九年级物理下册 第十五章 第三节 电热器电流的热效应同步测试 新版苏科版.docx

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九年级物理下册第十五章第三节电热器电流的热效应同步测试新版苏科版

电热器、电流的热效应

一、单选题（共10题；共20分）

1.电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是（    ）

A. 铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热

B. 铜导线有绝缘层，所以不怎么热

C. 铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红

D. 通过电炉丝的电流比通过电线的电流小

2.在图所示的四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）

A. 电冰箱                              B. 笔记本电脑                              C. 排风扇                              D. 电饭锅

3.下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）

A. 电暖器                                 

B. 电视机                                 

C. 电风扇                                 

D. 电脑

4.假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（    ）

A. 白炽灯仍然能发光        B. 电动机仍然能转动        C. 电饭锅仍然能煮饭        D. 电熨斗仍然能熨衣服

5.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）

A. 电脑                                 

B. 电熨斗                                 

C. 电视机                                 

D. 电风扇

6.（2016•漳州）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（ ）

A. 洗衣机                                

B. 电视机                                

C. 电冰箱                                

D. 电饭煲

7.甲导体的电阻为10Ω，乙导体的电阻为5Ω，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体产生的热量，正确的是（　　）

A. 甲导体产生的热量是乙的2倍                              

B. 甲导体产生的热量是乙的4倍

C. 甲、乙两导体产生的热量一样多                         

D. 条件不足，无法判断

8.如图是探究电流产生热量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

9.王爷爷家的电热毯坏了，通过检查发现，是里面的电阻丝断了，为了省钱，王爷爷打算把电阻丝断头接上继续使用，孙子小明赶紧制止了他，说这样做虽然能勉强用一段时间，但很快又会在搭接处烧断，很不安全，原因是（　　）

A. 电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热

B. 电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热

C. 电阻丝上搭接处电流比其他处电流小，造成局部过热

D. 电阻丝上搭接处电流比其他处电流大，造成局部过热

10.下列事件中，不属于利用电热的是（  ）

A. 用电饭锅煮饭               B. 电热孵卵器孵小鸡               C. 电熨斗熨衣服               D. 电视机加散热窗

二、填空题（共5题；共16分）

11.电阻两端的电压为20V，通过导体的电流为0.2A，通电时间为1min，电流产生的热量为________ J．

12.在电阻恒定不变的电路中，通过电阻的电流越大，该电阻在单位时间内的发热量就越 ________（进填“大”或“小”）．

13.在探究“影响电流热效应的因素”实验中：

（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较________ ，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少．下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是________ ．

A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它；

B．探究电流与电压、电阻的关系；

C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻；

实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水，这样选择的理由是________ ．

（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s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滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（如表）．

实验次数

电流/A

通电时间/s

电阻/Ω

温度升高量/℃

1

0.3

30

10

1.5

2

0.6

30

10

6.0

由此得出：

同一导体，在通电时间相等时，电流________ （越大或越小），其产生的热量________ （越多或越少）．

（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中________ （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻________ （选填“串联”或“并联”）．

（4）小明提议利用上述实验装置该做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中________ （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成________ ．水和煤油吸热的多少是通过________ 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．

14.某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是1200J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是 ________J

15.夏天常用的电热驱蚊器是利用电流的 ________效应工作的，与电灯、电风扇等其它家用电器是 ________联在电路里的，其发热元件正常工作时的电阻为8800Ω，接在家庭照明电路中，正常工作100s产生的热量是　 ________ J．

三、解答题（共1题；共5分）

16.如图所示，电源电压为12V且保持不变，小灯泡L的规格为“6V3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0﹣3A．

（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？

在10min内电流通过R1所产生的热量是多少？

（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？

R2消耗的最大电功率是多少？

四、实验探究题（共1题；共4分）

17.小伟探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关，电路如图甲，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R1＞R2．

（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水，主要原因是________ ．

（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与________ 的关系

（3）小伟将装置改装（如图乙，两烧瓶中的电阻R1相同）测量煤油的比热容，实验步骤如下：

a．分别在两个相同的烧瓶中加入初温均为t0，质量均为m的水和煤油；

b．通电一段时间后，分别读出温度计的示数为t水、t煤油．

c．请用步骤中出现过的物理量符号表示煤油比热容为c煤油=　________ （已知水的比热容为c水）．

d．小伟发现实验中的数据与课本中煤油的比热容有偏差．结合试验装置图，分析原因：

________ ．

五、综合题（共2题；共26分）

18.新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示．R1和R2均为电热丝，S、S1都闭合时为加热烧煮状态，S闭合、S1断开时为保温焖饭状态．煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示．求：

（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；

（2）电热丝R2的阻值；

（3）这30min内电饭锅产生的热量．

19.崇左市八大小区陆续交房入住，小华家安装的电热水器铭牌如表所示

XX牌全自动电热水器

型号：

HMPZ﹣12D

净重：

10kg

额定电压：

220V

类别：

防触电保护类

额定功率：

2kW

水容量：

40L

出厂日期：

2015年5月18日

编号：

2015051188

（1）为安全起见，电热水器应选用图中的________插座（选填“甲”或“乙”）

（2）该电热水器正常工作时，电热丝的电阻多大？

（3）热水器装满水，正常工作时电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从20℃升高到70℃，需要加热多长时间？

（已知c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3）

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

【解析】

【分析】电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，因此在分析电流通过导体产热多少时应用控制变量法．在电流、通电时间相等时，电阻越大产生的热量越多；在电流、电阻一定时，通电时间越长产生的热量越多；在电阻、通电时间一定时，电流越大产生的热量越多．

【解答】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，由于电炉丝的电阻大，所以产生的热量多，因此电炉丝通电后热得发红，而铜导线却不怎么热．

由上述可知选项A、B、D都不正确．

故选C．

【点评】本题主要考查对焦耳定律以及对影响电阻大小因素的了解

2.【答案】D

【解析】【分析】A、电冰箱是利用电动机带动叶轮转动工作的，应用了电流的磁效应；

B、笔记本电脑是利用电流的磁效应来工作的。

C、电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应．

D、电饭锅是利用了电流的热效应，来给食物加热的；

所以选D

【点评】当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务；另一方面，电流的热效应也有一些不利因素．任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应．

3.【答案】A

【解析】【解答】解：

A、电暖器是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，符合题意；

B、电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能，不合题意；

C、电风扇主要是把电能转化为机械能，不合题意；

D、电脑在工作时，主要将电能转化为光能和声能，不合题意．

故选A．

【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能．可从能量转化的角度分析哪一用电器是利用了电流的热效应．

4.【答案】B

【解析】【解答】白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，白炽灯不能发光，电饭锅不能煮饭，电熨斗不能熨衣服．如果导体有电阻，电动机工作时，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好．故选B．

【分析】假设导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作．假设导体没有电阻，利用电流热效应工作的电器都不能工作，利用电流的磁效应的用电器不受影响

5.【答案】B

【解析】【解答】A、电脑工作时主要把电能转化为光能与声能，电脑部分元件利用电流的磁效应，电脑不是利电流热效应工作的，故A错误；

B、电熨斗工作时主要把电能转化为内能，是利电流热效应工作的，故B正确；

C、电视机工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利电流热效应工作的，故C错误；

D、电风扇工作时主要把电能转化为机械能，不是利电流热效应工作的，故D错误；

故选：

B．

【分析】

（1）电流的热效应：

电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子；

（2）电流的化学效应：

电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新的物质，电流的这种效果叫做电流的化学效应，如电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子；

（3）电流的磁效应：

给绕在软铁心周围的导体通电，软铁心就产生磁性，这种现象就是电流的磁效应，如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的．

6.【答案】D

【解析】【解答】解：

洗衣机、电冰箱主要是把电能转化为机械能，电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能，故不合题意；只有电饭煲是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，符合题意．

故选D．

【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能．可从能量转化的角度分析哪一用电器是利用了电流的热效应．本题主要考查学生对：

电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，是一道基础题．

7.【答案】A

【解析】【解答】解：

甲、乙两导体串联在电路中时，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，由Q=I2Rt可得，通电一段时间后，它们产生的热量之比：

​

即甲导体产生的热量是乙的2倍．

故选A．

【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等，根据Q=I2Rt求出它们产生热量的比值，然后得出答案．

8.【答案】B

【解析】【解答】AB、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω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5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故A错误，B正确。

CD、在乙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；故由Q=I2Rt可知，在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，所以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大，故CD均错误。

故选B．

【分析】由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法进行分析。

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，体现的是转换思想。

9.【答案】B

【解析】【解答】将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位较少，电阻较大，故A错误；

因串联电路中各处的电流相等，所以，电阻丝上搭接处的电流与其他处的电流相等，故CD错误；

由焦耳定律公式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，

因此，电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热，很快又会在搭接处烧断，故B正确．

故选B．

【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电阻丝和其他地方的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电阻丝的接头处由于接触不良，电阻增大，电流产生的热量多，据此分析原因．

10.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、电饭锅在工作时，其几乎将消耗的全部的电能都转化为了热能，电饭锅属于利用电热的，不符合题意；B、电热孵卵器孵小鸡，电流流过电阻丝产生热量，提高孵化室的温度，属于利用电热，不符合题意；

C、电熨斗熨衣服，是利用电热工作的，不符合题意；

D、电视机加散热窗是释放电视机工作时产生的热量，是电热的防止，不是电热的利用，符合题意；

故选D．

【分析】所谓电流的热效应，即导体中通的电流时，其电流所做的功几乎全部转化为电热，即该用电器主要用于发热的．据此对下面的各个选项逐次分析即可．

二、填空题

11.【答案】240

【解析】【解答】解：

已知导体两端电压，通过导体的电流和通电时间，电流产生的热量：

Q=W=UIt

=20V×0.2A×60s

=240J．

故答案为：

240．

【分析】根据Q=W=UIt计算电流产生的热量．

12.【答案】大

【解析】【解答】根据公式Q=I2Rt可知：

当电阻和时间t一定时，电流越大，发热量越大；

在电阻恒定不变的电路中，通过电阻的电流越大，该电阻在单位时间内的发热量就越大．

故答案为：

大．

【分析】根据焦耳定律的推导公式Q=I2Rt来判断，当电阻和时间t一定时，电流越大，发热量越大，

13.【答案】温度计示数变化；A；煤油的比热小，吸收相同的热量，温度变化比较大；越大；越多；B；串联；A；相同质量的水；加热时间

【解析】【解答】解：

（1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法．温度计示数变化越大，电流产生的热量越多．这是转换法．

A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它，这是把力转换为物体的形变或运动状态的变化，是转换法，符合题意．

B．探究电流与电压、电阻的关系，探究电流跟电压关系时，控制电阻不变，探究电流跟电阻关系时，控制电压不变，这是控制变量法．不符合题意．

C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，总电阻和两个串联电阻的效果是相同的，是等效替代法．不符合题意．

煤油比水的比热小，吸收相同的热量，煤油的温度变化比较大，温度计示数变化明显，实验效果比较好．

（2）由表格数据知，电阻相同，通电时间相同，电流越大，温度升高量越大，说明电流产生热量越多．

（3）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生热量多少跟电阻的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小．由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的B电阻与甲图中的烧瓶电阻串联．

（4）“比较水和煤油比热容的大小”根据Q=cm△t，可以采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，所以选择A烧瓶，由于电阻相同，和甲图烧瓶并联，电压相同，电流产生热量相同，并且把烧瓶A的液体换成和甲图中质量相同的水．

水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映．

故答案为：

（1）温度计示数变化；A；煤油的比热小，吸收相同的热量，温度变化比较大；

（2）越大；越多；（3）B；串联；（4）A；相同质量的水；加热时间．

【分析】

（1）①电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映．这种方法是转换法．

②煤油比水的比热小，吸收相同的热量，煤油的温度变化比较大，实验效果比较好．

（2）由表格数据分析，在通电时间和电阻一定时，观察温度变化量和电流的关系．

（3）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生热量多少跟电阻的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小．

（4）“比较水和煤油比热容的大小”根据Q=cm△t，可以采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，根据温度变化量来判断比热大小．

两个烧瓶内的电阻相同，并联在同一电压下，产生的热量相同，水和煤油吸收热量多少用加热时间来反映．

14.【答案】4800

【解析】【解答】解：

由Q=I2Rt，

当通过它的电流增大为原来的2倍时，在相同的时间内产生的热量：

Q′=（2I）2Rt=4I2Rt=4Q=4×1200J=4800J．

故答案为：

4800．

【分析】已知导体的电阻和通电5min产生的热量，根据焦耳定律求出通过它的电流增大2倍时，相同时间内产生热量．

15.【答案】热；并；550

【解析】【解答】解：

电热驱蚊器是利用电流的热效应来工作的；

家庭电路中各用电器之间可以单独工作，互不影响，所以电灯、电风扇等其它家用电器是并联的；

通电100s产生的热量：

Q=W=

t=

×100s=550J．

故答案为：

热；并；550．

【分析】电流通过导体时向外放出热量的现象叫做电流的热效应；

家庭电路中用电器之间是并联的；

根据Q=W=

t求出产生的热量．

三、解答题

16.【答案】解：

（1）当开关S1、S2都断开时，电路为R1与L串联；

小灯泡L恰能正常发光，则说明灯泡两端电压为额定电压6V，

电路中电流为：

I=

=0.5A；

R1两端电压为：

U1=U﹣UL=12V﹣6V=6V；

R1阻值为：

R1=

=12Ω；

则R1所产生的热量为：

Q1=I2R1t=（0.5A）2×12Ω×10×60s=1800J；

（2）当开关S1、S2均闭合时，电路是R1与R2并联，电流表测干路电流；

电流表的量程为0﹣3A，要使电流表安全使用，即干路电流最大为3A；

通过R1的电流为：

I1=

=1A；

通过R2的最大电流为：

I2=I﹣I1=3A﹣1A=2A；

R2的最小值为：

R2=

=6Ω；

R2消耗的最大电功率是：

P2=UI2=12V×2A=24W。

答：

（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为12Ω；在10min内电流通过R1所产生的热量是1800J；

（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω；R2消耗的最大电功率是24W。

【解析】【分析】

（1）准确分析电路的变化情况，开关都断开时，是R1与L串联；开关都闭合时，是R1与R2并联；

（2）运用欧姆定律、焦耳定律公式、电功率计算公式可解答。

四、实验探究题

17.【答案】

（1）因为煤油的比热容比水的比热容小　

（2）　电阻　

（3）

c水　；水和煤油的散热程度不同　

【解析】【解答】解：

（1）因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；

（2）通电一段时间后，比较两烧瓶中温度计的示数，是为了探究电热与电阻的关系，将该电路设计成串联的目的是使通过R甲、R乙的电流和通电时间都相同；

（3）在图乙中，两只烧瓶中的电热丝阻值相同，通过的电流相同，通电时间相同，所以水和煤油得到的热量相同，即Q水=Q煤油，c水m（t水﹣t0）=c煤油m（t煤油﹣t0），所以煤油的比热容为c煤油=

c水．

因为水和煤油的散热程度不同，所以这样测量煤油的比热容会有较大的误差．

故答案为：

（1）因为煤油的比热容比水的比热容小；

（2）电阻；（3）

c水；水和煤油的散热程度不同．

【分析】

（1）从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因．

（2）由图知，两个电阻是串联的，电流相等，通电时间相等，电阻不同，所以实验目的是探究在电流和通电时间一定时，电热跟电阻的关系．

（3）已知两个相同的烧瓶中加入初温均为t0、质量相等的水和煤油，通电一段时间，因为电热丝的阻值、电流通电时间都相同，所以煤油和水获得的热量相同，据此列出等量关系式求解煤油的比热容．

根据水和煤油的散热程度不同来分析实验中的数据与课本中煤油的比热容的偏差．

五、综合题

18.【答案】

（1）解：

S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；由乙图可知此时电流值Imax=3A，则功率Pmax=UImax=220V×3A=660W

（2）解：

开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值I1=2A，则根据并联电路的电流特点可知：

电阻R1与R2并联时；I2=Imax﹣I1=3A﹣2A=1A，

根据欧姆定律得：

R2=

=

=220Ω

（3）解：

只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W