沪科版九年级物理第十六章电流做功与电功率第四节科学探究电流的热效应课件

第十六章电流做功与电功率第四节科学探究:电流的热效应基础过关全练知识点1电流的热效应1.(跨学科·物理学与日常生活)(2024北京燕山期末)下列四种

用电器中,主要利用电流热效应工作的是 (

)A.电煮锅

B.迷你电冰箱C.扫地机器人

D.笔记本电脑A解析电煮锅工作时,主要把电能转化为内能,是利用电流的

热效应工作的,A符合题意;迷你电冰箱、扫地机器人工作时,

主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,

故B、C不符合题意;笔记本电脑工作时,主要将电能转化为

光能和声能,少部分转化为内能和机械能,不是利用电流热效

应工作的,D不符合题意。故选A。2.一个“220V

300W”的电热杯,一个“220V

300W”

的煮蛋器,一台“220V

300W”的小型洗衣机,分别接在220V的电压下,则相同时间内它们产生的热量 (

)A.小型洗衣机最少

B.电热杯最少C.煮蛋器最少

D.一样多A解析因它们都在额定电压下工作,所以P=P额,即实际功率P

相同,由W=Pt可知,工作时间相同时,三个用电器消耗的电能

相同,又因小型洗衣机工作时消耗的电能大部分转化为机械

能,少部分转化为内能,而煮蛋器和电热杯工作时电能全部转

化为内能,所以产生热量最少的是小型洗衣机。故选A。知识点2焦耳定律3.(新情境·安全与健康)(2023广西中考)小明家连接插线板的

导线折断后,他把两根导线拧在一起继续使用,用久后发现连

接处容易发热,其主要原因是连接处 (

)A.电阻变小

B.电流比别处电流小C.电阻变大

D.电流比别处电流大C解析连接插线板的导线折断后,他把两根导线拧在一起继

续使用,因接触不良,导线相互连接处的电阻较大,根据公式

Q=I2Rt可知,在电流、通电时间相同时,该处产生的热量较多,

比别处更容易发热。4.(2024辽宁营口期末)(多选)在探究电流通过导体产生热量

的多少与哪些因素有关时,采用了如图所示的装置进行实验,

下列关于该装置的说法正确的是 (

)

A.该装置是探究热量与电阻的关系B.该装置是探究热量与电流的关系C.该装置中的U形管是连通器D.通过U形管内液面的高度差比较电流通过导体产生热量

的多少BD解析由题图可知,两个透明容器中的电阻丝都是5Ω,阻值

相同,但右边容器内的电阻丝和容器外的电阻丝并联后,再和

左边的电阻丝串联,则通过左边电阻丝的电流较大,故该装置

是探究热量与电流的关系,A错误,B正确;该装置中的U形管

一端封闭,另一端开口,不是连通器,C错误;电流通过导体产

生热量越多,U形管中两液面的高度差越大,则可以通过U形

管内液面的高度差比较电流通过导体产生热量的多少,D正确。故选B、D。5.(跨学科·物理学与日常生活)(2022四川成都中考)小玥在妈

妈指导下用电熨斗熨烫衣服,她首先阅读说明书,知道电熨斗

有“低温”“高温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2

是电热丝,R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,S为旋转式开关。当她旋转触

片接触触点1和2时,电熨斗为

挡位,该挡位通电1min,电流产生的热量为

J。6×104低温解析由P= 可知,当旋转触片接触触点1和2时,只有R1接入电路,电阻较大,功率较小,为低温挡;当旋转触片接触触点2

和3时,电阻R1、R2并联,总电阻较小,功率较大,为高温挡。当

旋转触片接触触点1和2时,功率P= = =1000W,通电1min产生的热量Q=W=Pt=1000W×1×60s=6×104J。6.(教材变式·P133T3)一台电动机的额定电压是

220V,其电阻是1Ω,正常工作时通过的电流为5A。若电动

机正常工作10min,求:(1)电动机消耗的电能;(2)电动机的额定功率;(3)电动机因发热损失的功率。解析

(1)电动机消耗的电能:W=UIt=220V×5A×10×60s=

6.6×105J;(2)电动机的额定功率:P=UI=220V×5A=1100W;(3)电动机因发热损失的功率:P热= =I2R=(5A)2×1Ω=25W。7.(2024天津西青期末,10,★☆☆)将标有“220V

100W”

字样的电视机、电风扇、电热水袋都接入家庭电路中,正常

工作相同时间,则 (

)A.电视机产生的热量最多B.电风扇产生的热量最多C.电热水袋产生的热量最多D.三者产生的热量一样多能力提升全练C解析题中的三种电器,都标有“220V

100W”的字样,

将它们都接入家庭电路中,正常工作相同时间,由W=Pt知道,

三种电器消耗的电能相同。电视机主要把电能转化为声能

和光能;电风扇主要把电能转化为机械能;只有电热水袋把电

能全都转化为内能,所以正常工作相同时间,电热水袋产生的

热量最多,故选C。8.(新考法·设计实验)(2023黑龙江大庆中考,9,★★☆)下面几

个实验探究,研究方法相同的是(

)①探究“声音的产生条件”时,利用扬声器上泡沫塑料小球

的跳动说明声源在振动②探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,保持压力相

同,改变受力面积③探究“电流产生热量与哪些因素有关”时,保持电阻和通

电时间相同,改变电流大小④探究“同一直线上二力的合成”时,一个力与两个力分别

使橡皮筋产生相同形变量A.①和④

B.②和③

C.①和③

D.②和④B解析①探究“声音的产生条件”时,利用扬声器上泡沫塑

料小球的跳动说明声源在振动,采用的是转换法;②探究“压

力的作用效果与哪些因素有关”时,保持压力相同,改变受力

面积,采用的是控制变量法;③探究“电流产生热量与哪些因

素有关”时,保持电阻和通电时间相同,改变电流大小,采用

的是控制变量法;④探究“同一直线上二力的合成”时,一个

力与两个力分别使橡皮筋产生相同形变量,采用的是等效替代法。所以研究方法相同的是②③。故选B。9.(2022广东深圳中考,10,★★☆)(多选)某爱心团队去养老院

送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,

以下说法正确的是(

)品牌

型号HY2215-11E额定电压220V挡位3挡额定功率低温880W中温1100W高温1980WA.使用“低温挡”只需要闭合S2B.使用“高温挡”要闭合S1、S2C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5∶4D.中温挡正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104JBD解析由P= 可知,当电压一定时,R越大,P越小,为低温挡,R越小,P越大,为高温挡。由电路图可知,S1、S2同时闭合时,R

1、R2并联,电阻最小,功率最大,为高温挡;由于R1>R2,因此只

闭合S1时,电阻最大,功率最小,为低温挡;只闭合S2时,为中温

挡,故A错误,B正确。当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联

分流可知通过R1、R2的电流之比为 = = = ,C错误。中温挡正常工作时,R2接入电路,工作1分钟产生的热量为Q=

P中t=1100W×60s=6.6×104J,D正确。故选B、D。10.(新情境·安全与健康)(2022云南中考,17,★☆☆)如图是2022

年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成

本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导致导

线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣

质导线的电阻

(选填“较大”或“较小”),若在通

有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量

(选填“较多”或“较少”)。较大较多解析将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导

致导线横截面积减小,在长度、材料不变的情况下,横截面积

越小,电阻越大,所以劣质导线的电阻较大;根据Q=I2Rt知,在

电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,

温度越高,安全隐患越大。11.(新考法·设计实验)(2023云南中考,20,★★☆)实验小组在

老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关

系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝,装入适量的煤油,插

入一支温度计,设计了如图甲所示的电路。(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求滑动变

阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导线不交叉。(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有

故障,则电阻丝R

(选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察

来比

较相同时间内不同电流产生热量的多少。开路温度计示数的变化量(3)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电

阻丝阻值和通电时间一定时,电流I越大,通电导体产生的热

量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一定时,Q可能与I成

正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了多组Q与I的数

据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法:

。(4)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了作Q-I图像看是否是一条过原点的直线(或计算Q与I的比值是否是定值)当电阻和通电时间一定时,电流产生的热量跟电流的二次方

成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有

(请举一例)。(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择

图乙中

(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲

烧瓶中的电阻

联(选填“串”或“并”)进行实验。(6)本实验应用的研究方法有转换法和

法。电饭锅(合理即可)B串控制变量答案

(1)如图所示解析

(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻

器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路

中。(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,说明电路开路,

由于经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R开路;由于电流产

生的热量不能用眼睛直接观察,此时应采用转换法,通过温度

计示数的变化量来反映产生热量的多少。(3)实验小组测出

了多组Q与I的数据,可以将测得的Q与I的数据描点画出Q-I

图像,若Q-I图像为一条过原点的直线,则Q与I成正比,否则不

成正比(或求出Q与I的比值,若Q与I的比值为定值,则Q与I成正比,否则不成正比);(4)利用电热工作的家用电器的特点是

将电能转化为内能,根据生活常识可知,电饭锅、电热水壶等

都是利用电热工作的;(5)根据控制变量法可知,探究电流通

过导体产生的热量与电阻的关系时,应控制电流和通电时间

相等,改变电阻的阻值,因此应该选用阻值与原来烧瓶中电阻

丝阻值不同的B烧瓶中的电阻,由于要控制通过两电阻的电

流相等,因此应将图乙中B烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电

阻串联;(6)在研究某个因素对电流通过导体产生的热量的影

响时,只改变这个因素,而保持其他因素不变,从而确定该因素是否影响电流通过导体产生热量的多少,这种研究方法称

为控制变量法,因此还采用了控制变量法。12.[2022山东济南中考,17(2),★★☆]小梅家的电热水器有

“关”“加热”和“速热”三个挡位,其简化电路如图所

示。若电热丝R1的阻值是48.4Ω,通过计算回答,该电热水器

在“加热”挡位工作时:①通过它的电流是多少安?②它的电功率是多少瓦?③它工作100s消耗了多少焦的电能?解析①该电热水器在“加热”挡位时,电路为R1的简单电

路,电路中的电流I= = ≈4.55A;②该电热水器在“加热”挡位工作时的电功率P加热= = =1000W;③该电热水器在“加热”挡位工作100s消耗的电能W=P加热t

=1000W×100s=1×105J。13.(新情境·安全与健康)(2023山西中考)如图是某地消防部

门公布的2022年各场所火灾数据统计图,其中住宅火灾占比

达43%,不正确的家庭用电是形成住宅火灾的主要原因。在

“安全用电”主题班会上,小梦和小兰针对家庭电路火灾原

因发表了不同见解。请你任选一个同学的观点,用所学物理

知识解释家庭电路引发电线火灾的原因。素养探究全练

解析造成家庭电路中电流过大的原因:一是短路,二是用电

器的总功率过大。小梦的观点:发生短路是