【培优练习】《科学探究：电流的热效应》（物理沪科九年级全一册）.docx

科学探究：电流的热效应培优练习 1. 如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前，A、B两U形管内的液面相平，接通电源一分钟后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（）A. I1=I2，A管中的液面较高B. I1=I2，A管中的液面较低C. I1I2，A管中的液面较高D. I1I2，A管中的液面较低2. 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Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B. 根据Q=U2tR可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少C. 根据Q=UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关D. 根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多3. 下列生活实例中，属于利用电流热效应工作的是（）A. 利用排气扇通风换气B. 给电脑显示器安装散热窗C. 利用抽油烟机吸油烟D. 定期给家用电器通电驱潮4. 将一台标有“220V60W”字样的电扇接在220V的电压下，在10s的时间内，它产生的热量（）A. 等于600JB. 大于600JC. 小于600JD. 无法确定5. 图甲是小灯泡的电压-电流图象。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75W时，（）A. 电流表的示数为0.2AB. 滑动变阻器R接入电路中的电阻为15C. 电路消耗的总功率为1.35WD. 10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J6. 如图电路，电源两端电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电压表V1、V2的示数之比为5：2；当开关S1闭合，S2断开时，电压表V1、V2的示数之比为3：2在后一种情况下在相同通电时间内，电阻R1与R2产生的热量之比为（）A. 3：2B. 1：3C. 2：3D. 3：47. 如图是一个玩具汽车上的控制电路，对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1欧，保护电阻R为4欧，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6伏和2伏，则（）A. 电路中的电流为4安B. 电动机两端的电压为2伏C. 电动机的机械功率为3WD. 1分钟在电阻R上产生热量60焦8. 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”小伟采用了如图所示的实验装置两个玻璃瓶内装满煤油，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R1R2（1）为使通过电阻R1、R2的电流相等，实验中R1、R2应采用_（填写“串联”或“并联”）（2）在通电时间相同时，两玻璃管内煤油上升较高的是_（选填“甲”或“乙”）瓶由此可知在通电时间相同、电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越_（填写“多”或“少”）9. 小刚同学在家中准备测量图所示的电热水壶的热效率。他把家中其他用电器都与电源断开，仅让该电热水壶给水加热。加热一段时间后，把壶中质量为 1kg 的水从 20加热到100；加热前、后电能表示数如图所示。求：（c水=4.2103J/（kg）（1）水吸收的热量（2）电热水壶的热效率。10. 养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。如图是某款养生壶及其铭牌，求：（1）养生壶正常工作时的电阻；（2）若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1kg水从20加热到85需要多长时间；【c水=4.2103J/（kg）】（3）用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作时，养生壶将1kg水从20加热到85，实际用时363s，通过电能表测得此过程共耗电3.726105J，此时养生壶两端的电压和通过液晶电视机的电流多大。（设养生壶的电阻和加热效率不变）。型号CH-M16额定电压220V频率50Hz额定功率1000W容量1.2L答案和解析1.【答案】B【解析】解：由Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多， 密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，右侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，B侧玻璃管液面较高。 因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等； 由上分析知，B正确。 故选：B。由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，根据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答。本题考查了串联电路的电流特点和焦耳定律的应用，关键是明白U形管在实验中的作用。2.【答案】D【解析】解：A、根据Q=I2Rt可知，由于没有说明电流一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量也不一定越多，故A错误；B、根据可知，由于没有说明电压一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量也不一定越少，故B错误；C、根据Q=UIt可知，此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，而根据焦耳定律可知，电流通过导体时产生的热量与电阻有关，故C错误；D、根据Q=I2Rt可知，在电流、通电时间一定时，电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比，故D正确。故选：D。焦耳定律的定义式是Q=I2Rt，导出式有和Q=UIt，如果不是纯电阻电路，只能用定义式来算；如果是纯电阻电路，关键是看控制什么因素一定，决定用哪个公式来计算，如电流一定时用Q=I2Rt，电压一定时用。本题考查学生对焦耳定律公式及推导公式理解和掌握，判断电热的多少，一要判断是否纯电阻电路，决定导出式是否可用；如果非纯电阻，只能用Q=I2Rt，如果是纯电阻，Q=I2Rt和都适用；二要找出U不变还是I不变，如果U不变，用，如果I不变，用Q=I2Rt。3.【答案】D【解析】解： A、利用排气扇通风换气是电动机的工作，是通电导体在磁场中受力，不合题意； B、给电脑显示器安装散热窗，是防止电热带来的损害，不合题意； C、利用抽油烟机吸油烟是电动机的工作，是通电导体在磁场中受力，不合题意； D、定期给家用电器通电驱潮是利用电流的热效应来工作的，符合题意 故选D解答本题应掌握：（1）电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应 （2）电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应 （3）电流流过导体时导体发生化学变化，这种现象是电流的化学效应明确各设备的结构及工作原理，常握电流的三种效应，即可解决本题4.【答案】C【解析】解：由电风扇铭牌可知，电风扇的额定功率是60W，在10s内它消耗的电能W=Pt=60W10s=600J； 电风扇工作时主要把电能转化为机械能，产生一小部分热量，因此电风扇产生的热量小于600J； 故选C电风扇正常工作时，消耗的电能主要转化为机械能，有一小部分转化为内能，据此分析答题从能量转化的角度分析问题是本题正确解题的关键，应注意生活中常用电器的能量转化情况：一、消耗电能全转化为内能的：电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅；二、消耗电能转化为内能和机械能的：电风扇、电吹风、电动机5.【答案】C【解析】解：A、当小灯泡的功率为0.75W时，根据图甲可知，灯泡L两端的电压为2.5V，通过灯泡的电流为I=0.3A，即电流表的示数为0.3A，故A错误；B、根据串联电路电压的规律，变阻器两端的电压：U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V，由I=可得，滑动变阻器R接入电路中的电阻：R滑=6.7，故B错误；C、电路消耗的总功率：P总=U总I=4.5V0.3A=1.35W，故C正确；D、变阻器R在10s内产生的热量：Q=W滑=U滑It=2V0.3A10s=6J，故D错误。故选：C。A、根据图甲，由P=UI确定当小灯泡的功率为0.75W时，灯的电压和通过的电流；B、根据串联电路电压的规律，由欧姆定律可求变阻器连入电路中的电阻；C、根据P=UI求电路消耗的总功率；D、根据Q=W=U滑It求10s内滑动变阻器R产生的热量。本题考查串联电路的规律、电功率公式和电热公式和欧姆定律的运用，关键是确定当小灯泡的功率为0.75W时，灯的电压和通过的电流。6.【答案】A【解析】解：（1）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=可得： =， 解得：=； （2）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： = 故选A（1）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，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电流表的示数求出两电阻的比值关系； （2）当开关S1闭合，S2断开时，三电阻串联，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，根据串联电路的电流特点和Q=I2Rt求出相同通电时间内电阻R1与R2产生的热量之比本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、焦耳定律的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和电压表所测电路元件的判断7.【答案】D【解析】解：由电路图可知，电动机M和电阻R串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R两端的电压 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I=0.5A，故A错误； 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电动机两端的电压： UM=U-UR=6V-2V=4V，故B错误； 电动机消耗的电功率： PM=UMI=4V0.5A=2W， 电动机线圈的热功率： P热=I2RM=（0.5A）21=0.25W， 则电动机的机械功率： P机械=PM-P热=2W-0.25W=1.75W，故C错误； 1分钟在电阻R上产生热量： QR=I2Rt=（0.5A）2460s=60J，故D正确 故选D由电路图可知，电动机M和电阻R串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R两端的电压根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，利用串联电路的电压特点求出电动机两端的电压，根据P=UI求出电动机消耗的电功率，根据P=I2R求出电动机线圈的热功率，电动机的机械功率等于电动机消耗的电功率减去热功率，利用Q=I2Rt求出1分钟在电阻R上产生热量本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用8.【答案】串联；乙；多【解析】解：（1）由电路图知：电阻R1与R2首尾顺次连接，它们间是串联， 这样可以控制流过两电阻的电流与通电时间相等； （2）电阻R1与R2串联，流过它们的电流I及通电时间t都相等，已知R1R2， 由Q=I2Rt知：Q1Q2，两烧瓶中的煤油质量m相等，煤油的比热c相等，由t=可知： t甲t乙，所以乙烧瓶中煤油温度上升较高；因为R1R2，Q1Q2，由此可知， 在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多 故答案为：（1）串联；（2）乙；多（1）分析电路图可知两电阻的连接方式； （2）电阻产生的热量被烧杯中的煤油所吸收，煤油温度升高， 由Q=I2Rt及Q=mct的变形公式可分析出哪个烧瓶温度升高快； 根据煤油温度的升高的大小可知电阻产生的热量多少，由Q=I2Rt可得出结论本题是一道实验题，考查了电路元件的连接方式，判断煤油温度升高的多少，分析实验现象得出实验结论等问题，本实验应用了控制变量法与转换法，解题时注意领会9.【答案】解：（1）水吸收热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2103J/（kg）1kg（100-20）=3.36105J；（2）消耗电能：W=2017.6kWh-2017.5kWh=0.1kWh=0.13.6106J=3.6105J，电水壶的热效率：=Q吸W100%=3.36105J3.6105J100%93.3%。答：（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是3.36105J；（2）电水壶的热效率为93.3%。【解析】（1）知道水的质量、初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量； （2）根据加热前、后电能表示数求出消耗电能，水吸收的热量和消耗电能的比值即为电水壶的热效率。本题是一道电学与热学的综合计算题，考查了热量的计算、电功的计算、电水壶效率的计算，要注意区分哪些是有用能量（被水吸收的）、哪些是总能量（消耗的电能）。10.【答案】解：（1）由P=U2R可得，养生壶正常工作时的电阻：R=U2P=(220V)21000W=48.4。（2）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1kg（85-20）=2.73105J，由=Q吸W可得，养生壶消耗的电能：W=Q吸=2.73105J91%=3105J，由P=Wt可得，养生壶工作时间：t=WP=3105J1000W=300s；（3）在用电高峰时，养生壶仍然将1kg水从20加热到85，且加热效率不变，所以养生壶消耗的电能不变，仍然为3105J，则养生壶的实际功率：P实=Wt实=3105J363s=105121W826W，养生壶的电阻不变，由P=U2R可得实际电压：U实=P实R=105121W48.4=200V，此过程共耗电3.726105J，则电路的总功率：P总=W总t实=3.726105J363s=1026W，因为P总=P实+P液晶，所以液晶电视机的实际功率：P液晶=P总-P实=1026W-826W=200W，由P=UI可得，通过液晶电视机的电流：I=P液晶U实=200W200V=1A。答：（1）养生壶的电阻是48.4（2）工作时间是300