Q＝I²Rt，热量与电阻成正比，Q1∶Q2＝20∶30＝2∶3，A正确。17．【答案】1200；300【解析】Q1＝U²tR1＝100×605J＝1200J；Q218．【答案】A【解析】串联Q＝I²Rt，热量与电阻成正比，A正确。19．【答案】3∶1【解析】并联电压相同，Q＝UIt，热量与电流成正比，I1∶I2＝3∶1。20．【答案】（1）R＝50Ω，I＝10V50Ω＝0.2A；（2）Q1＝I²R1t＝0.04×10×120J＝48J，Q2＝I²R2t＝0.04×40×120J＝192J；（3）Q＝Q1＋Q2【解析】先求串联电流，再用Q＝I²Rt分别求热量，最后相加。题型五非纯电阻问题的深化21．【答案】A【解析】输入电能分为机械能和内能两部分：W＝W机＋Q，A正确。22．【答案】120；20；100【解析】W＝UIt＝12V×1A×10s＝120J；Q＝I²Rt＝1×2×10J＝20J；W机＝W−Q＝100J。23．【答案】A【解析】卡住时电能全部转化为内能，相当于纯电阻接入电路，电流很大，A正确。24．【答案】40；140【解析】Q＝I²Rt＝0.16×5×50J＝40J；W＝UIt＝9V×0.4A×50s＝180J；W机＝180−40＝140J。25．【答案】（1）P入＝UI＝36V×2A＝72W；（2）P热＝I²R＝4×3W＝12W；（3）P机＝P入−P热＝72W−12W＝60W。【解析】输入功率分给发热与机械输出两部分。题型六挡位问题与综合26．【答案】A【解析】串联R串＝2r，并联R并＝r2；P＝U²R，P高∶P低＝R串∶R并＝2r∶(27．【答案】0.44【解析】W＝Pt＝0.8