粵滬版物理九年級上冊第十五章第四節探究焦耳定律同步練習一．選擇題（共15小題）1．如圖是探究電流熱效應的實驗裝置．燒瓶內裝有質量和初溫完全相同額煤油，銅絲和鎳洛合金絲的長度.橫截面積均相同，則（） A． 在甲圖中，探究的是電流產生熱量與電阻的關系 B． 在乙圖中，探究的是電流產生熱量與電阻的關系 C． 在甲圖中，閉合開關一段時間后，兩個瓶中溫度計示數相同 D． 在乙圖中，相同時間內，電流越大，溫度計的示數升得越小答案：A知識點：焦耳定律．解析：解答：A.甲圖中串聯，電流相同，但兩導體的電阻不同，所以探究的是電流產生的熱量與電阻的關系，故A正確；B.乙圖中，導體電阻不變，但滑動變阻器可以改變電路中的電流，所以探究的是電流產生的熱量與電流的關系，故B錯誤；C.甲圖中，因為B中導體電阻大于A中導體電阻，根據可知，電流和通電時間相同時，B中的鎳鉻合金絲產生的熱量更多，溫度計的示數更高，故C錯誤；D.乙圖中，導體電阻不變，由可知，相同時間內，電流越大，產生熱量越多，溫度計示數升高越小，故D錯誤．分析：對于甲圖，銅絲和鎳鉻合金絲串聯在電路中，通過兩導體的電流相同；而銅絲與鎳鉻合金絲的長度.橫截面積相同時，銅絲的電阻小于鎳鉻合金絲的電阻；對于乙圖，通過滑片的移動，可以使電路中的電流發生變化，但鎳鉻合金絲的電阻不變．2．電爐中的電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接電爐的導線卻不怎么熱，主要是因為（）A．通電導線的電流小于通過電阻絲的電流B．導線的絕緣皮隔熱C．導線散熱比電阻絲快D．導線的電阻遠小于電阻絲的電阻，導線上產生的熱量很少答案：D．知識點：焦耳定律解析：解答：電爐絲跟銅導線串聯，通過它們的電流I和通電時間t相等，故A錯誤；因為Q=I2Rt，R電爐絲＞R導線，所以產生的熱量：Q電爐絲＞Q導線，即相同時間內導線產生的熱量小于電爐絲產生的熱量，而與散熱快慢.隔熱效果無關，故D正確，錯．分析：電熨斗和導線串聯，通過的電流和通電時間相同，根據焦耳定律Q=I2Rt可知，電阻越大電流產生的熱量越多，據此分析判斷．3．如圖所示，是探究“電流產生熱量與哪些因素有關”的實驗裝置．燒瓶內裝有質量和初溫完全相同的煤油，瓶中銅絲和鎳鉻合金絲的長度.橫截面積相同．下列選項正確的是（） A． 甲圖不能用來探究電流產生熱量與電流大小的關系 B． 乙圖也可以用來探究電流產生的熱量與電阻的關系 C． 在乙圖中，滑動變阻器僅起保護電路的作用 D． 在甲圖中，閉合開關一段時間后，B瓶中溫度計的示數更高答案：D知識點： 焦耳定律解析：解答：A.甲圖中只觀察A（或B）分別做兩次實驗，保持液體初溫和加熱時間相同，用滑動變阻器改變電流大小，比較兩次實驗溫度計示數的變化，可以探究導體產生熱量與電流大小的關系；故A錯誤；B.乙圖中，導體電阻不變，不能夠探究電流產生的熱量與電阻的關系；故B錯誤；C.乙圖中，滑動變阻器起到保護電路和改變電路中電流的作用，故C錯誤；D.甲圖中，因為B中導體電阻大于A中導體電阻，根據Q=I2Rt可知，電流和通電時間相同時，B中的鎳鉻合金絲產生的熱量更多，溫度計的示數更高，故D正確．分析：（1）對于甲圖，銅絲和鎳鉻合金絲串聯在電路中，單獨觀察其中一個電阻絲，控制液體初溫.加熱時間相同，改變電路中電流大小，可以探究電流產生熱量與電流大小的關系；（2）對于乙圖，要探究電流產生的熱量與電阻的關系，需要控制初溫.加熱時間和電流大小相同，改變導體電阻大??；（3）滑動變阻器起到保護電路和改變電路中電流的作用；（4）通過兩導體的電流相同；而銅絲與鎳鉻合金絲的長度.橫截面積相同時，銅絲的電阻小于鎳鉻合金絲的電阻；也可以保持電流不變，改變電阻絲的電阻值，探究產生熱量和電阻的關系．4．判斷電流通過導體產生的熱量，下面公式選用正確的是（） A．UIt B． I2Rt C． D． 前面三個都可以答案B．知識點：焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：當電流通過導體做的功（電功）全部用來產生熱量（電熱），則有W=Q，可用計算電功的公式來計算Q．但是不管在什么情況下，電流通過導體產生的熱量都可以用這個公式：Q=I2Rt，即焦耳定律來計算；分析： 根據焦耳定律的內容.公式分析答題；電熱器是利用電流的熱效應來工作的．5．用粗細均勻的電熱絲加熱燒水，通電10min可燒開一壺水，若將電熱絲對折起來使用，電源電壓不變，則燒開同樣一壺水的時間是（）A．min B． 5min C． 20min D． 30min答案A．知識點： 焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：（1）將電熱絲對折起，電熱絲長度變為原來的，橫截面積變為原來的2倍，因此電阻變為原來的（2）電源電壓U不變，燒開同樣一壺水，水所吸收的熱量Q不變，由Q=可知，燒水所用時間變為原來的為10min=．分析：（1）導體的電阻大小與導體的長度.橫截面積和材料有關，在材料一定時，導體電阻與長度成正比.與橫截面積成反比，據此求出電阻的變化．（2）根據公式分析答題．6．要使電熱器在單位時間內供熱減少一半，以下方法中正確的是（）A．電壓不變，電阻增大到原來的2倍 B．電阻絲不變，把通過它的電流減少一半C．保持電壓不變，把電阻絲的電阻減小一半D．把電熱器的電阻和加它兩端的電壓均減小四分之一答案A知識點： 焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：A.由可得，電壓不變，電阻增大到原來的2倍時，電流所做的功將變為原來的；故A正確；B.由W=I2Rt可得，電阻不變，通過導體的電流減少一半時，電流所做的功將變為原來的；故B錯誤；C.由可得，電壓不變，電阻絲的電阻減半時，電流所做的功將變為原來的2倍；故C錯誤；D.由可得，電阻和電壓均減半時，電流所做的功將變為原來的故D錯誤．分析： 根據純電阻電路，電阻產生的熱量和電流所做的功相等，因此計算公式通用，合理選擇計算公式可以很容易得出結果．7．當一個電阻的阻值為R時，將它接在電路中通電一段時間，產生的熱量為Q．如果要使它產生的熱量為2Q，下列辦法中可行的是（）A． 將電壓變為原來的2倍，通電時間變為原來的B． 將電阻變為原來的2倍，通電時間變為原來的C． 將電阻變為原來的，通電時間變為原來的2倍D． 將電壓變為原來的，電阻變為原來的2倍答案A．知識點：焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：A.將電壓變為原來的2倍，通電時間變為原來的，由可知，產生的熱量變為2Q，故A正確；B.將電阻變為原來的2倍，通電時間變為原來的，由可知，熱量變為原來的四分之一，故B錯誤；C.將電阻變為原來的，通電時間變為原來的2倍，由可知，熱量變為原來的4倍，故C錯誤；D.將電壓變為原來的，電阻變為原來的2倍，由可知，熱量變為原來的，故D錯誤；分析：根據焦耳定律Q=I2Rt=分析答題．8．電熨斗通電一段時間后變得很燙，而連接電熨斗的導線卻不怎么熱，這主要是因為（）A．導線的絕緣皮隔熱B．通過導線的電流小于通過電熨斗的電流C．導線散熱比電熨斗快 D．導線的電阻遠小于電熨斗電熱絲的電阻答案：D．知識點：焦耳定律在實際中的應用解析：解答：電爐絲跟銅導線串聯，通過它們的電流I和通電時間t相等∵Q=I2Rt，R電爐絲＞R導線，∴產生的熱量：Q電爐絲＞Q導線，即相同時間內導線產生的熱量小于電爐絲產生的熱量，而與散熱快慢.隔熱效果無關，故D正確，ABC錯．分析：電熨斗和導線串聯，通過的電流和通電時間相同，根據焦耳定律Q=I2Rt可知，電阻越大電流產生的熱量越多，據此分析判斷．9．小明家購買一臺電飯煲，在使用時聞到橡膠的焦糊味，用手摸其電源線發現很熱，而其它用電器仍正常工作，發生這一現象的原因可能是（） A．電壓太高 B． 導線太粗 C． 導線太短 D． 導線太細答案D知識點： 焦耳定律在實際中的應用影響電阻大小的因素．解析：解答：電飯鍋與電源線串聯，流過它們的電流和通電時間相等，由Q=I2Rt可知，電源線很熱，說明電源線電阻產生的熱量多，電源線電阻比較大．導體的電阻與導體材料.導體長度.導體橫截面積有關，電飯鍋電源線的材料.長度一定，電阻較大，是因為電源線橫截面積太小，電源線太細造成的．分析： 由Q=I2Rt可知，電流通過導體產生的熱量跟電流.電阻大小和通電時間有關，電飯鍋跟導線串聯在一起，因此通電時間和電流大小相等時，插頭處電源線發現很熱，說明此處電阻大．電阻的大小又與導線的長度和粗細有關，導線越長.越小電阻越大．10．下面不是利用電熱的實例（） A．用電飯鍋煮飯 B． 用電熨斗熨衣服 C．電視機外殼有許多小孔 D． 用電熱壺燒水答案C知識點： 焦耳定律在實際中的應用．解析：解答：電熱既有有利的一面，也有有害的一面，利用電熱的例子：A.電飯鍋煮飯，B.用電熨斗熨衣服，D.用電熱壺燒水；防止電熱的例子C：電視機上的散熱孔；分析：電熱有有利的一面，也有有害的一面，解答本題關鍵是看電熱為我們服務還是我們不需要電熱而是把它及時散發掉．11．如圖所示，當開關閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數是l0V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機M的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法正確的是（） A． 電壓表V1的示數為4V B． 電路消耗的總功率是5W C． 通電lmin電流通過電動機產生的熱量是60J D． 通電lmin電動機產生的機械能是360J答案C知識點： 電功與熱量的綜合計算．解析：解答：由電路圖可知，定值電阻與電動機組成串聯電路，電壓表V測電源電壓，電壓表V1測電動機電壓，（1）由可知，電阻R兩端電壓UR=IR=1A×4Ω=4V，電動機兩端電壓UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V，則電壓表V1示數是6V，故A錯誤；（2）電路消耗的總功率P=UI=10V×1A=10W，故B錯誤；（3）通電1min電動機產生的熱量Q=I2RMt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C正確；（4）通電lmin電動機產生的機械能：W機械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J，故D錯誤．分析：分析清楚電路結構，然后根據串聯電路特點.歐姆定律.電功率公式及電功公式分析答題．12．某同學家的1000W電爐子突然滅了，檢查發現電爐絲燒斷了，他把燒壞的地方剪掉一小段再接入電路，則電爐子1s內產生的熱量將（） A．大于1000J B． 小于1000J C． 等于1000J D． 無法確定答案A知識點： 焦耳定律在實際中的應用．解析：解答：把電爐絲燒壞的地方剪掉一小段再接入電路，電爐絲的材料.橫截面積不變而長度變短，導體電阻R變小，電源電壓U不變，由可知，電爐子的電功率變大，大于1000W，由W=Pt可知，電爐子在1s內產生的熱量大于1000J；分析： 導體電阻由導體材料.長度.橫截面積決定，先分析電爐絲電阻如何變化，然后由判斷電爐子功率如何變化，最后分析電爐子產生的熱量如何變化．13．有兩條電阻絲，它們的電阻之比是2：1，把它們并聯后接入電壓為U的電路中，則在相等的時間里，它們放出的熱量之比是（） A．1：2 B． 2：1 C． 1：4 D． 4：1答案A知識點： 焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：并聯電路電壓U相等，兩電阻絲并聯在相等時間t內產生的熱量之比：故A正確；分析： 已知電阻絲電阻之比，應用并聯電路特點與電功公式可以求出電阻絲產生的熱量之比14．小偉用“熱得快”燒開水結束后將插頭從插座上拔下時發現插頭有些燙手這可能是（） A． 插頭插腳間短路了B． 插頭插腳與插座金屬片間接觸不充分 C． 插座金屬片間短路了D． 插頭插腳與插座金屬片間有一處斷路答案B知識點： 焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：A.如果插頭插腳間短路，“熱得快”將無法工作．此選項錯誤；B.插頭與插腳金屬片間接觸不充分，面積較小，所以接頭處電阻增大，由公式Q=I2Rt可知，電流I與時間t相同時，R越大，導體電阻產生的熱量越多．此選項正確；C.如果插座金屬片短路了，家庭電路的保險絲或空氣開關將斷開，所有用電器都無法工作．此選項錯誤；D.如果插頭插腳與插座金屬片間有一處斷路，“熱得快”中將沒有電流通過，無法工作．此選項錯誤．分析：（1）導體在材料.長度一定的情況下，橫截面積越小，電阻越大；（2）由Q=I2Rt可知，電流I與時間t相同時，R越大，導體電阻產生的熱量越多．15．甲.乙兩電阻之比為1：3，在相同時間內產生熱量之比為3：4，則通過甲.乙兩個電阻的電流之比為（） A．3：2 B． 2：3 C． 1：3 D． 3：4答案A知識點： 焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：∵R甲：R乙=1：3，t甲：t乙=1：1，Q甲：Q乙=3：4，∴根據Q=I2Rt可得，通過兩個電阻的電流之比：分析： 知道甲.乙兩電阻的阻值之比和在相同時間內產生熱量之比，根據Q=I2Rt求出通過兩個電阻的電流之比．二．填空題（共5小題）16．某導體電阻為10Ω，通電5min產生的熱量是1200J，當通過該導體的電流增大為原來的2倍時，在相等時間內產生的熱量是J．答案：4800知識點： 焦耳定律．解析：解答：由Q=I2Rt，可得通過導體的電流：當通過它的電流增大為原來的2倍時，在相同的時間內產生的熱量：Q′=（I′）2Rt=（2I）2Rt=4I2Rt=4Q=4×1200J=4800J．分析： 已知導體的電阻和通電5min產生的熱量，根據焦耳定律求出通過它的電流，再根據焦耳定律求出通過它的電流增大2倍時，相同時間內產生熱量．17．電爐絲熱得發紅，而跟它串聯的導線卻幾乎不發熱，這是因為通過它們的電流（填“相等”或“不相等”），而導線的電阻比電爐絲的電阻（填“小”或“大”）得多．答案：相等|小知識點：焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：電爐在使用時，電爐絲和導線串聯，由串聯電路特點知：I電爐絲=I導線，通電時間t相同，根據Q=I2Rt，因為R電爐絲＞R導線，所以電流產生的熱量：Q電爐絲＞Q導線，所以出現電爐絲熱得發紅，而與電爐絲相連的導線卻幾乎不發熱的現象．分析：焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方.導體電阻大小和通電時間成正比．據此分析．18．兩個電熱器的電阻之比是3：2，如果通過的電流強度相同，在相同的時間里，它們產生的熱量之比是．兩個電阻值相同的電熱器，如果通過的電流強度之比為1：2，在相同時間里，它們產生的熱量之比是．答案：3：2|1：4知識點：焦耳定律在實際中的應用．解析：解答：（1）由題意可知，R1：R2=3：2，I1=I2，t1=t2，由Q=I2Rt可得，產生的熱量之比：（2）由題意可知，R3=R4，I3：I4=1：2，t3=t4，由Q=I2Rt可得，產生的熱量之比：分析：（1）知道兩個電熱器的電阻之比和通過的電流強度相同，根據Q=I2Rt求出在相同的時間里產生的熱量之比；（2）知道兩個電熱器的電阻值相同和通過的電流強度之比，根據Q=I2Rt求出在相同的時間里產生的熱量之比．19．某電熱水壺正常工作時的電流為5A.電阻為42Ω．假設電熱水壺正常工作時電能全部轉化為水的內能，工作5min后，水吸收的熱量為J，此熱量能把質量為1kg.溫度為20℃的水加熱到℃[水的比熱容c水=×103J/（kg?℃）]．答案：×105J；95知識點： 電功與熱量的綜合計算．解析：解答：電流產生的熱量為：Q=I2Rt=（5A）2×42Ω×5×60s=×105J由于全部轉化，則水吸收的熱量為：由可得：75℃則水的末溫為t=75℃+20℃=95℃分析： 根據焦耳定律公式求出電流產生的熱量，得出水吸收的熱量，結合水的吸熱公式再求水的溫度．20．如圖是研究“電流通過導體產生的熱量和什么因素有關”的實驗，通電一段時間后，由現象可判斷電阻產生的熱量較多．在此實驗中用到的物理科學方法是（寫出一種即可）．答案：R2|轉換法知識點： 焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法；據圖可知，兩個電阻串聯，即電流和通電時間相同，且R2所在的U型管中的液體高度差大，即說明R2產生的電熱多；分析：（1）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法；（2）電流產生的熱量跟電流大小.電阻大小.通電時間有關，探究電流產生熱量跟電阻關系時，控制通電時間和電流不變；三．解答題（共5小題）21．小菲冬天取暖時發現：電暖器的電熱絲熱得發紅，而與電熱絲相連的導線卻不怎么熱．（1）如圖是小菲進行實驗探究的部分電路，甲.乙燒瓶中裝有相等初溫相同的煤油，金屬絲電阻分別為R甲.R乙，R甲＜R乙．通電一段時間后，發現乙燒瓶中溫度計的示數大些．此現象說明：在和相同時，越大，電流產生的熱量越多，要使兩燒瓶中煤油的溫度升高得更快，滑動變阻器的滑片應向滑動．答案：質量|電流|通電時間|電阻|A（2）小菲想用此裝置探究水和煤油吸熱能力，電路中必須滿足的條件是．用溫度計測量液體吸收熱量后升高的溫度值，并用鐘表記錄加熱時間．實驗數據記錄如表．物質質量/g初始溫度/℃加熱時間/min最后溫度/℃水6020645煤油6020668在此實驗中，如果要使水和煤油的最后溫度相同，就要給加熱更長的時間，此時水吸收的熱量（選填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的熱量．通過實驗可以得到不同的物質吸熱能力不同，物質的這種特性用這個物理量來描述．答案：R甲=R乙|水|大于|比熱容．知識點：焦耳定律的計算公式及其應用探究比熱容的實驗．解析：解答：（1）這是研究電流產生的熱量與電阻的關系的實驗，使用了串聯電路，使電流相等，為了比較產生的熱量的多少，應使用相同的等質量的煤油來吸收熱量．，R甲.R乙電阻絲串聯，通過的電流和通電時間相同，因為R甲＜R乙，電流通過R乙產生的熱量多，因此乙瓶中的煤油溫度上升的快，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；由圖知，滑片應向A移動時，滑動變阻器連入電路的電阻變小，通過導體的電流越大，電流產生的熱量越多，煤油溫度升高得更快；（2）在此實驗中，電路中必須滿足的條件是R甲=R乙，如果要使水和煤油的最后溫度相同，就要給水加熱更長的時間．因為選用相同的裝置加熱，所以加熱時間長的吸收的熱量多．即水吸收的熱量大于煤油吸收的熱量．通過實驗可以得到不同的物質吸熱能力不同，此實驗中，水的吸熱能力大于煤油的吸熱能力，物質的這種特性用比熱容這個物理量來描述．分析： （1）如圖中兩個電阻絲是串聯，則電流相等，是研究電流產生的熱量與電阻的關系的實驗，應使用相同的等質量的液體，由焦耳定律可知，電流通過導體產生的熱量與電流.導體的電阻和通電時間有關，為了研究電流與導體電阻的關系，要控制通過的電流和通電時間不變；閉合開關后，要使煤油溫度升高得更快，即電流產生的熱量越多，通過導體的電流越大，則滑動變阻器連入電路的電阻需要變小，據此分析；（2）想用此裝置探究水和煤油吸熱能力，電路中控制電阻絲的阻值相同，加熱時間多，放出的熱量就多，相應受熱物質吸收的熱量就多．不同的物質吸熱能力不同，物質的這種特性用比熱容來描述．22．某同學用如圖所示的裝置研究“電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小的關系”．圖中兩個燒瓶內盛有質量和溫度都相同的煤油，溫度計顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻?。?）試驗采用的是的研究方法，試驗的設計依據是電流的效應．答案：控制變量|熱（2）閉合開關后，通過兩段金屬絲中的電流是的．（選填“相等”或“不相等”）答案：相等（3）一段時間后，可以觀察到甲瓶中溫度計的示數乙瓶中溫度計的示數；（選填“大于”.“等于”或“小于”）判斷依據是．答案：＜|根據焦耳定律Q=I2Rt，在電流相同，通電時間相等的情況下，電阻值大的產生的熱量多．知識點：焦耳定律的計算公式及其應用串聯電路的電流規律電流的熱效應化學效應和磁效應．解析：解答:電流產生的熱量與電流大小.電阻大小和通電時間三個因素有關，對于多因素問題的探究我們都采用控制變量法；要研究電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小的關系，必須保證前提是電流和通電時間都相同．圖中兩電阻絲串聯，所以通過它們的電流和通電時間相同．電流通過導體時會將電能轉化成熱，熱量被煤油吸收后，溫度就會上升，然后通過溫度計的示數反映產生熱量的多少．觀察溫度計的示數，發現甲瓶中的示數小于乙瓶中的示數，說明甲瓶中銅絲產生的熱量比乙瓶中鎳鎘合金絲產生的熱量少，從而得出在電流和通電時間相同的情況下，電阻大的產生的熱量多．分析： 這是控制變量法在探究問題中的典型應用．在探究電流通過導體產生的熱量與導體電阻大小的關系時，要控制電流和通電時間相等，由溫度計示數反映產生熱量的多少．23．如圖所示的電路中，電源電壓U=3V，R1=2ΩM閉合開關后，電流表讀數為，求：（1）R1在1min內產生的熱量；答案：R1在t=1min=60s內產生的熱量：Q=I2R1t=（）2×2Ω×60s=30J；（2）R2的阻值．答案：由I=可知，電阻：R=R1+R2=6Ω，電阻R2的阻值：R2=R﹣R1=6Ω﹣2Ω=4Ω；知識點：焦耳定律的計算公式及其應用．解析：解答：（1）R1在t=1min=60s內產生的熱量：Q=I2R1t=（）2×2Ω×60s=30J；（2）由I=可知，電阻：R=R1+R2=6Ω，電阻R2的阻值：R2=R﹣R1=6Ω﹣2Ω=4Ω；分析：（1）應用焦耳定律可以求出R1在1min內產生的熱量；（2）由串聯電路特點與歐姆定律可以求出電阻阻值．24．有一個電動機接在電壓為6V不變的電源上，用手捏住電動機不讓它轉動，電流為3A，松手后電動機穩定轉動，電流為．求：（1）電動機轉動時，每分鐘線圈產生的熱量；答案：因為，所以電動機線圈的電