【基础练习】《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：电流的热效应基础练习1. 将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（）A. 三个用电器产生的热量一样多B. 三个用电器消耗的电能一样多C. 电视机产生的热量最多D. 电风扇产生的热量最多2. 如图的电炉，当通电一段时间后电阻丝变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，这主要是因为（）A. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线消耗的电能很少B. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流C. 导线散热比电阻丝快D. 导线的绝缘皮隔热3. 电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是（）A. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B. 导线的绝热皮隔热C. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻D. 导线散热比电阻丝快4. 如果电烙铁、电视机和电风扇上都标有“220V150W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量最多的是（）A. 电烙铁B. 电视机C. 电风扇D. 一样多5. 关于电流通过导体时产生的热量，下列说法中正确的是（）A. 根据Q=U2Rt可知，时间相同，电阻越大，电流产生的热量越少B. 根据Q=I2Rt可知，时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多C. 根据Q=UIt可知，时间相同，电压越大，电流产生的热量越多D. 根据Q=I2Rt可知，时间和电流相同时，电阻越大，电流产生的热量越多6. 如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4，电动机M的线圈电阻为1，不计摩擦，下列说法正确的是（）A. 电压表V1的示数为4VB. 电路消耗的总功率是5WC. 通电lmin电流通过电动机产生的热量是60JD. 通电lmin电动机产生的机械能是360J7. 将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（）A. 电烙铁产生的热量最多B. 电风扇产生的热量最多C. 电视机产生的热量最多D. 三个用电器产生的热量一样多8. 将如图所示的四组电阻（R1R2）分别接到相同的电源电压下，1min内产生热量最多是（）A. B. C. D. 9. 某电饭锅简化电路如图甲所示，R1和R2均为定值电热丝，S为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。电热丝R1的阻值为_；通电30min电饭锅产生的热量为_J。10. 小芳家夏天常用的“电热驱蚊器”是利用电流的热效应工作的，发热元件是一个阻值为484的电阻，将其接在家庭照明电路中通电3600s产生的热量为_J；她家电能表铭牌上标有“2000r/（kWh）”，消耗上述电能时，电能表的转盘转_圈11. 如图是某电热暖手宝的主要参数选用水作为吸热或放热物质，是因为水的_ 较大已知水的初温为15（C水=4.2103J/（kg），接通电源正常工作6min时暖手宝处于_ 状态（选填“通电加热”或“自动断电”）12. 圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如下图所示的实验装置，请仔细观察甲、乙两图：（1）实验中通过观察两个U形管中的_变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_的关系（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过_的越大，电阻产生的热量越多13. 根据下列两个实验，回答相关问题：（1）电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程，一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。小明同学为了“探究影响电流做功的因素”，设计了如图1所示的实验，通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少。该实验是通过观察_比较电流在不同情况下做功多少的，此过程中是把电能转化为_能；将滑动变阻器的滑片P向左调节时，电流表和电压表的示数都变大，相同时间内物体被吊起的高度也变大了，这说明_。（2）实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生，小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用了如图2所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相平，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。 在实验过程中，通过观察U形管中_的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少：图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_的关系，图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与_的关系，综合分析图甲乙两装置的实验现象，可以得出的结论是_。14. 某电热水器标有“220V5A”字样，将它接在家庭电路中正常工作2000s，使水箱内50kg、初温为20的水加热到30c水=4.2103J/（kg）求：（1）水吸收的热量；（2）该热水器的加热效率15. 如图所示电路，电阻R的阻值为50，滑动变阻器R的最大阻值为100，电源电压10V保持不变，闭合开关，求：（1）当P移至a端时，电阻R消耗的功率；（2）当P移至b端时，电路中的电流大小和通电2min产生的热量。答案和解析1.【答案】B【解析】解：三用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U=220V，实际功率P实=P额=100W， 由P=的变形式W=Pt可知，通电时间相同时，三用电器消耗的电能相同，故B正确； 因电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电视机将一部分电能转化为光能，电烙铁把电能全部转化为热量， 所以，产生热量最多的是电烙铁，故ACD错误 故选B 由题意知，三种用电器的额定电压都是220V，额定功率都是100W；家庭电路电压是220V，把这三个用电器接入家庭电路，三个用电器都正常工作，实际功率相同都等于额定功率，通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同；通过分析三种用电器工作时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器 知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键2.【答案】A【解析】解：电炉丝跟导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故B错； 因为Q=I2Rt，R电炉丝R导线， 所以产生的热量：Q电炉丝Q导线， 即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故A正确，CD错。 故选：A。电炉丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。本题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握，分析时注意用好控制变量法。3.【答案】C【解析】解：电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故A错误；因为Q=I2Rt，R电炉丝R导线，所以产生的热量：Q电炉丝Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故C正确，BD错。故选：C。电炉丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。本题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握，分析时注意用好控制变量法。4.【答案】A【解析】解：三个电器功率一样，它们都在额定电压下工作相同时间，它们消耗的电能一样。电视机主要是把电能转化为声能和光能；电风扇主要是把电能转化为机械能，只有电烙铁将电能全部转化为热能。故三个用电器产生的热量最多的是电烙铁。 故选：A。根据电视机、电烙铁和电风扇这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断。这三种用电器中，只有电烙铁把电能全部转化为内能，据此可顺利做出判断。5.【答案】D【解析】解：A、没有说明控制电压一定，故不可用该公式进行计算，结论不一定正确； B、没有说明控制电流一定，故不可用该公式进行计算，结论不一定正确； C、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，与电阻是否有关要看定义式，故结论不正确； D、电流、时间一定时，电热与电阻成正比，故结论正确 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=I2Rt6.【答案】C【解析】解：由电路图可知，定值电阻与电动机组成串联电路，电压表V测电源电压，电压表V1测电动机电压，（1）由I=可知，电阻R两端电压UR=IR=1A4=4V，电动机两端电压UM=U-UR=10V-4V=6V，则电压表V1示数是6V，故A错误；（2）电路消耗的总功率P=UI=10V1A=10W，故B错误；（3）通电1min电动机产生的热量Q=I2RMt=（1A）2160s=60J，故C正确；（4）通电lmin电动机产生的机械能：W机械=UIt-Q=6V1A60s-60J=300J，故D错误。故选：C。分析清楚电路结构，然后根据串联电路特点、欧姆定律、电功率公式及电功公式分析答题。分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律、电功及电功率公式即可正确解题；解题时要注意：电动机是非纯电阻电路，电动机消耗的热功率小于电动机的总功率。7.【答案】A【解析】解：由于U=220V， 则三种用电器的实际功率： P=P额=100W； 因为W=Pt， 所以三种用电器消耗的电能相同； 电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能。 故产生热量最多的是电烙铁。 故选：A。分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。8.【答案】D【解析】解： 串联电路中电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以两电阻串联时电路中的总电阻最大，两电阻并联时电路中的总电阻最小， Q放=W=t可知电压和通电相间相同的条件下，两电阻并联时产生热量最多 故选D 根据电阻的串并联比较各选项中电阻的大小，根据Q放=W=t得出它们在相同的时间内放出热量的关系 本题考查了焦耳定律的灵活应用，关键是根据电阻的串并联判断选项中总电阻之间的关系9.【答案】22；8.91105【解析】解：（1）由电路图可知，当开关S闭合，电路为R2的简单电路，电路中的电流大，由P=UI可知，电饭锅的总功率大，处于加热状态，当S闭合时，电阻R1与R2串联，电路中的总电阻大，电路中的电流小，由P=UI可知，电饭锅的总功率小，处于保温状态，电热丝R2的阻值为：R2=88；电阻丝R1和R2串联的总电阻：R总=110；则电热丝R1的阻值为：R1=R总-R2=110-88=22；（2）由图乙知，通电30min，加热15min，保温15min，电饭锅产生的热量：Q=UI大t1+UI小t2=220V2.5A1560s+220V2A1560s=8.91105J。故答案为：22；8.91105。（1）由电路图可知，当S闭合时，电阻R2工作，电路中的电流大，电饭锅的电功率最大处于加热状态；当开关S断开时，电路中R1和R2串联，电路中的电流小，电饭锅的电功率最小处于保温状态，根据图乙可知电路中的最大和最小电流，根据R=算出电阻；（2）根据图乙中电流与时间的关系以及W=UIt算出通电30min电饭锅产生的热量。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用等，分析好电路中的电流最大和最小时电路的连接方式是关键。10.【答案】3.6105；200【解析】解：（1）电热驱蚊器，接在家庭照明电路中通电3600s产生的热量： Q=W=t=3600s=3.6105J； （2）消耗的电能： W=3.6105J=0.1kWh， 因每消耗1kWh的电能，电能表转盘转过2000r， 所以，此时电能表转盘的转数： n=0.1kWh2000r/（kWh）=200r 故答案为：3.6105；200（1）照明电路的电压为220V，根据Q=W=t求出通电3600s产生的热量； （2）2000r/（kWh）表示的是电路中每消耗1kWh的电能，电能表转盘转过2000r，据此求出电能表转盘的转数本题考查了电热和电能表转数的计算，关键是知道家庭电路的电压为220V和纯电阻用电器Q=W，要记住1kWh=3.6106J11.【答案】比热容；通电加热【解析】解：（1）因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以电热暖手宝里面用水作为吸热或放热物质； （2）此时消耗的电能是：W=Pt=500W360s=180000J； 据公式Q吸=cmt可知，t=42.9； 由于初温是：15，所以此时的末温是：15+42.9=57.9，小于65，故处于加热状态 故答案为：比热容；通电加热 （1）水的比热容大：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多； （2）知道功率和加热时间，可以计算出消耗的电能，这些电能转化为水的内能，所以知道水的质量，根据热量的计算公式Q吸=cmt计算出水升高到的温度即可判断 此题考查水的比热容最大的应用和吸热公式的应用，是一道综合题12.【答案】液面高度；电阻；电流【解析】解： （1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法； （2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系； （3）图乙装置中一个5的电阻与两个5的电阻并联后再串联， 根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左， 两个5的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外， 所以，I左I内，烧瓶内的电阻值都是5，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系 得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多 故答案为：（1）液面高度；（2）电阻；（3）电流（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法； （2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变； （3）探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电压不变，因此需要电阻并联本题考查了学生对焦耳定律的认识，注重了探究实验的考查，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型13.【答案】物体被提升的高度；机械；当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，电流做功越多；液面高度；电阻大小；电流大小；电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量越多。【解析】解：（1）图1所示的实验是通过观察物体被提升的高度来比较电流在不同情况下做功多少的； 由W=UIt可知，当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，物体被吊起的高度也越大，说明电能转化为物体的机械能越大，即电流做功越多。 （2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法； 如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻的关系；通过一段时间后，b容器中U形管液面高度差大，电流产生的热量较多； 图乙装置中两个5的电阻并联后再与一个5的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即I右=I左；两个5的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左=I内+I外，所以，I左I内，烧瓶内的电阻值都是5，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中U形管液面高度差大，电流产生的热量多； 综合分析图甲乙两装置的实验现象，可以得出的结论是：电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量越多。 故答案为：（1）物体被提升的高度；机械；物体被提升的高度；当时间相同时，电压越大，通过的电流越大，电流做功越多； （2）液面高度；电阻大小；电流大小；电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，产生的热量越多。（1）电流做的功过程中，将电能转化为物体的机械能； 根据W=UIt进行分析，即当时间相同时，电压越大，电流越大，电流做的功就越多，电流转化为物体的机械能就越多； （2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法； 电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变； 探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同； 综合分析图甲乙两装置的实验现象得出结论。本题考查电流做功的实质及影响大小的因素，同时也