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[试卷练习] 18.4焦耳定律-2022-2023学年九年级全一册物理易混易错练习精编(人教版)(原卷版).docx

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发表于 2022-11-19 14:30:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
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资源描述
18.4焦耳定律-2022-2023学年九年级全一册物理易混易错练习精编(人教版)(原卷版).docx内容摘要: 18.4 焦耳定律(解析版)
一、课程标准要求:
掌握电流的热效应以及能量的转换,掌握焦耳定律的内容及公式。

1. 焦耳定律:

(1)电流的热效应:电流通过导体时电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应;

(2)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比;
2 2
(2)公式:Q=I Rt;对于纯电阻电路可推导出:Q=UIt=U t/R=W=Pt;

(3)公式中的单位:Q→焦(J);I→安(A);R→欧(Ω);t→秒(s);

(4)利用电流的热效应可制成电热器,电热器的主要组成部分叫做发热体,发热体的材料要求是熔点高,

电阻率大;

2. 探究电流产生热量与哪些因素有关的探究实验




(1)实验研究方法(转换法、控制变量法);

(2)加热材料的选用(煤油或空气,利用其比热容小,可以使实验现象更明显);

(3)选择加热物质的要求(物质种类、质量、初温均相同);

(4)电路的连接;

(5)转换法的应用(利用 U 形管中液面高度变化反映电阻丝产生的电热的多少);

(6)控制变量法的应用

①要探究电热与通电电流的关系(控制电热丝阻值和通电时间相同,改变通过两电热丝的电流大小);

②探究电热与电阻的关系(控制通过电热丝的电流和通电时间相同,选择两个电阻不同的电阻丝串联);

③探究电热与通电时间的关系(控制电热丝的阻值和通电电热丝的阻值相同,改变通电时间的长短);

(7)多次测量的目的(避免偶然因素对实验结论的影响,得出普遍规律);




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(8)实验结论:导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关:①在电阻和通电时间相同的情况下,通

过电阻的电流越大,产生的热量越多;②在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多;

③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多。

三、题目辨析
易错点辨识一:

有关焦耳定律的相关电学计算问题,注意分析电路基本物理量在问题求解分析过程中的逻辑关系,

明确电路元件的工作效能,对应电流热效应的具体应用实例,确定是否为纯电阻电路,从而选择适宜

的计算公式;其次在解决问题时应注重电路的“同一性”
,即 I、R、t 三个量的一一对应关系;
“统一

性”,即进行物理运算过程中单位必须统一;
“同时性”
,即运用公式求解时需确定所选电路处于同一时

刻。
1、下列措施中,属于利用电流热效应的是( )
A、电视机的后盖有很多孔
B、电饭锅的发热板装在底部
C、与空调器相连的导线很粗
D、电脑的主机中安装微型风扇

2、如图所示,长度、横截面积一样,材料不同的两个长方体电阻串联在电路中,两个电阻的阻值分别为 R1=2

Ω、R2=4 Ω,在它们表面涂上厚度一样的蜡.现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到()

A、R1 上的蜡熔化得快

B、R2 上的蜡熔化得快

C、R1、R2 上的蜡熔化得一样快

D、无法比较
3、将两根电阻丝 R1、R2 分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3;通电一段时间
后,R1、R2 产生的热量之比为()
A、3∶2
B、2∶3
C、4∶9
D、9∶4

4、将规格都是“220 V180 W”的一台榨汁机、一台电风扇和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若

通电时间相同,则下列说法正确的是 ( )

A、榨汁机产生的热量最多

B、电风扇产生的热量最多

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C、电热毯产生的热量最多

D、三者产生的热量一样多

5、已知一台直流电动机两端的电压为 6V,通过电动机的电流为 2A,线圈的电阻为 0.5Ω.则在 1min 内电

动机消耗的电能及产生的热量分别为( )

A、720J、720J

B、720J、120J

C、720J、600J

D、600J、120J
6、电动机工作时两端电压为 U,电流为 I,电动机线圈的电阻为 R,则该电动机工作时输出的最大机械功率
为 ()
A、UI B、I2RC、UI-I2R D、UI+I2R

7、如图所示电路中,两开关闭合时,电流表 A1 的示数为 0.5A,A2 的示数为 0.3A,电阻 R2 的阻值为 10Ω,

下列说法正确的是()

A、若电阻 R1 短路,则电流表 A1、A2 有示数且相等

B、若电阻 R1 断路,则电流表 A2 的示数和 R2 的乘积为 5V

C、若用一个 20Ω的电阻替换 R2,则电路的总功率变大

D、若电阻 R2 断路,则通电 1min,R1 产生的热量为 36J
8、张艺红同学在进行电学知识复习时,针对电阻甲和乙的 I-U 图像,作出了如下判断,正确的是()
A、甲、乙串联在电路中,相同时间内甲、乙产生的热量之比为 2∶1
B、甲、乙并联在电路中,相同时间内甲、乙消耗的电能之比为 1∶2
C、将甲和乙并联,当甲两端电压为 2 V 时,则它们的干路电流为 0.6 A
D、将甲和乙串联,当它们两端电压为 3 V 时,通过甲的电流为 0.6 A
9、把一只标有“10 V 3 W”的小灯泡和定值电阻 R 串联后接在电压为 12 V的 电
源上(如图所示),小灯泡恰能正常发光.该电路工作 10 s,定值电阻产生的热量是( )
A、60 J
B、36 J
C、30 J
D、6 J
易错点辨识二:

探究电流产生热量与哪些因素有关的实验考查问题,应注重电路中对电流、电阻分别影响的实验电路

设计,特别是注意实验探究过程中,控制变量法与转换法的结合使用。
1、如图所示,在左、右两个相同容器中分别装有质量和温度都相 同 的

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水和煤油,通电一段时间后,两容器中的液体同时升到 60 ℃,由此可知 ()
A.R1=R2
B.R1<R2
C.R1>R2
D.条件不足,无法确定

2、利用如图所示装置可以研究电流通过导体时产生的热量跟的关系,已知 R1=R2=R3= 10 Ω,

电路两端电压为 6 V 不变,通电后电阻 R1 中的电流为 0.4 A,则通电 1 min,
电阻 R1 产生的电热为 J,

电阻 R1 和 R2 产生的电热之比为 ,若将电阻 R3 拆除,则相同时间内电阻 R2 产生的电热 Q'2 与拆

除前 R2 产生的电热 Q2 之比为。




3、为了“探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”,张艺红采用了如图所示的实验装置,

两个封闭的玻璃瓶内装满煤油,用插有细玻璃管的橡皮塞封闭玻璃瓶,煤油中的电阻丝通过橡皮塞上的接

线柱与电路相连,已知电阻 RA<RB。




(1)为使通过电阻 RA、RB 的电流相等,实验中 RA、RB 应采用______(填“串联”或 “并联”)


(2)实验中通过观察_______即可比较两导体产生的热量,这种实验方法称为______(填“转换法”或“等

效替代法”)。

(3)张艺红继续完成本实验,最终可得出结论:在通电时间相同,电流相等的情况下,电阻越大,电流产

生的热量越______(填“多”或“少”)。
4、在探究“影响电流热效应的因素”实验中:




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(1)用图甲所示装置探究电热器产生的热量与电流的关系,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,通

过比较 的变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,若想让烧瓶内液体在短时间内

温度变化更明显,应选用(填“煤油”或“水”);

(2)先测量烧瓶内液体的温度,闭合开关,通电 30 s 再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中,

然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(如表所示);




由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量;

(3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择图乙中 (填

“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶 (填“串联”或“并联”)。
5、如图所示,是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密
闭容器,里面密封着等量的空气,U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A、B
两 U 形管内液面相平。




(1)实验中,乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 不相等。
(2)由于电流通过导体产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察 U 形管中液面高度的变化来显示
甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是。
(3)通过对比观察 A、B 两 U 形管中液面高度的变化,(选填 “甲”或“乙”)容器中导体的电阻产
生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越(选填“大”或“小”),导体中产
生的热量越多。




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