人教版物理九年级焦耳定律典型题(含答案).pdf

焦耳定律典型题1、利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三档的家用电火锅，其发热体电阻丝如图 5 所示.A、B、C 为三个接线柱，B 是电阻丝中点的接线柱.相信你一定能帮助该厂完成以下工作.(1)说明各挡位的连接方法(文字表述)低温档：将 接入电源；中温档；将 接入电源；高温档：将 接入电源上.(2)如果低温档发热功率为 200W，那么：中温档发热功率是 W；高温档发热功率是 W.2、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关 S1接 b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为 P1；当开关 S1接 a，S2闭合时，电路功率为 P2，则 P1P2。3、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为 380V，线圈电阻为 2，通过线圈的电流为 10A，这台电动机正常工作时，1s 消耗的电能为_J，产生的热量为_J。4、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压 220 V，额定功率模糊不清，热效率为 90%。正常工作情况下烧开满壶水需要 5 min，水吸收的热量为 118800 J，此时热水壶消耗的电能为_J，其额定功率为_W，电阻是_。若实际电压为 198 V，通过电热水壶的电流是_A，1 min 内电热水壶产生的热量是_J。(假设电阻不随温度改变)5、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 从 a 端移至 b 端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻 R1的阻值是 实验时，电源电压保持 5V 不变，当滑片 P 位于 a 端时，滑动变阻器消耗的电功率是 W，此时，电阻R1在 10min 内产生的热量为 J二、计算题（每空？分，共？分）6、图是某简易电吹风工作原理的电路图(R为电热丝，M为电动机)，表 3 是该电吹风的铭牌。求：(1)电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大。(2)电热丝R的阻值多大(电热丝的阻值随温度变化不计)。7、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为 10，电源电压不变。当开关S接 1 时，电压表的示数为 6V，电流表的示数为 1A。求：（1）R2的阻值是多少？（2）当开关S接 2 时，电压表的示数为多大？若通电 1min，电阻R2产生的热量是多少？8、某电热水壶的铭牌如下表所示。小菲研究有关资料后得知，在正常情况下用 9min 可烧开一壶 20的水（在 1 标准大气压下）。一天她用这个热水壶，烧开同样的一壶水却用了 10min。问：（1）烧开这壶水需要吸收多少热量？（2）当时的电压是多少？（计算结果保留一位小数）（3）烧开同样一壶水所用的时间不同的主要原因？9、某一电饭锅，内部电路如图 7 所示。R1 是加热电阻，R2 是限流电阻，R2 阻值为 484，煮饭时，接通电源(220V)、闭合手动开关 S1，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到 103时，开关 S1 会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合。S2 是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到 80时会自动断开，温度低于70时会自动闭合。问：(1)若接通电源后没有闭合开关 S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什么?(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关 S1 的自动断电功能不起作用，这是为什么?(3)在加热情况下，电饭锅消耗的电功率是 1000W，求 R1 的阻值。(4)在保温情况下，电饭锅消耗的电功率是多少？10、一台电动机线圈电阻 0.3，接在 12V 的电路上时，通过电动机的电流为 0.5A，在 5min 内电流做功及电流产生的热量分别多大？11、（10天津）某校师生自制了一台电烘箱电烘箱的电阻丝通过 5A 的电流时，每分钟可产生 6.6104J的热量求，(1)此时电阻丝的电功率；(2)此时电阻丝的电阻；(3)此时电阻丝的工作电压。12、如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R 是串联在电路中的分压电阻，S 是温控开关电热毯铭牌上标有“220V 40W”字样不考虑温度对电阻值的影响（1）求发热电阻丝 R0的阻值（2）当电热毯处于低温档时，开关 S 应处于什么状态？为什么？（3）当电热毯处于低温档时，电路中的电流为 0.1A，求在 1min 内电热毯消耗的电能和电阻 R0产生的热量13、电吹风是现代家庭的常用电器。如图是某简易电吹风工作原理的电路图(R 为电热 丝，M 为电动机)该电吹风的铭牌见右表。求：电吹风正常工作且吹热风时，通过电热丝的电流。电热丝 R 的阻值(电热丝的阻值随温度变化忽略)。电吹风正常工作且吹热风时，5min 内电流通过 R 产生的热量。若电吹风工作时电热丝的实际功率为 810W，此时供电的实际电压为多少?14、如图 9 所示是一个有加热和保温功能的电热水壶的原理图。该电热水壶的额定功率是 1000W，接在家庭电路中，当开关 S 闭合时,电热水壶电阻丝 R2正常加热。当开关断开时，电热水壶处于保温状态。串联的电阻 R1的阻值是 48.4，请问：(1)如果电热水壶正常加热时，烧开一壶水所需要的时间是 3min，则消耗多少电能？(2)保温时，电热水壶电阻丝 R2的实际功率是多少？15、图 22 甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200WR1是加热电阻，额定功率是 1100W图中乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息小梦妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共 1.5kg，求：（1）豆浆机的加热电阻是多少？（2）从第 6min 至第 9min，豆浆吸收的热量是多少？加热效率是多少？c豆浆=4.0103J/（kg）（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？16、图是一个加热、保温电路的一部分。电热丝(1)请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为完整的电路图；(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时，R1烧毁了。有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案。请通过计算、分析，对两个方案作出评价：方案一：用“220V220W”电热丝 R3、“220V 880W”电热丝 R4串联替代 R1；方案二：用两根都是“220V 550W”的电热丝 R5并联替代 Rl。(3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使(2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。电热丝：R1规格为“220V 1100W”，限流电阻 R2=506。电路的工作原理是：当温控开关 S 接 a 时，电热丝 R1接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关 S 自动从 a 切换到 b，电路处于保温状态。正常工作时，加热功率 1100W，保温功率 88W。(电源电压保持不变，电阻不随温度变化。)17、两电阻串联在电路中，其 R1=4，R2=6，电源电压 10V，那么在 1min 时间内电流通过各电阻产生的 热量是多少？总共产生了多少热量？18、如图 16 是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R2 的阻值为 44；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为 40W。求：（1）R1阻值是多少？（2）同时闭合开关 S1 S2，电饭锅工作 1min 消耗多少焦耳电能？19、（浙江 5 届复赛）如图电路，R1为定值电阻，阻值为 10 欧，电源电压为 7 伏，且恒定不变，电阻R的阻值要随两端所加电压的变化而变化，变化规律为R=4 欧+。电路周围环境温度保持 25不变，R散热跟它环境温度的关系是温度每差 1放热 4.510-2焦/（秒），求（1）调节R2，使R1与 R消耗的电功率相等，这时R的温度是多少？（2）R2=0 时，R上的电压和电阻各为多少？20、电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而若暂时不用也要接在电源上，这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。所以，有时采用如图 8 所示电路，在暂不需要焊接时，断开 S，使电烙铁处于预热状态；当需焊接时，闭合 S，就能很快达到焊接温度。现用“220V25W”的电烙铁，若灯炮在预热状态时的电阻为 800 欧，则预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时的百分之几？符号R6R7R8R9规格220V 500W220V 600W220V 2200W110V 550W数量1123三、实验,探究题21、（10枣庄）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝（R1R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。（1）在这个实验中，电流产生的热量多少是通过 体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例：（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。（3）在装置甲、乙的来两次实验中，通过比较相同时间里气球 B 与 D 的变化情况可探究电流产生的热量与 的关系。（4）在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球 （填气球字母标号）相通的电阻丝产生热量最多。（5）教材上的实验装置如图丙所示（烧瓶与图中的相同）。比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是 ，理由是：22、小红和小明分别用下图所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系。他们分别将两段阻值不同的电阻丝（）密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。（设他们所用的各种同类器材性能相同）（1）在这个实验中电流产生热量的多少是通过什么现象体现出来的？_。（2）他们同时开始进行实验，在 a、b、c、d 四个气球中，鼓起来最快的是 。（3）小红和小明的实验方案中有一个是错误的，是哪一个，为什么？_。23、下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整。（1）课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理。我们组的同学组装了如图 29 所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大。通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油上升的高度越 。实验过程：接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：瓶中的煤油上升得高。这表明，串联时的电阻越大，产生的热量越 。在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较第一次的 。这表明，同一电阻，电流越大，电流产生的热量越 。实验表明：通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越 。我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析，找到了电流产生热量的多少和 因素有关。（2）应用：有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子。24、用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。（1）实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少。（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不是用水，主要是由于_。（3）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入 、的同种液体。（4）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能 。（5）实验结论是 。（6）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与 的关系。你还需要的操作是_ 25、如图 7 是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系”的实验装置，R1和 R2两电阻丝浸在质量和初温相同的煤油中，每一烧瓶里各插入一支温度计。请回答下列问题：(1)你认为在选取电阻丝时，R1和R2的阻值应 （填“相等”、不相等“”）；(2)合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过 反映出来的；(3)图中两电阻丝是 联的，采用这种连接方式的目的是 。26、你肯定见过，风扇通电后的转速是由慢逐渐变快的那么你猜在这个过程中，通过风扇内电动机的电流会不会变化呢？如果转动中的风扇因为受到阻碍而停止，通过风扇内电动机的电流又会如何变化?会带来什么后果呢？让我们做一个简单的实验吧如图，把一个玩具电动机、一个小灯泡和电池串联起来接通电路后，电动机便开始由慢到快转动起来这时 我们会发现，刚通电时，电动机转速还较慢，灯泡最亮而随着电动机转速变快，灯泡则逐渐变暗了并且当电动机转得最快时，灯泡也最暗怎么样，你一定觉得很新奇有趣吧？那么现在让我们一起来动动脑筋，请你根据上述现象分析回答下列问题：(1)在图示的电路中，如果用手指捏住玩具电动机的转轴使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将_，通过电动机的电流将 _（填“变大”、“变小”或“不变”）(2)家用电风扇的主要部分就是电动机如果转动中的电风扇受到外物阻碍，（如有衣服被吸到扇页上）而无法转动，可能会导致火灾的发生请你简要分析其中的原因27、为了探究“电流产生的热量与电流、电阻的关系”，小丽实验小组采用了如图所示的实验装置，装有煤油的甲、乙两烧瓶中分别有阻值不等的电阻丝 R1和 R2 ，已知 R1R2。（1）使用如图所示实验装置，可研究 的关系。（2）在相同通电时间内，两烧瓶中煤油温度上升较高的是 （“甲”或“乙”）瓶。由此可知，在通电时间相同，。（3）上述实验方法是研究物理问题的常用的方法，下面研究方法中与此相同的是 。A在研究物体受到几个力作用时，引入了合力的概念。B在研究磁场时，用磁感线来形象地描述磁场。C在研究电流与电压的关系时，必须保持电阻一定。四、选择题28、将一台“220V 100W”的电风扇，一个“220V 100W”的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁，分别接到达 220V 的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（）A电烙铁 B充电器 C电风扇 D一样多 29、有两根阻值分别为的电阻丝，分别采用下图所示的四种方法接在同一电源上后，相同时间内产生的热量最大的是 30、一个电炉接在 220V 的电路上时用 10min 可以烧开一壶水，若该接在 110V 的电路上（忽略散热等因素影响），烧开这壶水需要的时间为（）A10min B20min C 30min D40min 31、两个电热器的电阻之比是 3:2，把它们串联在电路中使用，在相同时间内它们放出的热量之比是:A.3:2;B.2:3;C.9:4;D.4:9.32、用一根电阻丝 R1烧一壶开水，需要的时间是 t，如果 R1串联或并联另一个电阻 R2，则烧开水的时间将会()A串联时间大于 t，并联时间小于 t B串联时间小于 t，并联时间大于 t C串、并联时，烧开水的时间都大于 t D串、并联时，烧开水的时间都小于 t 33、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（）A根据 QI2Rt 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少C根据 QUIt 可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D根据 QI2Rt 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多34、两个电阻器的电阻之比为 5：4，把它们并联在电路中使用，在相同时间内它们放出的热量之比是A5：4 B4：5C25：16D16：25 35、要使电热器在单位时间产生的热量减少一半,应该 A.让它两端的电压减少一半 B.使它的电阻减少一半C.让通过它的电流减少一半 D.使它的电阻和两端电压同时减少一半 36、有一标有“220V 或 110V 500W”的电炉，它对应的电炉丝连线图如图所示。其中 B 为电热丝 AC 的中点抽头，下列说法中不正确的是（）A将 AB 端与 220V 电源相连，功率为 250WB将 AC 端与 220V 电源相连，功率 500WC将 AC 连在一起作为一个接线端，再将它和 B 端与 110V 电源相连，功率为 500WD将 AC 端与 110V 电源相连，功率为 250W37、均标有“220V 750W”字样的电饭煲、空调、探照灯、电动机，它们都正常工作 1h，产生的热量最多的是()A电饭煲 B空调 C探照灯 D电动机 38、用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电 10 min 可烧开一壶水，若将电热丝对折起来使用，电源电压不变，则烧开同样一壶水的时间是:A2.5 min;B5 min;C20 min;D30 minA.39、下列情况中不属于防止电热危害的是（）A电视机的后盖有许多孔B电脑机箱内有小风扇C电动机外壳有许多散热片D家电长时间停用，隔一段时间应通电一次 40、两根粗细相同、长短不同的锰铜线,接在同一个电路中,则 A.并联连接时，在相同的时间内，长的锰铜线产生的热量多 B.并联连接时，在相同的时间内，长的锰铜线产生的热量少 C.串联连接时，在相同的时间内，长的锰铜线产生的热量多 D.串联连接时，在相同的时间内，长的锰铜线产生的热量少 参考答案一、填空题1、说明各挡位的连接方法(文字表述)低温档：将 A、C 直接接入电源.中温档：将 A、B 或 B、C 接入电源.高温档：将 A、C 连接在一起后，A 与 B 接入电源上.(2)中温档发热功率是 400W.高温档发热功率是 800W.2、保温 14 3、3800、200 4、1.32105 440 110 1.8 21 384 5、10、0.4、60 二、计算题6、7、（1）I1=0.6A（1 分）I2=II1=1A0.6A=0.4A（1 分）R2=15（1 分）（2）当开关S接 2 时，电阻R1被短路，电压表的示数为零（1 分）Q=t=60s=144J（2 分）8、9、(1)不能，因为当锅内温度达到 80时，S2 自动断开，电饭锅进入保温状态。(2)因为在一个标准大气压下，水的沸点是 100，达不到 103，所以 S1 不会自动断开。(3)48.4 (4)90.9W 10、解析：R=0.3，U=12V，I=0.5A，t=5min=300s 电流做功：W=UIt=12V0.5A300s=1800J 产生的热量：Q=I2Rt=(0.5)20.3300s=22.5J 11、（1）1100W（2）44（3）220V 12、考点：电功与热量的综合计算；电路的动态分析；焦耳定律。专题：应用题；简答题。分析：（1）已知额定电压和额定功率根据公式可求电阻（2）当电热毯处于低温档时，电路总电阻最大，开关断开（3）已知电压、电流、通电时间根据公式 W=UIt 可求消耗的电能电阻 R0产生的热量根据 Q=I2Rt 可求解答：解：（1）发热电阻丝 R0的阻值：答：发热电阻丝 R0的阻值为 1210（2）开关 S 处于断开状态时，电热毯处于低温档因为电路中总电阻大，通过 R0的电流小，根据焦耳定律Q=I2Rt，R0在一定时间内产生的热量就少（其他说法只要合理均给分）（3）电热毯消耗的电能：W=UIt=220V0.1A60s=1320J，电阻 R0产生的热量：Q=I2R0t=（0.1A）2121060s=726J答：电热毯消耗的电能和电阻 R0产生的热量分别为 1320J 和 726J点评：本题考查已知额定电压和额定功率求电阻，还有消耗的电能，以及电阻产生热量问题13、解：由表得电吹风正常工作时，电热丝的功率为：由得 由得 电吹风正常工作 又电热丝消耗电能全部转化成热能 由得 14、4 分 P2=I2R2=250W 15、（1）44 欧 （2）1.8105J、90.9%（3）7.5105J16、（1）如图所示 （2）方案一：R3=U2/P3=(220V)2/220W=220同理 R4=55 R3、R4串联后:加热时：P串=U2/(R3+R4)=(220V)2/(220+55)=176W1100W保温时：P串=U2/(R3+R4+R2)=(220V)2/(220+55+506)62.0W88W两项都不合题意要求,方案一不可行。方案二：R1=U2/P1=(220V)2/1100W=44，同理 R5=88。两根电热丝 R5并联后总电阻值是 44，能替代 R1，加热时功率为 1100W;保温时功率为 88W。正常工作时,两项都合要求。但是，当其中一根电热丝烧坏时，电路仍可以工作。加热时：R5正常工作，P=550W1100W保温时：P=U2/(R2+R5)=(220V)2/(506+88)81.5W88W断了一根电热丝后，两项都不合要求，而且不能及时发现加以排除。可见方案二不是最佳的。（3）设计如下：将两根“110V 550W”电热丝 R9串联替代 R1。理由：一个电热丝的电阻值为 R9R9=U2/P=（110V）2/550W=22两根电热丝串联后总阻值是 44，接在 220V 电压下能正常工作，能完全等效替代 R1，符合题意要求。其它设计，只要符合题意要求均给分。17、解析：R1=4，R2=6，U=10V，t=1min=60s 电路中电流 电流在 R1 上产生热量：Q1=I2R1t=(1A)260s=240J 电流在 R2 上产生热量：Q2=I2R2t=(1A)2660s=360J 总热量：Q 总=Q1+Q2=240J+360J=600J 18、19、20、P1=12.5 瓦；PP1=70.8%三、实验,探究题21、（1）气球膨胀的程度大小（1 分）例如：研究声音是由振动产生的，用乒乓球的振动来显示音叉的振动研究分子运动时，用固体、液体、气体的扩散推测分子的热运动用吸引大头针的多少观测磁铁的磁性强弱。（1 分）（2）电阻（1 分）（3）电流（1 分）（4）C（1 分）（5）若选用图甲乙（1 分）理由是：气体的热胀冷缩效果比固液态更明显，实验现象更直观，时间更短。（1 分）（或：选择丙，理由是：用温度计能较准确地测出煤油的温度变化，便于定量研究。）说明：1.本题每空 1 分 2.只要列举转换法即可得分 3.（5）中的两种答案只要解释合理即可得分 22、(1)气球形变的大小；(2)C；(3)小明采用的实验方案是错误的。原因是他采用了并联电路，导致通过两段电阻丝的电流不相同。23、（1）高甲；多；高；多；多；电流的强弱 通电时间 电阻的大小；（2）电饭锅；电热毯；电暖炉等等。24、（1）温度计示数的变化 （2）煤油的比热容小，吸热升温快（3）质量相同 初温相同 （4）相同（5）在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多 （6）电流大小、移动滑动变阻器的滑片，比较通电时间相同时，甲（或乙）烧瓶中温度计示数的变化。25、26、(1)变亮 ；变大 (2)主要的原因是：（要点）风扇停转后，电动机线圈的电阻不变；但电流增大；根据焦耳定律 Q=I2Rt，相同时间内发热大幅增加，进而引发火灾。27、（1）电流和通电时间一定时，电流产生的热量与电阻的关系。（2）乙；电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。（3）C.四、选择题28、A 29、D 30、D 31、A32、A 33、D 34、B 35、A 36、D 37、A 38、A39、D 五、多项选择40、BC