154《探究焦耳定律》（分层练习）-2023-2024学年九年级上册物理（沪粤版）原卷版

15.4探究焦耳定律一、单选题1．（2023·北京·校联考模拟预测）如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（）A．电煮锅 B．迷你电冰箱C．扫地机器人 D．笔记本电脑2．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）现将标有“220V100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台，分别接入电路中均正常工作，在相同时间内（）A．三个用电器产生的热量相同B．电风扇消耗的电能最多C．电炉将消耗的电能转化为内能最多D．单独将电冰箱接入电路时，电能表转得最快3．（2023·广东广州·华南师大附中校考一模）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，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（）①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象A．①② B．②③ C．②④ D．③④4．（2023春·吉林长春·九年级吉林省第二实验学校校考阶段练习）根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。下列4组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（）A．30mA0.5s B．20mA1.2s C．25mA2.0s D．35mA0.2s二、填空题5．（2023·广东肇庆·统考二模）如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫______法。

6．（2023·安徽六安·统考一模）美国罗切斯特大学的物理学家兰加•迪亚斯（RangaDias）宣布，他们的团队创造出能在室温条件下实现超导的超导体。若未来实现超导输电，根据___________定律推断输电线路可实现电能零耗损。（选填“欧姆”或“焦耳”）7．（2023·江西南昌·统考一模）_________定律反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系；而_________定律确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。8．（2023·河南南阳·统考一模）夏天的晚上，为了驱赶蚊虫，小敏在房间里使用电蚊香，插上电后，电蚊器变热了，利用了电流的______；电蚊器上的蚊香片温度会升高，通过______的方式改变蚊香片的内能；过了会儿房间里就充满蚊香的气味，这是因为______。三、实验题9．（2023·江苏苏州·苏州高新区实验初级中学校考二模）学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。

（1）在A、B两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油，RA和RB串联是为了控制___________和加热时间相同，利用该装置___________（选填“可以”或“不可以”）探究电热与电流的关系；（2）如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点，则将对实验器材作哪些改进___________、___________。10．（2023·江苏泰州·统考一模）（1）如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在______（选填“AC”、“BC”或“BD”）两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断；熔丝熔断前，导线AB中的电流______熔丝CD中的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；在实际生活中，除短路外，______也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断；

（2）小明利用如图乙所示的电路探究“电功与电流的关系”；①图中两只灯泡工作时的电阻要______（选填“相同”或“不同”）；②小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去他应该尝试进行的最合理的操作是______；A．检查滑动变阻器的滑片是否接触不良B．将甲灯泡换成一个好的同规格灯泡C．拧紧甲灯泡及它和电流表A1相连的两接线柱③小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是______。四、计算题11．（2023·广东潮州·统考模拟预测）如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个挡，加热功率为440W，保温功率为110W。（1）保温挡工作时，电路中的电流是多少？（2）电热丝R1的阻值是多少？（3）若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55kg初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

12．（2023春·九年级校联考课时练习）图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是1210W，额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求：（1）电热丝R1的阻值是多少？（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/(kW•h)”字样的电能表转盘转了80转，则电饭煲工作过程中的实际电压是多少？

一、单选题1．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（

）A．电源电压为10VB．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600JD．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J2．（2023·云南昆明·统考一模）图甲所示电路中，电源电压不变，R2是“20Ω，1A”的滑动变阻器，R1是定值电阻，电压表量程为0~15V。闭合开关S，在保证电路元件安全的情况下，滑片移动过程中，电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．电源电压为10VB．R1的阻值为10ΩC．R2的最大功率是4.5WD．当滑动变阻器调至最右端，通电1min，电流通过R1产生的热量为1080J3．（2023·湖北宜昌·统考一模）2023年3月8日，美国罗切斯特大学宣布研发出一种在室温下超导的材料（电阻为零），立即引起国际科学界的极大兴趣和质疑。超导材料可以（）A．用作导线实现远距离无损耗的电能输送B．用1kW·h的电能使1kW电动机工作2hC．制成更轻便的电热毯D．制成大功率的电炉丝4．（2023·贵州贵阳·模拟预测）在如图所示的电路中，灯泡L标有“6V6W”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，定值电阻R0=10Ω。当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，则下列说法不正确的是（）A．电源电压为6VB．电流表的示数为0.6AC．灯泡的额定电流为1AD．当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，通电1min电路产生的总热量为72J填空题5．（2023·吉林·统考中考真题）电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻_____，在电流相同时，由于电流的______效应会导致接头处温度过高产生安全隐患。6．（2023·四川凉山·统考中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，R1、R2是定值电阻，R2=2R1，闭合开关S，电流表和电压表示数如图乙，则通电5min后，R1、R2产生的总热量为___________J。7．（2023·广东·统考模拟预测）小明用如图甲所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。甲实验中，必须取质量相等的A、B两种液体。根据实验测得的数据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图乙可知___________（选填“A”或“B”）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，已知A的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，则B的比热容为___________J/(kg·℃)；若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，甲乙电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与___________的关系。

8．（2023·广东·统考一模）小明用如图所示的装置做“导体产生的热与什么因素有关”的实验。（其中甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平）。由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察___________来显示甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察，发现___________（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多，由此可知，导体产生的热量多少与___________有关。

实验题9．（2023·广东东莞·校考一模）同学们用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。他们分别将两段电阻丝R1和R2密封在完全相同的烧瓶中，再给R1所在的烧瓶外并联一个电阻R，烧瓶中盛有等量的煤油，温度计显示煤油的温度。

（1）烧瓶中装入的煤油是________（选填“导体”和“绝缘体”）。（2）实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的________比水小。（3）为达到实验目的，选用两段电阻丝R1和R2的阻值应_______（选填“相同”或“不相同”），电阻R的作用是_________。（4）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大，说明_______。（5）进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，根据焦耳定律可知，能正确反应hI大致关系的是_____。10．（2023秋·辽宁沈阳·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。

（1）实验中，通过观察___________，可比较电阻丝产生的热量的多少；（2）甲装置可探究电流产生的热量与___________的关系；（3）乙装置中的电阻的作用主要是___________。四、计算题11．（2023·内蒙古呼和浩特·统考一模）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，灯泡L标有“6V

3W”字样。求：（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数和电路消耗的总功率；（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则通电1minR1产生的热量。

12．（2023·山东临沂·校考一模）小明家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲