第4节　　焦耳定律.docx

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2019-2019人教版物理九年级课时练习

(第十八章电功率）

第4节焦耳定律

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1.小明用如图甲和图乙所示的实验装置分别探究“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”。

(1)图甲所示实验中通过温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少。

(2)图甲中，为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入初温和质量相同的煤油，其中a瓶中煤油的温度升高得快。(R镍铬合金丝R锰铜丝)

(3)图甲中，实验中选用煤油而不用水的原因是煤油的比热容小，吸热相同时，温度升得高，实验现象明显。

(4)用如图乙所示的实验装置探究，得到的结论是在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多。

(5)本实验中的探究方法是控制变量法和转换法。

【解析】(1)两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的。

(2)探究两种电阻丝通过电流后产生热量的多少时，应控制煤油的质量和初温相同；由图可知，此时电流相同，a的电阻要大于b的电阻，由焦耳定律可知，a产生的热量多，温度升得高。

(3)若将烧瓶中装水，则由Q＝cmΔt可知：相同质量的水和煤油，吸收相同的热量时，由于水的比热容较大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显。

(4)在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多。

(5)为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法；煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法。

2.在如图所示的电路中，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合时，电压表Vl、V2的示数之比为5∶3；当开关S1闭合，S2断开时，电压表V1、V2的示数之比为3∶2。在后一种情况下，相同通电时间内，电阻R1与R2产生的热量之比为(D)

A．2∶1 B．1∶3

C．3∶2 D．2∶3

【解析】当开关S1、S2都闭合时，R1与R2串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，且总电阻等于各分电阻之和，所以，由I＝eq\f(U,R)可得：eq\f(UV1,UV2)＝eq\f(I1?R1＋R2?,I1R2)＝eq\f(R1＋R2,R2)＝eq\f(5,3)，解得：eq\f(R1,R2)＝eq\f(2,3)；

当开关S1闭合，S2断开时，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R2和R3两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，所以，由Q＝I2Rt可得，相同通电时间内电阻R1与R2产生的热量之比：eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(I2R1t,I2R2t)＝eq\f(R1,R2)＝eq\f(2,3)，故选D。

3.如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少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，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是(C)

A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大

B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系

C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系

D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的

【解析】容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，故A错误；在装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，可以只看其中一个来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系，故B错误，C正确；U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故D错误。选C。

4.电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220V160W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量多的是(B)

A．电风扇 B．电烙铁

C．电动机 D．一样多

5.李师傅帮助学校设计了一台电保温箱，保温箱电阻丝的阻值是40Ω，当电阻丝通过5A电流时，30s内产生的热量是3×104J。

【解析】电流通过电阻丝产生的热量：Q＝I2Rt＝(5A)2×40Ω×30s＝3×104J。

6.电阻为20Ω的导体接通电源8s，放出热量400J，那么把电阻为10Ω的导体接在同一电源上4s放出热量为(B)

A．200J B．400J

C．100J D．800J

【解析】根据焦耳定律Q＝I2Rt和I＝eq\f(U,R)可得，Q＝eq\f(U2,R)t，带入数据可得电源电压U2＝1000，则把电阻为10Ω的导体接在同一电源上4s放出的热量为Q＝eq\f(U2,R)t＝e