2019秋季人教版九年级物理全一册1 8 .4 焦耳定律

18.4焦耳定律

选择题（共6小题）

1.电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连接的输电导线却不太热，这是因

为（）

A.通过电炉丝的电流比较大

B.电炉丝的电阻比较大

C.以上两种说法都对

D.无法确定

2.甲、乙两条电阻丝的阻值之比是5：4,把它们分别接在两个电路中，通过它们的电流之

比是2：1.那么，在相同时间内，甲、乙两条电阻丝放出的热量之比是（）

A.2:1B.4：1C,5：4D.5：1

3.两条电热丝，电阻之比为1:2,通过的电流之比为2：3,在相同的时间内放出的热量

之比为（）

A.1：3B.3：1C,2：9D,9：2

4.如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。

比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量

Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（）

B.U甲VU乙,Q甲＞、乙

C.U甲=U乙，Q甲=QLD.U甲＞U乙,Q甲VQ乙

5.一只电饭锅上标有“220V450W”字样，电板锅正常工作lmin,产生的热量是（）

A.220JB.450JC.27000JD.13200J

6.如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验，烧瓶内用

煤油而不用水，你认为主要的原因是（）

A.因为煤油的热值大B.因为煤油的比热容小

C.因为煤油的密度小D.因为煤油具有可燃性

二.填空题（共5小题）

7.某款迷你电饭煲有加热和保温两档。其电路如图所示，已知Ri=88C,R2=2U2Q.开

关S置于（选填“1”或“2”）时是保温挡，保温lOmin产生的热量是J。

8.小林同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是1.0X104c的电阻，将这个

电热驱蚊器接在220V的电源两端，100s内产生的热量是J»

9.小华把两段阻值不同的电阻丝A、B（RA>RB）串联后，分别放在装有等量煤油中通电一

定时间如图所示。这是探究“电流通过导体产生的热量与的关系通电后，

瓶的煤油的温度升高一些。

10.已知RI：R2=3：4,当电阻R1、R2串联在电路中时，RI、RZ两端的电压之比5：1）2=

当电阻Ri、R2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过Ri、R2所产生的热量之比@：

Q2=

11.如图所示电路，Ri是电阻箱，电源电压保持9V不变当开关掷向1时，电压表示数为3V,

此时电阻箱的电阻为6Q,则在lmin内电流在R2上产生的热量是J;当开关掷向

2时，灯泡恰好正常发光，电压表示数为原来的2倍，则灯泡的额定功率是W»

-1

Rt

三.实验探究题（共4小题）

12.小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的

实验装置，请观察甲、乙两图并回答下列问题：

（1）该实验是通过观察两个U形管中的变化，来比较电流通过电阻丝产生热量

的多少，应用了物理学中物理方法

（2）在甲图实验中，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流

相同、通电时间相同的情况下，导体的越大，产生的热量越多。

（3）乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与的关系，由图中的实验现象可

以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的越大，产生的热量

越多。小明同学后面将乙实验装置中右侧在容器外的5c电阻丝装入容器，待两侧容器

内空气温度相同后重新通电一段时间，发现侧容器内空气吸收热量多（选填AB）

13.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

图甲图乙

(1)图甲所示实验中通过来比较电流产生的热量的多少。

两根电阻丝采用串联的连接方式，其目的是为了控制和通电时间相等。

(2)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

相等的煤油。其中瓶中煤油的温度升高得快。

(3)实验中选用煤油而不用水的原因之一是因为煤油的比热容较("大”或"小”),

吸热相同时，温度升的高，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。

(5)本实验中的探究方法有和。

14.如图是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电

阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取

5Q电阻在盒外与盒内电阻并联。

(1)在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察来比较的；

(2)图甲可探究电流产生的热量与的关系，图乙可探究电流产生的热量与

的关系；

(3)图乙中右侧盒外连接的5Q电阻，它的作用是；

(4)物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是控制变量法；二是法。

15.小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示

的实际电路，两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油，RA与RB是阻值不同的电热丝。

（1）%与RB采用串联的方式，其目的是为了控制通电时间、相等。

（2）小明同学为了比较反与RB阻值的大小，用电压表分别测出网与RB两端电压的大小，

发现“VUB,则RARB（选填“>”“V"或“=”）。

（3）在相同的时间内，可通过观察来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为

了升温较快，试验液体选用煤油而不选水，主要是水的比热容比煤油（选填“大”

或“小”）。

（4）通过实验，发现烧瓶B中煤油吸热多，这表明：在电流、通电时间相同的情况下，

电阻越（选填“越大”或“越小”），产生的热量越多。

（5）小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤

油换成与其（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝必换成电

热丝。测量时，水和煤油的初温均为t。，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、

t煤油，请写出煤油比热容的表达式：C煤油=（已知水的比热容为C水）.小明认为

这样测量煤油的比热容会有较大的误差，原因主要有：（只要写出一条即可）

四.计算题（共6小题）

16.妈妈为了给小林增加营养，买了一台全自动米糊机，如图（甲）所示。米糊机的主要

结构：中间部分是一个带可动刀头的电动机，用来将原材料粉碎打浆；外部是一个金属

圆环形状的电热管，用来对液体加热。如图（乙）所示是米糊机正常工作时，做一次米

糊的过程中，电热管和电动机交替工作的“P-t”图象。表格内是主要技术参数。请问：

（1）米糊机正常工作时的电热管中的电流是多大？（计算结果保留两位小数）

（2）米糊机正常工作时做一次米糊，消耗的电能是多少？

（3）米糊机在正常工作状态下做一次米糊，若各类原料和清水总质量为1.5kg,初温为

209，米糊沸腾时温度是100t，电热管的加热效率是多少？（已知原料和清水的混合

物的比热容及米糊的比热容均为4.OXIO3J/（kg-r）,计算结果保留百分数整数。）

额定容积1.5L加热功率1000W

额定电压220V电机功率130W

额定频率50Hz机器净重1.9kg

整机尺寸232X174X298cm

17.某电水壶的铭牌如图所示，用它14分钟可以将一壶2kg、初温为20七的水烧开(标准

大气压下)，电水壶能量转化效率为80%,已知。水=4.2乂1()3/(1^・七)。求:

(1)电水壶中水吸收的热量是多少？

(2)电水壶的额定功率是多少？

(3)电水壶正常工作时的电阻是多少？

XXX电水壶铭牌

额定电压220V

额定功率

容积2L

18.养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶

内的水加热。如图是某款养生壶及其铭牌，求：

(1)养生壶正常工作时的电阻；

(2)若正常工作时，养生壶加热效率为91%,将1kg水从20七加热到85c需要多长时

间；【c水=4.2X10)/(kg・t)】

(3)用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作时，养生壶将1kg水从209加热

到85t,实际用时363s,通过电能表测得此过程共耗电3.726Xl()5j,此时养生壶两端

的电压和通过液晶电视机的电流多大。(设养生壶的电阻和加热效率不变)。

型号CH-M16

额定电压220V

频率50Hz

额定功率1000W

容量1.2L

19.某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点，下表是该电热水壶的铭牌。［c水

=4.2X106/(kg・P),gM10N/kg].求:

（1）小电动机将L2L的水从桶中提升了0.5m,电动机对水做的功至少是多少？

（2）为了泡绿茶要将水从25七加热到100七，则1.2L的水需吸收热量是多少？

（3）若电热水壶正常工作，加热题（2）中的水需要多少时间？（不计热损失）

产品型号:BH-X22

额定电压：220V

频率：50H工

E热功率：I210W

容a：I.2L

20.在寒冷的冬天，很多同学用如图甲所示的电热水袋保暖，图乙是它的结构示意图。其

（1）给它通电，当达到断电温度时，水共吸收了2.1X105J的热量，则袋内水的初温是

多少七？

（2）电热水袋些次在额定电压下通电lOmin,则电热水袋的发热效率是多少？

额定电压额定加热功率袋内充水指示灯功率自动断电温度

220V700WILWO.2W80℃

21.如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便

水壶）的铭牌，某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水的初温是20℃

通电5分50秒，水烧开（在一个标准大气压下），试通过计算，回答下列问题：

额定电压220V

额定功率1000W

最大容量1L

(1)此电水壶所装水的质量；

(2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大？

(3)水从20七烧开所吸收的热量是多少？(水的比热容c=4.2Xl()3j/(kg•9))

(4)若此电水壶正常工作时，它的加热效率。

五.解答题(共19小题)

22.某电热水瓶的铭牌如下表所示。若热水瓶内装满水，在额定电压下工作(外界大气压

强为1个标准大气压)。求：

型号DSP-19B

电源220V50HZ

功率加热

时

1200W

保温

时

30W

容量2L

(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少？

(2)加热时电热水瓶的电阻多大？

(3)若瓶内20七的水加热lOmin正好烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？

(4)请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。

23.如图所示，取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端

接在电池的负极很快发现纸条中间开始冒烟起火，请从物理学的角度解释其原因。

24.如图是小明家的一个电饭锅插座，他发现插头松动后，在使用电饭锅做饭时插头发热,

并且将插座烧成了如图所示的样子，请你帮他分析产生这个现象的原因是什么？

25.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容

易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？

26.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锲辂合金丝的电阻小。

(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=

27.如图所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其铭牌。(电阻不变)

(1)该电热水壶正常工作时的电阻是多少？

(2)该电热水壶正常工作时，烧开一壶水需要5min,其消耗的电能是多少？

(3)该电热水壶装满水正常工作时，5分钟能把201加热到701,该电热水器的效率

是多大？

产品型号EL-8952

额定电压220V

题率50Hz

额定功率1100W

容1.5L

28.如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便

水壶)的铭牌，某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水的初温是20C,

通电5分50秒，水烧开(在一个标准大气压下)，试通过计算，回答下列问题：

额定电压220V

额定功率1210W

最大容量1L

(1)算一算此电水壶正常工作时的电流；

(2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大？

(3)水从201烧开所吸收的热量是多少？(水的比热容C=4.2X1()3J/(kg・t))

(4)现测得电源电压为210伏，算一算此电水壶工作的效率。

29.如图所示，是家用保温式电饭锅的电路原理图，S是手动、温控一体开关--必须用外

力按下才能闭合，但当锅底温度达到大约103七以上时，会自动弹起断开进入保温状态。

已知Rz=495Q,电饭锅的额定加热功率为880W。

(1)分析电路原理图或根据你的实际生活经验，如果不按下开关S,电饭锅煮

熟饭(选填“能"或“不能”)

(2)当电版锅处于正常加热状态时，电路中的电流是多大？

(3)当电饭锅处于保温状态时，保温功率是多大？

电饭锅

30.如图2所示是电热水壶铭牌。为了测量它烧水时的实际功率，小明课外在家长的配合

下进行了如下的综合实践活动：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.6L(600cm3)

20七的水，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从209上升到1009所用的

时间是4min。同时观察到家中电能表(见图3)闪烁的次数正好为96次。已知水的比热

容[C=4.2X103J/(kg«X：)]o请根据相关信息，求：

产品型号：KS-12

最大容积：L2L

额定电压：220V

额定频率：50Hz

额定功率：1000W

图1图2图3

(1)电水壶中水吸收的热量;

(2)电水壶烧水的实际功率。

31.图所示的装置很有创意--它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶

连在一起：上部是洗衣机(有关技术参数见铭牌)，下部是马桶，中间设有贮水箱。洗衣

机还设有加热功能，洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果。

(1)冲一次马桶需要5L水，若一次洗衣服用的总水量是50kg,则可供冲马桶几次？

(2)求脱水时的正常工作电流

XX滚筒式洗衣机

电压/V220

洗衣功率/w200

脱水功率"330

最大洗涤容量/kg5

水加热功率/W2000

(3)某次洗衣时，首次进水量为15kg,正常加热15min水温达到设定要求。求:

①加热过程消耗的电能;

②若加热时电能的80%转化为水的内能，求水升高的温度。［c水=4.2X10)/(kg・t),

g取10N/kg]o

32.如图21甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示。

额定电压额定加热功率指示功率袋内充水自动断电温度

220V500WWO.2W1kg65t

(1)由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要(选填“大”或“小”)

得多；

(2)为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两

个温控开关(选填“串联”或“并联”)起来使用；

(3)江华家电热淋浴器正常工作时的电阻是多大？

(4)当热水袋原来的温度是151时，在额定电压下加热lOmin指示灯就熄灭了，求此

3

过程中水吸收的热量和电热水袋的发热效率。[C*=4.2X10J/(kg.'C)]o

33.如图所示，是一种家用电熨斗的实物图，该电熨斗金属底板质量0.5kg,预热时使金属

底板的温度从209升高到熨衣服所需的220七，电熨斗需要正常工作100s,金属底板的

比热容为0.46X1()3J/(kg・t).电熨斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收，求：

(1)预热时金属底板吸收的热量是多少J?

(2)电熨斗的额定功率是多少W?

34.小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭牌的

部分参数如下表所示。经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态；S断开时，

饮水机处于保温状态，其工作电路图如图所示。为了测定其加热时的实际功率，小明断

开家中其它所有的用电器，只将饮水机接入电路中，闭合开关S,测得热水箱中初温为

20七的水烧开，共用了7.5min(在标准大气压下)，同时观察到家中标有“1200r/kW4”

电能表转盘转过120转。根据以上信息。求：

(1)热水箱中的水从20七烧开所吸收的热量。[已知c=4.2Xl()3j/(kg・l)]

(2)饮水机加热时的实际电功率。

(3)饮水机加热过程中的热效率。

水箱容量1L

额定电压220V

加热时额定功率880W

「cmj—r―•

K,R?

I(I----------1

35.为了探究“电流产生的热量与电阻大小关系”，小丽实验小组采用了如图所示的实验装

置，其中R1>R2。

(1)实验中R1、R2采用什么连接方法使通过它们的电流相等？。

(2)在通电时间相同时，两玻璃管内煤油上升较高的是(“甲”或“乙”)瓶。

由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越。

(3)上述实验方法是研究物理问题的常用方法，此方法我们称为。

36.在探究“家用电器”的综合实践活动中，小明与同学一起合作，以家里的电水壶为观

察、研究对象，记录了如下表中的有关数据。

观察对象有关活动和相关记录

电水壶铭牌额定电压：220V额定功率：800W容量：2L

电能表铭牌有关参数：220V10(40)A50Hz1200r/kW.h

电热壶加热时关闭家中的所有用电器，只将电水壶接入电路，观察电能表，

的电能表表盘在2分钟内转过30转

测量电水壶中壶中装水量：1.5kg通电前温度：30t通电2分钟后温

水的温度度：44t

根据上表中的记录，请解答下面的问题。

(1)求通电2min壶中的水吸收的热量；

(2)求电水壶中发热体正常工作时的电阻值；

(3)求2min内电水壶消耗的电能和实际功率以及电水壶的效率。

37.小黄同学家里安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助

加热，铭牌如表，求：

额定电压220V容积100L

额定功率1650W频率50Hz

(1)太阳能热水器贮满了标定容积的水后，水的质量；

(2)这些水从201升高到50七所吸收的热量，水的比热容为4.2Xl()3j/(kg・1)；

(3)用电加热时，热水器正常工作的电流；

(4)贮满水的热水器，阴天里要使水温从209升高到501，其中55%的热量是由电来

辅助提供的，则热水器正常工作时需加热多长时间？(不计热量损失)

38.某导体的电阻是3欧姆，通过2A的电流时，1分钟产生的热量是多少？

39.下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息。经分析得知，当开关S闭合

时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态。为了测量它加热时的实际

功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S,测得热

水箱中的水从209升高到1009，所用时间为7.5min,同时观察到家中标有“1200r/kW

•h”字样的电能表转盘转过120转(r)o根据以上信息，求：

热水箱容量1L

额定电压220V

加热时额定功率880W

(1)电阻Ri的阻值(不考虑温度对阻值的影响)；

(2)饮水机热水箱中的水从20七升高到1009时所吸收的热量［c水=4.2义10r/(kg

•℃)］；

(3)饮水机加热时的实际功率；

(4)饮水机此加热过程中的热效率。

一

R:R:

।-II—i-lI-.I

I-----ouo------

40.如图是小宇家新买的一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下表。为了测量该电水壶

烧水时的实际功率，小宇用所学知识和爸爸合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，

将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从25七上升到350c所用的时间是50s,

同时观察到家中“220V10A(40A)3200imp/(kwh)”的电子式电能表耗电指示灯闪

烁了80imp.请根据相关信息解答下列问题。(C*=4.2X103J/(kg«X：))

(1)电水壶中水的质量；

(2)电水壶烧水时的实际功率;

(3)电水壶加热的效率。

电源底座

Ji')-

*****

产品型号：SWF18A5T—200

最大容积：1.8L额定功率：2000W

额定频率：50Hz额定电压：220V〜

参考答案

选择题（共6小题）

1.解：电炉丝与输电线是串联关系，通过它们的电流相等，但是电炉丝的电阻远远大于导

线的电阻；根据焦耳定律：Q=fRt可知，电炉丝产生的热量多；

故ACD错误；B正确；

故选：Bo

2.解：根据焦耳定律公式Q=「Rt知：

22

在相同的时间内电：Q2=IiRit：―东2t=2?X5：1X4=5：1。

故选：Do

2

3.解：由0=1=得,Qi=I「Rft,Q2=I2Rt

则包=处=①=尤义工=2。

92.R2t1匆23229

故选：Co

4.解：由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，

由题意知：R甲＜R乙，由U=IR知：UfVU乙；由Q=『Rt知：Q甲＜Q乙；

故选：Ao

5.解：电饭锅是纯电阻用电器，正常工作时的功率P=450W,

则电饭锅正常工作Imin产生的热量：

Q==Pt=450WX60s=27000J。

故选：Co

6.解：因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，

煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；

故选：B»

二.填空题（共5小题）

7.解：开关接1时，电阻Rz被短路，电路中只有R1=88Q；开关接2时，电阻R?和R】；

串联接入电路中，电路的总电阻为R=RI+R2=88Q+2112Q=2200Q；

在电压不变的情况下，根据公式P=Ul•可知，开关接2时功率小，为保温档；

R

保温10min产生的热量为:

Q=W=jlit=122°V)600s=13200J。

R22000

故答案为：2；13200»

8.解：Q=Ilit=.-220--X100s=484J„

R1X104

故答案为：484O

9.解：由Q=「Rt可知，Q与I、R及t有关，由图知，两电阻串联，则通过两电阻的电流

和通电时间相等，RA>RB,电阻不同，所以是探究''电流通过导体产生的热量与电阻大小

的关系；

根据Q=I?Rt,电流和通电时间相同，RA>RB,所以A瓶内产生的热量多，煤油的温度升

得高。

故答案为：电阻；Ao

10.解：（1）当电Ri、R2串联在电路中时，通过两电阻的电流相等，

R

；.Ri、R2两端的电压之比:

Ui_iRi_R—g

U2IR24

（2）当电阻Ri、R2并联在电路中时，两电阻两端的电压相等,

止t

.Q1R2_4

►•-----C-----<

故答案为：3：4；4：3O

11.解：（1）因为电压表测R2两端电压，所以R2两端电压l）2=3V,

RI两端电压Ui=U-U2=9V-3V=6V,

电路中的电流I=II=°L=@_=1A,

R16。

R2的电阻R2=-^-=—=3Q,

I1A

则在Imin内电流在R2上产生的热量是W=lMt=3VXlAX60s=180J。

(2)当开关掷向2时，电压表读数为原来的2倍，则R2两端电压U'=6V,

灯泡的额定电压UL=U-U2'=9V-6V=3V,

,

电路中的电流I'=12=山一=票=2人，

R23Q

故灯的额定功率P=UJ'=3VX2A=6WO

故答案为:180；6O

三.实验探究题(共4小题)

12.解：(1)该实验是通过观察两个U形管中液面高度的变化，来比较电流通过电阻丝产

生热量的多少，应用了物理学中转换的物理方法；

(2)在甲图实验中，两电阻串联，通过的电流相同，通电时间相同；

发现B玻璃管内液面上升较高，根据转换法，则10。的电阻丝产生的热量多，而10Q

>50.这表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越

多；

(3)图乙中，右容器内一个电阻丝与容器外的一个电阻丝并联后再与左容器内一个电阻

丝串联，根据串联、并联电路电流的规律，通过右容器内电阻丝的电流小于左容器内电

阻丝的电流，而两电阻丝大小和通电时间相同，根据控制变量法，乙图的装置是用来研

究电阻丝产生的热量与电流大小的关系；

小明同学后面将乙实验装置中右侧在容器外的5C电阻丝装入容器，根据并联电阻的规

律，右容器内两电阻丝的电阻(等效于一个电阻)小于左容器内电阻丝的电阻大小，根

据串联电路各处的电流相等，通电时间也相同，根据Q=『Rt知A侧容器内电阻丝产生

的热量多，故空气温度相同后重新通电一段时间，发现A侧容器内空气吸收热量多。

故答案为：(1)液面高度；转换的；(2)电阻；(3)电流大小；Ao

13.解：(1)图甲中，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，用

到了转换法；

两根电阻丝采用串联的连接方式，其目的是为了控制电流和通电时间相同；

(2)探究两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要相同；

图甲中，通过两电阻丝的电流相同，A的电阻要大于B的电阻，由焦耳定律可知，A瓶中

产生的热量多，所以A瓶中煤油的温度升高得快；

(3)煤油的比热容比水小，在质量相同，吸热相同时，其温度变化更快，所以为了在较

短的时间内达到明显的实验效果，应选用煤油而不用水做实验；

（4）装置乙中两个5Q的电阻并联后再与一个5Q的电阻串联，根据串联电路的电流特

点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=1左；两个5a的电阻

并联，根据并联电路的电流特点知I右=L+L,两电阻的阻值相等，则支路中的电流相

等，L=L,所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=「Rt可知，

左边容器中的电阻产生的热量多，所以得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大,

电流产生的热量越多；

（5）由前面解答可知，本实验中的探究方法有控制变量法和转换法。

故答案为：（1）温度计示数的变化；电流；（2）质量；A；（3）小；（4）当电阻和通电时

间相同时，电流越大，电流产生的热量越多；（5）控制变量法；转换法。

14.解：（1）在实验中电流做功多少是通过观察气球膨胀程度大小来体现的。因此盒内封

闭一定量的空气的优点空气受热容易膨胀，便于实验观察；在实验中电流通过电阻产生

的热量多少是通过观察U型管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法

（2）由图甲可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，而两

电阻丝的阻值不同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导

体电阻大小的关系；

由图乙可知，两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联

一个电阻时，盒内电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系。

（3）因为并联电路中的电阻比任何一个电阻都小，当乙图中右侧盒外连接的5。电阻后,

右侧盒内5c的电阻分压较小，由此可知，右侧盒内电阻的电流减小，因此，图乙中右

侧盒外连接的5c电阻，其作用是改变右侧盒内电阻的电流；把电阻接在盒子外侧，是

为了控制好变量，不改变右侧盒内电阻，便于探究电流通过导体产生的热量与电流的关

系。

（4）通过温度计示数的变化来反映电阻丝放出热量的多少，运用的是转换法。

故答案为：（1）两个U形管中液面的高度差；（2）电阻；电流；（3）使电阻c、d中的电

流不相等；（4）转换。

15.解：（1）两电阻丝串联连接的目的是：控制两根电阻丝的电流和通电时间相等；

（2）用电压表分别测出RA与RB两端电压的大小，发现“VUB,因为电压与电阻成正比,

则RA<RB；

（3）实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少；

根据Q=cm^t可知，在液体的质量和吸收的热量相同的情况下，液体的比热越小，温度

升高的越快，所以选用比热容较小的煤油来做实验；

（4）根据焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热

量越多；

（5）要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）

相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系，故用相同质量的水代替煤油；把电热

丝RA换成与RB阻值相同的电阻丝，电阻相等，在相同时间内放出的热量相同，所以水和

煤油吸收的热量相同；

因为Q；«=Q煤油，所以c水m（tt0）=c煤油m（t煤油-to）,所以煤油的比热：

皿=）£/皿'；因为水和煤油的散热程度不同，所以这样测量煤油的比热容会

七煤油一。

有较大的误差。

故答案为：（1）通过的电流；（2）<；（3）温度计示数的变化；大；（4）越大；（5）质

量；与RB阻值相等；,*'*、）；水与煤油的散热程度不同。

t煤油一。

四.计算题（共6小题）

16.解：（1）由P=UI可得，米糊机正常工作时的电热管中的电流：

1=£»=1000^^4.55A；

U220V

（2）由乙图可知：加热时间3=9min=540s,电动机工作时间t2=2min=120s,

由P=i!L可得，加热消耗的电能：

t

5

Wi=Pit1=1000WX540s=5.4X10J,

电动机工作消耗的电能：

4

W2=P2t2=130WX120s=l.56X10J,

米糊机正常工作做一次米糊总共消耗的电能：

54S

W=W1+W2=5.4X10J+l.56X10J=5.556X10J；

（3）米糊吸收的热量为：

335

Q«=cm（t-t0）=4.0X10kg/mXl.5kgX（1009-209）=4.8X10J,

电热管的加热效率：

n=—^-xioo%=4--i2<L05Jxioo%=89%„

W15.4X1o5j

答：(1)米糊机正常工作时的电热管中的电流是4.55A；

(2)米糊机正常工作时做一次米糊，消耗的电能是5.556义10)；

(3)米糊机在正常工作状态下做一次米糊，电热管的加热效率是89%。

17.解：

(1)将一壶2kg、初温为201的水烧开(标准大气压下)，

水吸收的热量：

Q«=cm(t-to)=4.2X106/(kg・T)X2kgX(100T-20七)=6.72X105J；

(2)由n=%可得，电水壶消耗的电能：

W

5

W=Q^=6,72X1QJ=84X1O5J;

T180%

电水壶的额定功率为：

5

P=W.=8,4Xi0j=1000ff；

t14X60s

(3)根据可得，电水壶正常工作时电热丝的电阻：

R

R=ui=^220V)L=48.4Q1,

P1000W

答：(1)电水壶中水吸收的热量为6.72X10%

(2)电水壶的额定功率为1000W；

(3)电水壶正常工作时的电阻为48.4Q。

18.解：

(1)由可得，养生壶正常工作时的电阻：

R

2

R=uj=(220V)=484Q,)

P1000W

(2)水吸收的热量：

Q«=cmAt=4.2X103J/(kg-9)XlkgX(859-20℃)=2.73X105J,

由n=%可得，养生壶消耗的电能：

W

0^2.5

ff==73X1QJ=3X1O5J;

T|91%

由P=W可得，养生壶工作时间：

t

W_3X105J

t=.=300s；

~P1000W

(3)在用电高峰时，养生壶仍然将1kg水从20t加热到85T，且加热效率不变，所以

养生壶消耗的电能不变，仍然为3Xl()5j,

则养生壶的实际功率:

P^=JL=3X10!l=10iff^826W1

t实363s121

养生壶的电阻不变，由p=止可得实际电压：

R

U实=y/^^=’瑞^x48.4Q=20°V,

此过程共耗电3.726XlO'j,则电路的总功率:

P4%=3.726X105J=]026W,

t实363s

因为P实+P液晶，

所以液晶电视机的实际功率：

P液晶=P总-P实=1026W-826W=200W,

由P=UI可得，通过液晶电视机的电流：

1:「液晶=200火=]屈

U实200V°

答：(1)养生壶的电阻是48.4Q

(2)工作时间是300s。

(3)实际电压是200V,通过液晶电视机的电流是1A。

19.解：(1)1.2L=1.2X10-3m3,所以根据公式P=皿可得，L2L的水质量:

V

m=pV=1.0X103kg/m3X1.2X10-3m3=l.2kg,

电动机对水做的最少功：

W=Fs=Gh=mgh=l.2kgX10N/kgX0.5m=6J；

(2)水吸收的热量：

3

Qs=cm(t-t0)=4.2X10J/(kg・t)X1.2kgX(100X：-25D=3.78X10。；

(3)电热水壶做的功W=Q=3.7831()5j,

因为p=更，

t

5

所以电热水壶的加热时间t=W=£MU4312.4s；

P1210W

答：(1)小电动机将L2L的水从桶中提升了0.5m,电动机对水做的功至少为6J

(2)为了泡绿茶要将水从251加热到100七，则1.2Lg的水需吸收热量是3.78X1()5J。

(3)若电热水壶正常工作，加热题(2)中的水需要312.4s。

20.解：(1)电热水袋中充水的体积：丫=n=1而3=1*1073,

由p=EL可得，电热水袋中充水的质量：m=PV=1.0X103kg/m3X1X10-m3=1kg；

V

由Q狈ucm(t-t0)可得，袋内水的初温：

51、吸-8因-2-1X105J—=30C

cm4.2X103J/(kg-Dxikg

(2)电热水袋在额定电压下通电lOmin消耗的电能：

W=Pt=700WX10X60S=4.2X105J,

则电热水袋的发热效率：

n=5^_xioo%=2-1X105Jxioo%=5o%»

w4.2X105J

答：(1)袋内水的初温是30To

(2)电热水袋的发热效率是50%。

21.解：(1)电水壶所装水的体积：

V=lL=ldm3=lX10-3ni3,

由p=_!!L可得，电水壶所装水的质量：

V

m=pV=1.0X103kg/m3XlX10-m3=lkg；

(2)由P=UI=U?_可得，电水壶正常工作时电热丝的电阻：

R

2

R=uj=(220V)=484Q;

P1000W

(3)在一个标准大气压下水的沸点是loot,则水吸收的热量：

Q«=cm(t-to)=4.2X103J/(kg•1)XlkgX(100七-20cC)=3.36X10)；

(4)电水壶正常工作的时间：

t'=5min50s=350s,

由p=更可得，消耗的电能：

t

W=Pt'=1000WX350S=3.5X105J,

电水壶正常工作时的加热效率：

n=^_xioo%=.^6X105J.xioo%=96%o

w3.5X105J

答：(1)此电水壶所装水的质量为1kg;

(2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻为48.4Q；

(3)水从20c烧开所吸收的热量是3.36X106；

(4)若此电水壶正常工作时，它的加热效率为96机

五.解答题(共19小题)

22.解：(1)保温时通过电热水瓶的电流为：

1==-=-3。网70.14A；

U220V

(2)电热水瓶的电阻为：

1?=尤=一(220丫)—40.33C；

P21200W

(3)瓶内水的质量为：

m=pV