九年級物理《焦耳定律》練習題及答案
本課時的重點內(nèi)容就是焦耳定律及其應用，中考中常見的相關(guān)考點有：焦耳定律的內(nèi)容及應用、用控制變量法研究焦耳定律的實驗、電熱器的構(gòu)造特點和原理等.其中有關(guān)焦耳定律的應用的試題較多，多表現(xiàn)為計算題，應用焦耳定律求與之相關(guān)的各物理量，對于焦耳定律的表達式Q=I2Rt適用任何用電器求電流熱效應中產(chǎn)生的熱量問題，而由之推導出的 Q=UIt=U2/Rt=Pt則只能適用于純電阻電路求電流熱效應的計算 ，使用時一定要分清情況，注意公式的應用范圍，切忌亂套公式.有關(guān)用電器產(chǎn)生的電熱的計算問題，往往要綜合運用到串、并聯(lián)電路的特性、歐姆定律和熱量等知識，還要能夠靈活運用求電流熱效應的各種計算公式.對于純電阻電路，產(chǎn)生的電熱就等于消耗的電能，所以關(guān)鍵是要求出用電器的電功率(有關(guān)電功率的計算請參見第2課時電功率)，很多電熱問題歸根究底也就是想辦法求電功率.復習本課時內(nèi)容時特別要注意與電功、電功率知識的相互聯(lián)系。
課前熱身
1.電流通過導體時產(chǎn)生的熱量跟__________成正比，跟導體
的____成正比，跟__________成正比，這個規(guī)律叫做焦耳
定律，數(shù)字 表達式是_______.
2.電熱器是利用電流的__效應制成的，它的主要部件是
______.電流流過電熱器所做的功全部用來產(chǎn)生____.
3.有兩根金屬電阻絲，電阻分別為5Ω和15Ω，將它們串聯(lián)后
接在一個電源兩端，它們的電 壓之比為_____，在相同的時間
內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為______； 如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間
，通過它們的電流之比為____，在相等的 時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量
之比為____.
電流的平方電阻通電的時間Q=I2Rt熱發(fā)熱體熱量1∶31∶33∶13∶1
課前熱身
4.在兩根橫截面積相同、長度不同的鎳鉻合金線兩端分別加上相同的電壓，那么下列說法 中正確的是( )
A.長的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多
B.短的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多
C.長的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少
D.短的鎳鉻合金線電阻較小，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少
5.一根電阻絲接在電壓U=5V的電源上，在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是2J，要讓該電阻(其電阻大 小恒定不變)產(chǎn)生8J的熱量，可采用的辦法是( )
A.使電源電壓變?yōu)?0V，通電時間仍為1S
B.使電源電壓仍為5V，通電時間變?yōu)?S
C.使電源電壓變?yōu)?0V，通電時間變?yōu)?S
D.使電源電壓變?yōu)?0V，通電時間變?yōu)?SCA
課前熱身
6.有一種家用電熨斗的規(guī)格為“220V，300W”，這種電熨斗內(nèi)部的電熱絲的電阻是多少?如 在額定電壓下工作，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少?
【答案】161.3Ω，1.8×104J
典型例題解析
【例1】用電爐燒水時，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著銅導線卻不怎 么熱，這是為什么?
電爐的電阻絲和銅導線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通過的電流是相同的，時間也是相同的，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當兩導體中電流和通電時 間均相同時，電流產(chǎn)生的熱量與導體的電阻成正比.由于電爐的電阻絲的電阻比銅導線的電 阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導線要大得多.
【例2】一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380V，線圈
的電阻為2Ω ，通過線圈的電流為10A.這臺電動機正常工作時，
一秒鐘消耗的電能為____J，產(chǎn)生的熱量為___J.3800200
典型例題解析
【例3】在如圖9-3-1所示的電路的'方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置，它是由三段阻 值相同的電熱絲組成，這個發(fā)熱裝置的電路與方框外的電路相連接.當開關(guān)S擲到A點時 為高溫，擲到B點時為低溫(電源電壓不變)，且在相同時間內(nèi)，高溫時產(chǎn)生的熱量是低 溫時產(chǎn)生的熱量的2倍，試在方框內(nèi)畫出它的電路圖.圖9-3-1答案
典型例題解析
典型例題解析
【例4】現(xiàn)有甲、乙兩只廢舊電爐，分別標有“220V，1000W”
和“220V，500W”字樣，其中電熱絲均完好無損.某同學想利用
這些電熱絲來自制一個電熱器接入照明 電路中使用，下列設(shè)想
可行的是( )
A.要使電熱器的電功率為250W，只要將乙電熱絲的一半接入電路B.要使電熱器的電功率為2000W，只要將乙電熱絲分成等長的
兩段并聯(lián)后接入電路
C.要使電熱器的電功率為400W，只要將乙電熱絲與一半長的
甲電熱絲串聯(lián)后接入電 路
D.要使電熱器的電功率為750W，只要將兩只電熱絲各取一半
串聯(lián)后接入電路C方法小結(jié)
對于用電器吸熱量的計算，首先要分析該電器是非純電阻性器件還是純電阻性器件，初中階段研究的用電器大多為純電阻性器件.對于非純電阻性器件，電流產(chǎn)生的熱量只能用Q=I 2Rt來計算，而純電阻性器件則可用下列等式中任一個計算熱量：Q=I2Rt= W=UIt=U2/Rt=Pt.在很多情況下，計算純電阻性器件產(chǎn)生的電熱問 題，可歸結(jié)為用電器的電功率的計算問題(因為通電時間往往為已知)，所以必須理解電 功率的各個計算公式，以及串并聯(lián)電路特性和歐姆定律.至于將用電器的電熱問題與熱學中 的熱量問題相結(jié)合的題目，關(guān)鍵抓住兩者之間的聯(lián)系，即有百分之多少電熱被水或其他物質(zhì) 吸收了，然后分頭求解即可.
課時訓練
1.某同學自制了一個“電熱驅(qū)蚊器”，它的發(fā)熱元件是一個阻值為1.0×104Ω的電阻. 將這個電熱驅(qū)蚊器接在電源的兩端，當電源兩端電壓為220V時，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量的______J.
2.一個標有“220V，500W”字樣的電加熱器(俗稱“熱得快”)，正常工作20分鐘產(chǎn)生的熱 量為______焦.假若電加熱器放出的這些熱量全部被水吸收，在標準大 氣壓下 ____(填“能”或“不能”)將質(zhì)量為2千克20℃的水加熱至沸騰.
3.阻值為R的電熱絲接到電壓不變的電源上，3分鐘可以使一杯水燒開，現(xiàn)換用阻值為2 R的電阻，再接到此電源上，__分鐘可以使同樣的一杯水燒開.290.4不能6×1056
課時訓練
4.如圖9-3-3所示，電源電壓220伏，R是電烙鐵，標有“220V，40W”字樣；L是電燈泡 ，標有“PZ220—40”字樣.當開關(guān)S閉合時，電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是________焦，當開關(guān)S斷開時，電烙鐵的實際功率是__瓦；開關(guān)S斷 開后，整個電路工作__小時消耗1千瓦電能.
5.將規(guī)格分別為“220V，1000W”和“220V，500W”的甲、乙兩根電阻絲串聯(lián)起來 ，接入一電源兩極，電源最大不能超過___伏，此時，整個電路的最大功率 是___瓦.750502.4×10 310圖9-3-3330
課時訓練
6.研究焦耳定律的實驗裝置如圖9-3-4所示，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根 電阻絲，甲瓶中電阻絲的阻值比乙瓶中的電阻大.實驗分三步進行，其中第一步為：接通電 路一段時間，比較甲、乙兩瓶中的煤油哪個上升得高，這一步是在什么情況下研究熱量跟哪 個物理量的關(guān)系?( )
A.是在通電時間相同的情況下，研究熱量跟電流的關(guān)系
B.是在電流相同的情況下，研究熱量跟通電時間的關(guān)系
C.是在電流相同但電阻不同的情況下，研究熱量跟通電時間的關(guān)系
D.是在電流和通電時間相同的情況下，研究熱量跟電阻的關(guān)系D圖9-3-4
課時訓練圖9-3-4課時訓練
7.如圖9-3-5所示，a、b相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水，水中的電阻絲的阻值分別 為R1和R2，且R1＜R2，則閉分開關(guān)S后，a、b容器中水溫上 升較快的是( )
A. a容器中的水
B. b容器中的水
C. a、b容器中的水溫上升的快慢一樣
D.無法判斷B圖9-3-5
課時訓練
8.一電熱器有兩根電阻絲，當只使用一根時，需t1分鐘才能煮沸一壺水，當只使用另一根通電時，需要t2分鐘才能煮沸一壺水，已知t1 ＜ t2，若將這兩根電阻絲并聯(lián)起來使用，則煮沸同樣一壺水的時間為t，那么 （ ）
A. t 大于（t1 + t2 ）
B. t小于（t1 + t2 ）
C. t介于t1和t2之間
D. t 應為t1和t2之和
9.在溫度是20℃的2400g的水里有一根阻值為10Ω的電阻絲.若通過這根電阻絲的電流是10 A，需要多少時間才能把水加熱到95℃(假設(shè)電阻絲放出的熱量全部被水吸收)?
【答案】756秒
D
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