人教版2021-2022学年九年级全一册物理《焦耳定律》同步基础练习题（附答案）

人教版2021-2022学年九年级全一册物理18.4《焦耳定律》同步基础练习题

一、单选题

1.在1840年，最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的英国物理学家是（）

2.如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关

系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象，则在这两个实验过程中:①都要

控制液体的初温相同;②都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的

多少；③都要控制所选烧瓶中液体的质量相等；④都要控制所选烧瓶中电阻

丝阻值相等.以上说法正确有（）

A.只有③B.只有①③C.只有①②③D.①②③④

3.2020年10月15B,《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料•，向创造没有电阻的高效

电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（）

A.电热毯B.电动汽车动力系统C.电热水壶D.充电暖手宝

4.将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时

间相同，下列说法正确的是（）

A.三个用电器产生的热量相同B.电风扇产生的热量最多

C.电烙铁产生的热量最多D.电视机产生的热量最多

5.如图甲为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两烧瓶中盛有等质量的煤油,

电热丝品、尺的电压与电流关系如图乙，则（）

A.凡的阻值较大

B.通电一段时间后，&瓶中温度计的示数变化较大

C.通过&的电流较大

D.若用水代替煤油实验效果会更好

6.一阻值为R的电阻丝接在电压为U的电路中，在f时间内放出的热量为。，现把该电阻丝对折起来接到

原来的电路中，放出同样多的热量，需要的时间是（）

A.-B.—C.tD.It

42

二、填空题

7.如图所示，是研究“在相同时间内电流通过导体产生的热量与的关系”

的实验装置。若电阻丝R，i，=5C,R乙=10C,通过电路中的电流为0.5A,则乙电

阻丝在2min内产生的热量是J。

8.电饭锅是利用电流的来工作的，电饭锅具有保温和加热功能，如图是

它的模拟电路，当开关Si、S2都闭合时，电饭锅处于（选填“加热”或

“保温”）状态。

9.如图是焦耳定律的实验装置，其中Ri=5C,R2=/?3=10Q»只闭合8可以

探究电流产生热量与的关系，若电路中的电流为0.1A,通电lOmin电

阻凡产生的热量为Jo闭合Si和S2,通过R的电流是R?的2倍，左

侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明（填“电流”或“电

阻”）对产生热量多少影响更大。

10.如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升

高，利用电流的实现高温封口。阻值为1。的发热电阻10s内产生_____J的热量。

封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更（填“大”或“小”）的。

11.小洋妈妈买了一台家用智能电热马桶盖，如图所示，这是其加热电路图，幻和幻

是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接。或乩该电路通过开关争和S2的不同接法组

合，实现“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三种加热功能（见下表）。

开关Si断开断开闭合闭合

开关S2接6接a接a接b

功率Po=OPi=22W尸2=44W尸3=88W

（1）该电热马桶盖是利用电流的效应原理工作的。

（2）电热马桶盖处于低温挡时，求电路中的总电阻。（）

（3）假设小洋想让马桶圈的温度升高4℃,则用中温挡加热的方式需要

多长时间？（）［设电热丝产生的热量全部被马桶圈吸收，马桶圈

的质量加=500g,马桶圈材料的比热容c=0.44Xl（）3j/（kg.r）］

三、实验题

12.如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封

着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。

(1)实验中通过观察的变化来比较导体所产生热量的多少，在研究许多物理问题时都会用到这种

方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是

A.探究电流与电阻的关系B.用铁屑显示磁体周围磁场分布

C.类比水流学习电流D.研究磁场时，引入磁感线

(2)用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的不变，来研究导体产生热量与电阻的关系。

(3)在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是容器。

13.如图所示，这是探究“电流产生热量的影响因素”的实验电路。在完

全相同的烧瓶中装入质量相等、初温相同的煤油，用电阻丝加热，其中R

甲〉中R后我丁。通过观察插入密封烧瓶里的细玻璃管中煤油液柱上

升的高度，就可以比较电阻丝放热的多少。

请你按照要求，回答下列问题：

(1)探究环节一：探究“电流产生热量的多少与电流大小有无关系”时，闭合开关Si、S2,在相同时间内,

对比______烧瓶和烧瓶中煤油液柱上升的高度即可。

(2)探究环节二：探究“电流产生热量的多少与电阻大小的关系”时、当闭合Si、断开S2时。发现在相同

时间内，甲、乙、丙烧瓶中煤油液柱上升的高度关系是所＞心＞瓯，由此得出的结论是：

(3)生活中，我们发现一些利用电流热效应工作的大功率电热器连接线都比较粗，电热器内部的发热体温

度很高(发热体可以认为是一个定值电阻)，连接它的导线并不是很热，此现象可以用探究环节(选

填“一”或“二”)得到的结论来解释。

14.为了探究影响电热的因素，小源连接了如图甲所示的电路:

(1)闭合开关前，应把滑片移到滑动变阻器的端。

(2)利甲电路可以探究电流产生的热跟电流的关系：实验中通过观察比较电流产生的热量的多少;

闭合开关，移动滑片，发现滑动变阻器连入电路的电阻越,A烧瓶中温度计示数上升得越快。

（3）小源用B烧瓶替换滑动变阻器（如图乙所示，两烧瓶内煤油的质量相同，电阻丝的阻值不同），闭合

开关，发现A烧瓶的温度计示数上升得很快，而B烧瓶的温度计示数不变.经检查发现并非B烧瓶的电阻

丝阻值很小，可能是故障。

（4）排除故障后再闭合开关，B烧瓶比A烧瓶的温度计示数上升得快，说明—烧瓶中电阻丝的电阻较大。

（5）小源想到家里的电热毯只有一个档位，他想用一个电阻丝与其串联改造成有两个档位（高、低温档）

的电热毯（如图丙所示），则高温档时开关应。

（6）小源为了比较不同物质的吸热能力，在A、B两烧瓶内换用质量、初温度都相同的不同液体，且换用

阻值（填相同或不相同）的电阻丝。若A中的温度计比B中的温度计示数上升的快，则AB两瓶内

液体的比热容关系是CACB（填大于或等于或小于）。

四、计算题

15.如图甲是小羽家使用的一种速热水龙头，旋转手柄可控制流出的水为冷水、温水或热水。图乙是它的

内部电路简图，R、R2是电热丝，只闭合与时出温水，此时

电路中的电流为UA；Si和S?都闭合时出热水，此时电路中

的电流为15A。通过计算回答：］立

（1）水龙头出温水的功率是多少瓦？一

（2）电热丝&的阻值是多少欧？甲7

（3）持续出热水10s,电流通过&产生多少焦的热量？

16.如图甲所示是小梦家的养生壶，它有高温、低温、保温三个功能，如表所示是其部分参数，如图乙所

示是它的高温档和低温档的工作电路图，其中Ri、R2为定值电阻，Ri=33C.

（1）求该养生壶低温档时的电功率是多少？

（2）小梦某次煲汤时，先用高温档加热总质量为2kg的水和大米混合物，使其温度从20℃上升到100C,

然后换低档加热，最后保温，如图丙所示是工作信息图象.求该养生壶用高档加热的效率是多少？［水和大

米混合物的比热容c=4.2xl（）3j/（kg「C）］.

答案

1.A

【详解】

1840年，英国物理学家焦耳最先精确确定/电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系，

即焦耳定律，故BCD不符合题意，A符合题意。

故选Ao

2.A

【详解】

①探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，电阻放出热量的多少是通过温度计升

高的示数的大小来反映的，所以不需要控制液体的初温相同；比较水和煤油吸热升温的现象

时，需要控制水和煤油的初温相同，故①错误；

②比较水和煤油吸热升温的现象时，通过加热时间来表示液体吸收热量的多少，故②错误；

③探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制加热的液体的种类、质量相

同；比较水和煤油吸热特点时，需要控制水和煤油的质量相同，故③正确；

④探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制电流和通电时间相同，电阻

不同，故④错误。

综上所述，只有③正确。

故选Ao

3.B

【详解】

超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零的性质的材料。

ACD.利用电流的热效应，应该选用电阻大的材料，提高产热，故ACD不符合题意；

B.电动汽车动力系统，电阻为零，可以减少能量的损耗，故B符合题意。

故选B。

4.C

【详解】

在家庭电路中，用电器的连接方式采用并联，家庭电路的电压是220V。一台电风扇、一台

电视机和一把电烙铁的规格都是“220V100W”，将电风扇、电视机和电烙铁分别接入同一

家庭电路中，通电时间相同，电风扇、电视机和电烙铁消耗的电能相同。电风扇工作时将电

能转化为内能和机械能，电视机工作时将电能转化为内能和光能，电烙铁工作时将电能全部

转化为内能，所以电烙铁产生的热量最多。故C正确，ABD错误。

故选C。

5.B

【详解】

A.如乙图所示，当电压相同时，根据欧姆定律/?=彳，通过电流大的电阻小，故品的阻值

较小，故A错误；

B.根据焦耳定律Q=可知，当两电阻串联时，电流相同，通电时间相同，电阻大的放

出的热量多，故电阻R2释放的热量多，煤油吸收的热量多，故&瓶中温度计的示数变化较

大，故B正确；

C.由于串联，故电流处处相等，故C错误；

D.若用水代替煤油实验效果会更好是错误的，因为煤油的比热容比较小，升温比较明显，

更容易通过温度计示数的变化判断电阻放出的热量的多少，故D错误。

故选B。

6.A

【详解】

TJ2

对折后电阻长度变原来一半，横截面积变原来两倍，所以电阻变成原来的4倍，根据

1\

可知，Q、U不变，R变成原来的4倍，时间为原来的四分之一，故BCD不符合题意，A符

合题意。

故选Ao

7.电阻300

【详解】

⑴由图示知，两个不同阻值的电阻丝串联在电路中，则通过电阻丝的电流相等，那么在相

同时间内可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。

⑵乙电阻丝在2min内产生的热量

Q=/2/?r=(0.5A)2x10QX2X60S=300J

8.热效应加热

【详解】

[1]电饭锅工作时将电能转化为内能，利用的是电流热效应工作的。

2

[2]当开关Si、S2都闭合时，电阻R短路，只有.后接入电路，电路总电阻较小，根据P=\I]

可知此时消耗的功率较大，电饭锅处于加热状态。

9.电阻30电流

【详解】

“1只闭合S”电阻吊、R2串联，通过的电流相等，通电时间相等，根据。=八四，可以探究

电流产生热量与电阻大小的关系。

⑵若电路中的电流为0.1A,通电lOmin电阻凡产生的热量

g=/2/?/=（0.1A）2X5QX10X60S=30J

[3]闭合Si和S2,通过Ri的电流是&的2倍,即/尸212,a=2K左侧U形管内液柱的

高度差比右侧更大，即左侧电阻尺产生的热量多，这说明电流对产生热量多少影响更大。

10.热效应90大

【详解】

山封口机是利用电流的热效应工作的，在电流通过时，电路中的电阻发热温度升高从而达

到工作目的。

[2]10s内，封口机产生的热量

6=^Y21xlOs=9OJ

R1Q

2

⑶封口时把塑料袋烫坏是因为封口时产生的热量太多，据。=与[I『知，在电压和时间相同时,

A

电阻越大，产生的热量越少，所以应将发热电阻换成阻值更大。

II.热2200。20s

【详解】

（1）[1]该电热马桶盖的工作电路是纯电阻电路，工作时将电能转化为内能，利用电流的热

效应原理工作。

（2）[2]由题可知，低温挡时，开关Si断开，开关S?接小R和R2串联，电路的功率

1=22W

由串联电路特点和

得

U2(220V)2

P.=■~-=------------=22W

1RR

解得电路中的总电阻

R=22000

(3)[3]马桶圈吸收的热量

Q吸=cm\t=0.44?103J/(kg??C)?鳏OJ

电热丝产生的热量全部被马桶圈吸收，由

PJ

t

可得，中温挡加热需要的时间

广4=幽=20$

P244W

12.U形管液面高度B电流C

【详解】

(1)[11电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，采用转换法，通过观察U形管液面高

度的变化反映密闭空气温度的变化。

[2JA.探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法，故A不符合题意；

B.用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法，故B符合题意；

C.类比水流学习电流，采用的是类比法，故C不符合题意；

D.研究磁场时，引入磁感线，采用的是模型法，故D不符合题意。

故选B。

(2)[引由图可知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，由串联电路电流的规律可知,

两电阻丝通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。

(3)[4]图乙装置中两个5C的电阻并联后再与一个5C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

/右左

两个5c的电阻并联，根据并联电路的电流特点知

/右=/内+/

外，所以

容器内的电阻值都是5C,通电一段时间，由。=八用知，C容器中电流产生的热量多。

13.丙丁当电流大小相同时，电阻越大，电流产生的热量越多二

【详解】

（1）［1］［2］探究“电流产生热量的多少与电流大小有无关系”时，要控制电阻大小相同，

改变电阻的电流，比较电阻产生的热量的多少。从电路图中可以看出，闭合开关与、S2,甲

乙丙串联后再与丁并联，甲乙丙电路的总电阻为

R~%+R乙+%>距

甲乙丙的总电压UI等于丁的电压U2等于电源电压U,由

/上

R

得，甲乙丙的电流比丁的电流小，所以探究“电流产生热量的多少与电流大小有无关系”

时，闭合开关,、S2,在相同时间内，对比丙烧瓶和丁烧瓶中煤油液柱上升的高度即可。

（2）［3］探究“电流产生热量的多少与电阻大小的关系”时，应控制电阻的电流相同，使研

究电阻的电阻大小不同，观察研究电阻产生的热量的多少。当闭合生、断开S2时，甲乙丙

串联，丁断路不工作，所以甲乙丙的电流大小相等。发现在相同时间内，甲、乙、丙烧瓶中

煤油液柱上升的高度关系是

%，>/>%

说明甲产生的热量大于乙产生的热量大于丙产生的热量，因此可得结论：当电流大小相同时,

电阻越大，电流产生的热量越多。

（3）［4］大功率电热器连接线都比较粗，长度相同时，横截面积越大，电阻越小。大功率电

热器连接线都比较粗，说明连线的电阻比较小，而大功率电热器与连线串联，说明电热器与

导线的电流相同。电热器内部的发热体温度很高（发热体可以认为是一个定值电阻），连接

它的导线并不是很热，说明电热器产生的热量比连线大，故说明电流产生的热量与电阻大小

有关，此现象可以用探究环节二得到的结论来解释。

14.右温度计示数的高低小B瓶中的电阻丝被短路B闭合相同

小于

【详解】

（DU］为保护电路，闭合开关前，滑片应处在使电阻最大的位置，即处在右端。

（2）⑵实验中需要观察温度计示数的高低，若A烧瓶中温度计示数上升得快，则说明电流通

过A瓶中电阻产生的热量多。

［3］由于A中电阻R不变，由焦耳定律。=尸七知道，若需要增大电路中的电流，则需要使滑

动变阻器连入电路的电阻变小。

(3)⑷根据题意知道，闭合开关后，A烧瓶的温度计示数上升得很快，说明电路中的电流很

大，又因为B烧瓶的温度计示数不变，说明B瓶中的电阻丝被短路。

(4)［5］由图知道，AB两瓶中的电阻串联，通过的电流和通电时间相同，B烧瓶中电阻丝的电

阻大，由焦耳定律。=尸用知道，B瓶中的电阻产生的热量多，从而说明B烧瓶比A烧瓶的

温度计示数上升得快。

(5)俗］由图知道，当开关闭合时，R被短路，电路中的电阻最小，由。=卬=(知道，在相

同的时间内产生的热量多，为高温挡。

⑹⑺网探究“不同物质的吸热能力”的实验，应在AB两瓶内换用质量、初温都相同的不

同液体，并使甲乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同，即RA=RB,则相同时间内两电阻丝上产生的

热量相同，若温度计a比温度计b温度升高得快，由。=。小，知道，A的比热容小于B的比

热容。

15.(1)2420；(2)55；(3)8800

【详解】

⑴只闭合Si时只有以连入电路，则出温水的功率

片=/以=11Ax220V=2420W

水龙头出温水的功率是2420W。

(2后和S2都闭合时，R与R2并联，所以

U=■=5=220V

通过R的电流

/2=/-/,=15A-11A=4A

由/=g■得电热丝R2的电阻

A

电热丝&的电阻55。。

(3)持续出热水10s,电流通过&产生的热量

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