九年級物理全冊 18.4《焦耳定律》練習 （新版）新人教版.doc

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《焦耳定律》同步練習 ◆ 選擇題 1.電阻絲剪掉十分之一后，接入原來電路，則在相同時間內產生的熱量與原來產生的熱量之比為（　　） A.10：9B.1：10C.10：1D.9：10 2.下列用電器屬于利用電流熱效應工作的是（　?。? A.電飯鍋B.電風扇C.計算機D.電視機 3.計算電流通過電風扇產生的熱量，下面公式選用正確的是（　?。? A.UItB.U2Rt C.I2RtD.前面三個都可以 ◆ 填空題 4.阻值為60Ω的電阻絲，通過它的電流為1A，該電阻絲在5min的時間內共產生 ______ J的熱量。 5.如圖裝置，在兩相同燒瓶內裝滿等量煤油，瓶塞上各插入一根粗細相同的玻璃管，瓶內裝入粗細、材料相同的電阻絲R甲和R乙，R甲長度大于R乙，閉合開關，經過一段時間t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲 ______ （選填“大于”或“小于”）乙玻璃管液面上升高度h乙，斷開開關，當兩根玻璃管液面回到原來高度后，向右移動滑片，再閉合開關，則甲玻璃管液面上升高度h甲加所需時間t2 ______ （選填“大于”或“小于”）t1。 ◆ 實驗探究題 6.小明為了探究“導體的發(fā)熱功率跟電阻的大小關系”，做了如下實驗：圖中兩個燒瓶盛上等量的煤油，并插入溫度計以顯示煤油的溫度。A、B兩瓶中分別浸泡了一段長短、粗細均相同的銅絲和鎳鉻合金絲，將它們串聯起來接到電源上。請回答： （1）將銅絲和鎳鉻合金絲串聯的目的是： ______ 。 （2）通電一段時間后，可以觀察到B瓶中溫度計的示數高，表明 ______ 絲的發(fā)熱功率較大。 （3）通電后，溫度計的示數升高，這種現象是由電流的 ______ 效應引起的，這時煤油的內能 ______ （選填“增加”、“減小”或“不變”） （4）實驗表明：在 ______ 相同的情況下， ______ ，產生熱量越多。 7.利用如圖所示的電路裝置，探究“電流產生的熱量跟什么因素有關”。接通電源，兩容器內的空氣被加熱后膨脹，使U形管的液面發(fā)生變化，通過觀察U形管的液面變化情況，比較瓶內電阻絲的發(fā)熱多少？ （1）此裝置可以探究電流產生的熱量跟 ______ 的關系，一段時間后， ______ 容器內電阻絲產生的熱量較多（選填“左”或“右”）。 （2）如果通過R1的電流為2A，那么10s內通過R1的電流產生的熱量是 ______ J。 ◆ 計算題 8.如圖所示是一款新上市的全自動饅頭機，它安裝有扭力電機和面裝置，可以模擬人手揉面。這款饅頭機只需一鍵操控，即可完成混合食材、揉面、成型、發(fā)酵、升溫、蒸制、燜燒的手工饅頭制作全過程，兩個小時就能做出安全、放心、松軟的“手工饅頭”。根據下表所示相關數據，請你完成下列問題： 額定電壓 加熱功率 電機功率 220V 880W 110W （1） 饅頭機用來加熱饅頭，這是利用了電流的 ______ 效應工作的。 （2）饅頭機正常加熱時，通過加熱電阻的電流是多大？通電2min加熱電阻產生的熱量是多少？ （3）正常工作時，饅頭機混合食材、揉面、成型時電機工作30min，發(fā)酵、升溫、蒸制、燜燒時加熱電阻工作1.5h；請問正常狀態(tài)下蒸一次饅頭，該饅頭機總共消耗的電能是多少kW?h？ （4）若在用電高峰期用該饅頭機蒸饅頭，實際電壓只有200V，計算此時饅頭機的實際加熱電功率（結果保留整數）。 答案與解析 ◆ 選擇題 1. 解：電阻絲剪掉110后，電阻變?yōu)樵瓉淼?10，即現在電爐絲和原來的電爐絲的電阻關系： R現在：R原來=910R：R=9：10， 因電流通過電爐絲做功消耗電能全部轉化為內能，且電源的電壓不變， 所以，由Q=W=U2Rt可知，在相同時間內產生的熱量與原來產生的熱量之比： Q現在：Q原來=U2R現在t：U2R原來t=R原來：R現在=10：9。 故選A。 電阻絲剪掉110后，電阻變?yōu)樵瓉淼?10，知道仍然接在原來的電源兩端，所加電壓不變，利用Q=W=U2Rt分析判斷。 本題考查了學生對焦耳定律、并聯電路的電壓關系、影響電阻大小的因素的了解和掌握，為防止因顛倒而出錯，記住規(guī)律：在并聯電路中，除了電壓相等外，各電阻的電流、電功、電功率、電熱都與電阻成反比。 2. 解： A、電飯鍋將電能轉化為內能，利用了電流的熱效應，符合題意； B、電風扇主要是把電能轉化為機械能，是利用了電流的磁效應，不合題意； C、計算機主要將電能轉化為光能和聲能，不是利用電流的熱效應，不合題意； D、電視機主要將電能轉化為光能和聲能，不是利用電流的熱效應，不合題意。 故選A。 當電流通過電阻時，電流作功而消耗電能，產生了熱量，這種現象叫做電流的熱效應。 主要考查電流的熱效應在生活中的應用實例，只有認真把握它的定義，才能真正區(qū)分它們。體現了物理來源于生活，又服務于社會的理念。 3. 解： 電功的計算公式：W=UIt是用來計算用電器消耗電能的； 焦耳定律公式：Q=I2Rt是用來計算電流產生熱量的； 電動機是非純電阻電路，工作時將電能轉化為機械能和內能，計算產生熱量只能用Q=I2Rt來計算。 用電器如果將電能只轉化為內能，則Q=W=UIt=I2Rt=U2Rt是通用的。 故選C。 電動機消耗的電能大部分轉化為機械能，少部分轉化為內能，由此分析解答。 本題考查了電功公式和焦耳定律的應用，要注意電動機是非純電阻用電器消耗的電能和產生的熱量不相等。 ◆ 填空題 4. 解：該電阻絲在5min的時間內產生的熱量： Q=I2Rt=（1A）260560s=1.8104J。 故答案為：1.8104。 知道電阻絲的阻值和通過的電流，根據Q=I2Rt求出該電阻絲在5min的時間內產生的熱量。 本題考查了焦耳定律的應用，是一道基礎題目。 5. 解： 粗細、材料相同的電阻絲R甲和R乙，R甲長度大于R乙，則R甲＞R乙； 兩電阻絲串聯，通過的電流和通電時間相同，因為甲瓶中電阻絲的電阻大于乙瓶中電阻絲的電阻，電流通過甲瓶中電阻絲產生的熱量多，使甲瓶中的煤油溫度上升的高，由此得出，當通過的電流和通電時間相同時，導體的電阻越大、電流產生的熱量越多，故甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙； 向右移動滑片，滑動變阻器接入電路的電阻變大，電流減小，在電阻相同、放出熱量相同的情況下，電流越小，根據焦耳定律可知，所用的時間越長，即t2大于t1。 故答案為：大于；大于。 由焦耳定律可知，電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關。 實驗時因為甲瓶中電阻絲的電阻大于乙瓶中電阻絲的電阻，電流通過甲瓶中電阻絲產生的熱量多，使甲瓶中的煤油溫度上升的高。 焦耳定律Q=I2Rt，即當通過導體的電流一定，通電時間一定時，導體產生的熱量與導體的電阻有關，電阻越大，產生的熱量越多。所以是利用控制變量法來設計、分析實驗，從而得出實驗結論。 ◆ 實驗探究題 6. 解：（1）本實驗探究的是導體的發(fā)熱功率跟電阻大小的關系，因為導體的發(fā)熱功率不僅與電阻的大小有關，還與通過導體的電流及通電時間的長短有關，故而本實驗中兩個導體要串聯在電路中以保證通過兩個合金絲的通電電流和通電時間相等； （2）通電一段時間后，通過觀察可以看出到B瓶中溫度計的示數較高，表明B燒瓶中的煤油吸收的熱量多，即在電流和通電時間相同的情況下鎳鉻合金絲的發(fā)熱功率較大； （3）通電后，溫度計的示數升高，這種現象是由于電流通過導體要發(fā)熱引起的，是電流的熱效應；這時煤油的內能因吸收熱量而增加物體的內能； （4）兩段合金絲是串聯，則電流相等，通電時間相等，不同的是導體的電阻值，所以實驗表明：在電流相同的情況下，導體的電阻越大，產生熱量越多。 故答案為：（1）控制電流和通電時間相同；（2）鎳鉻合金絲；（3）熱；增加；（4）電流；電阻越大。 （1）在實驗時，應做到所研究的銅絲和鎳鉻合金絲串聯連接到電路中，用以保證通過二者的電流和通電時間相等； （2）在本實驗中，導體體現在燒瓶中煤油溫度的高低上，因此溫度計示數的高低表明發(fā)熱功率的大??； （3）實驗中電流通過電阻絲產生熱量的現象是電流的熱效應，物體溫度升高標志內能增加； （4）根據控制變量法，兩段合金絲是串聯，則電流相等，通電時間相等，由Q=I2Rt知，電熱與電阻的關系。 本題考查了運用控制變量法研究電流通過導體時的發(fā)熱功率與電阻的關系。電熱屬于電流的熱效應，由電能轉化煤油的內能。電能轉化煤油內能的多少是通過溫度計的示數變化體現的，注意這是轉換法的利用。 7. 解：（1）由圖示實驗可知，兩阻值不同的電阻絲串聯，通過電阻絲的電流與通電時間相等而電阻阻值不同，此裝置可以探究：電流產生的熱量與電阻的關系；由于右側中的電阻絲阻值較大，將此裝置接到電源兩端，通電一段時間，電流在右側容器中產生的熱量較多； （2）R110s內產生的熱量： Q=I2Rt=（2A）25Ω10s=200J。 故答案為：（1）電阻；右；（2）200。 （1）分析圖示裝置與實驗控制的變量分析答題； （2）根據Q=I2Rt可求熱量。 本題考查了焦耳定律以及實驗現象分析，應用控制變量法分析清楚圖示實驗情景即可正確解題。 ◆ 計算題 8. 解： （1）電流通過導體時會產生熱量，所以饅頭機用來加熱饅頭，這是利用了電流的熱效應； （2）由P=UI可知，通過加熱電阻的電流： I=P熱U=880W220V=4A； 通電2min加熱電阻產生的熱量： Q=W=P熱t(yī)=880W260s=1.056105J； （3）共同消耗的電能： W總=P熱t(yī)熱+P電t電=88010-3kW1.5h+11010-3kW0.5h=1.375kW?h； （4）由P=UI=U2R可知，加熱電阻的電阻值： R=U2P熱=(220V)2880W=55Ω； 實際加熱功率為： P熱′=U實2R=(200V)255Ω≈727W。 故答案為：（1）熱； （2）饅頭機正常加熱時，通過加熱電阻的電流是4A；通電2min加熱電阻產生的熱量是1.056105J； （3）蒸饅頭過程共消耗的電能是1.375kW?h； （4）饅頭機的實際加熱電功率為727W。 （1）根據電流的熱效應來分析； （2）根據I=PU計算電流；根據Q=W=Pt計算產生的熱量； （3）根據W=Pt分別計算出電機和加熱電阻工作消耗的電能，得出整個過程消耗的電能； （4）根據P=U2R得出實際的加熱電功率。 本題主要考查了電功率的計算，要熟練掌握有關的公式，做到合理的應用，注意根據表格數據獲取有用的信息。