初中物理焦耳定律试题

（双项选择）如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同，则

A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系

B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系

C．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同

D．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越多

在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面的变化反映了密闭空气温度的变化。此实验是为了探究电流产生的热量与__________的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在__________容器中产生的热量较多。在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，还可以探究电流产生的热量与_________的关系。该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和__________。

下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．法拉第发现了电流的磁效应

B．帕斯卡首先用实验的方法测出了大气压强的数值

C．伽利略通过实验得出了物体的运动不需要力来维持的结论

D．焦耳用实验确定了电流产生的热量跟电压、电流和通电时间成正比

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“3V 0.9W“字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当开关S₁、S₂闭合，滑片P置于a端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为0.45A．求：

（1）灯丝的电阻和滑动变阻器的最大阻值；

（2）当开关S₁闭合，S₂断开，滑片P置于b端时，通电10s滑动变阻器R产生的热量。

电炉丝热得发红，而跟它串联的导线却几乎不发热，这是因为通过它们的电流     （填“相等”或“不相等”），而导线的电阻比电炉丝的电阻   （填“小”或“大”）  得多。

下列有关说法正确的是 $($　　 $)$

A．电路两端有电压，电路中一定有电流

B．影响电阻大小的因素是材料和长度

C．电动机工作时产热的多少可用 $Q=\mathit{UIt}$计算

D．电功率是表示电流做功快慢的物理量

如图所示实验装置，可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量

与　 　的关系。将装置接在电压为3V的电源上，通电2min，电流通过电阻R₂产生的热量为　       　J。

如图甲是一款新型智能电暖器，内装有导热油。该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点。电暖器的简化电路图如图乙所示，R₁与R₂为电热丝，S₂为温控开关，其相关参数如下表。求：

额定电压	220V
加热功率	1000W
保温功率	220W

（1）电暖器在保温状态下的工作电流

（2）电阻R₂的阻值。

（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要多长时间？[不计热量损失，导热油的比热容取c_油＝2×10³J/（kg•℃）]

晚上，小红来到书房，准备做作业，闭合开关，白炽灯瞬间发光后立即熄灭。爸爸放下手中正在清洗的苹果，马上过来踩着木凳上去看了一下说：“灯丝烧断了……”，然后拿着灯口轻轻摇了几下，白炽灯又重新发光了……
(1)请帮小红分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因。
(2)请对小红爸爸的某一做法进行简单评价并解释。

一台线圈电阻为3Ω的小电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流产生的热量是        J，且转化成的机械能是        J。

在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R₁＞R₂。

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：

（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；

（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制 　     　；电阻丝放出热量的多少，通过 　     　来进行判断。

（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入 　     　相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 　     　水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R₁加热的煤油，在实验一中温度升高△t₁，在实验二中温度升高△t₁′，则△t₁′　     　2△t₁（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小 　     　正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R₂加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。

（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 　     　的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为△t，若不计热量损失，则a液体的比热容为 　     　（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。

甜甜要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个 $\mathit{PTC}$电阻 $R_0$与电阻为 $50\Omega$的电热丝 $R$串联， $R_0$的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题：

（1） $\mathit{PTC}$电阻是由　       　材料制成的；电动机的工作原理是　               　。

（2）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。

（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为 $1A$，工作 $20s$，电动机的机械效率为 $90\%$，求电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）

如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与　　的关系。通电一段时间后，左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为　　。

下图是探究电流通过导体时产生热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，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是  （   ）

A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系

B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多

C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系

D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小

如图所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等，初温相同的煤油，完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R₁和阻值为5Ω的电阻丝R₂。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。

小新的主要实验过程如下：
①将电阻箱、电流表及图19所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5Ω。
②闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数为0.3A，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数40℃，断开开关。
③用图所示的装置乙替换电路中的装置甲，将电阻箱的阻值调为10Ω，闭合开关，同时按下停表开始计时，观察电流表示数仍为0.3A，当温度计示数为40℃时，停止计时，读出通电时间5min，记录数据，断开开关。
于是小新认为“电流表通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）小新实验过程中存在的问题：                              
（2）请你针尖对小新实验过程汇总存在的问题，写出改进措施：