苏科版九年级物理15.3电热器 电流的热效应练习（有解析）

苏科版九年级物理15.3电热器 电流的热效应练习
一、单选题
小亮学习小组在一次野炊活动中，忘了带火柴，老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃，使他们吃到了香喷喷的饭菜。下列电器中，主要利用该原理工作的是
A. 电暖气 B. 电风扇 C. 电视机 D. 节能灯
小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭接在一起，电热毯仍能使用，但不久后又在搭接处烧断。搭接处烧断的原因是
A. 搭接处电阻丝的电阻较小，造成局部过热
B. 搭接处电阻丝的电阻较大，造成局部过热
C. 搭接处的电流比其他处的电流小，造成局部过热
D. 搭接处的电流比其他处的电流大，造成局部过热
将一台“”的电风扇、一个“”的充电器、一把“”的电烙铁分别接在的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是
A. 电风扇 B. 充电器 C. 电烙铁 D. 一样多
如图是一个油量表的示意图，滑动变阻器规格为“”。闭合开关，当浮球最低时滑片滑到端，电流表示数为，当浮球最高时，滑片滑到端，电流表示数为下列说法错误的是
A. 电阻的阻值为
B. 电源电压为
C. 在加满油后，内电阻产生的热量为
D. 电阻最小功率为
当一个电阻的阻值为时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为；如果要使它产生的热量为，下列办法中可行的是
A. 接原电路，将电阻变为原来的倍，通电时间变为原来的
B. 接原电路，将电阻变为原来的，通电时间变为原来的倍
C. 将电压变为原来的，电阻变为原来的倍
D. 将电压变为原来的倍，通电时间变为原来的
我国优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为。如果把这一技术应用于生产，它不可以制作的是
A. 电饭锅 B. 电脑 C. 电风扇 D. 导线
为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的甲、乙两装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。下列说法不正确的是

A. 甲图中的功率大于乙图中的功率
B. 甲装置可探究电流产生的热量与电阻大小是否有关
C. 比较与体积大小变化就可探究产生的热量与电流大小的关系
D. 相同时间里，气球的膨胀程度由大到小顺序为
某型号电饭锅有加热和保温功能，如图甲是其内部电路原理图，下列说法不正确的是
A. 电饭锅是利用电流的热效应进行工作的
B. 当开关接触点时，该电饭锅处于保温状态
C. 如图乙是该电饭锅工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是电饭锅加热时消耗的电能
D. 该电饭锅正常工作消耗的电能是
我国特高压输电技术处于世界领先水平。为建党周年献礼，电力部门在输电线的材料、工艺等方面刻苦攻关，在降低电能损耗上不断出新绩，这是因为提高了输电导线的
A. 温度 B. 导电性 C. 弹性 D. 惯性
关于电阻，下列说法中正确的是
铜导线的电阻比铁导线的电阻小
导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多
某学校教学楼中，同时发光的电灯越多，电路的总电阻越小
导体两端的电压越大，导体的电阻越大
A. B. C. D.
二、填空题
甲、乙两只电炉标有“”和“”字样，把它们串联在的电路中．在相同时间内产生热量较多的是___________ ，将它们并联在电路中，产生热量较多的是_________选填“甲”或“乙”串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为____________ ．
有甲、乙两个电热水壶，规格分别为“”和“”。
这两个电热水壶中，内部电热丝的阻值较大的是______。
使用电热水壶烧水时，发现水烧开了，而导线却几乎不热，这是因为电热水壶电热丝的电阻比导线的电阻______。
某手机电池容量为，电池电压为。用一个标有“输出”的快速充电器，将手机电池从零电量充满，充电效率为，需要______ 。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，这是因为正常工作时，通过快充充电线的______ 较大。
三、实验探究题
探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关
实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。
于是他们利用如图器材和电源、开关、导线、电流表等进行了探究实验，其中甲、乙、丙三个相同装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。
实验是通过比较形管中______来比较电阻丝产生的热量的多少。
要探究电热与电阻的关系，应选用______组合，并将它们______联接到电源两端进行实验，这样做采用的研究方法是______。
选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与______的关系，结论是：______。电路连接不变，假如将丙装置中瓶外的电阻丝也密封到瓶内，实验会发现______选填“乙瓶”或“丙瓶”内电阻丝产热更多。
锂离子电池具有重量轻、能量密度大等优点，许多纯电动汽车采用多节电池进行组装作为驱动电源。“放电电压”“电池内阻”和“电池容量”是锂电池的重要参数。
如图是用电池内阻测试仪测量单节电池的参数显示结果，可知该节电池的放电电压为，电池内阻为______。
小理同学想利用电流的热效应原理来粗略测量一节电池的电池容量即电池充满电时储存的电能。可供选择的实验器材有：电池、开关、导线、装有煤油的圆底烧瓶、电热丝、温度计。请回答以下问题：
为了缩短实验时间，在安全的前提下，电热丝的电阻值要尽量______选填“大”或“小”。
当电池容量耗尽时即电流表示数为零，测得圆底烧瓶中的煤油比热容温度升高了，若不计热量损失，由此算出该电池容量为______。
用此方法测算出的电池容量比真实值偏______选填“大”或“小”。
1.【答案】
【解析】解：老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃；
电暖器利用的是电流的热效应，电能转化为内能；电风扇工作时，电能主要转化为机械能；电视机工作，电能转化为光能、声能；节能灯工作时，电能转化为光能，故A符合题意。
故选：。
根据各用电器工作时的能量转化可做出判断。
本题考查了电能的转化，属于基础题。
2.【答案】
【解析】解：将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位很少，很细，电阻就较大。根据焦耳定律公式知，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，因此搭接头处容易被烧断。
故选：。
解答本题的关键就是理解接头处被烧断的原因是温度过高造成的，而温度过高是因为热量多。
此题考查电热毯搭接头容易烧断的原因，是因为电阻过大造成的。会根据焦耳定律的计算公式进行分析解决问题。
3.【答案】
【解析】解：电风扇、充电器、电烙铁三个用电器虽然功率一样，但是电风扇主要把电能转化为机械能，发热量较小，充电器将电能转化为化学能在电池里储存起来，发热量很小，只有电烙铁是利用电热，电能全部变成内能，电流通过电烙铁产生热量最多。
故选：。
解答本题要注意区分电热和电功，明白对于不同的电器二者的关系。
本题考查家用电器的作用，在生活中要注意积累，并体会电功和电热的区别。
4.【答案】
【解析】解：由电路图可知，与串联，电流表测电路中的电流。
当滑片位于端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由可得，电源的电压：
，
当滑片位于端时，电路为的简单电路，则电源的电压：
，
因电源的电压不变，
所以，，
解得：，故A正确；
电源的电压，故B正确；
在加满油后，滑片位于端，则内电阻产生的热量：
，故C正确；
当滑片位于端时，电阻的功率最小，则
，故D错误。
故选：。
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，分清加满油后滑片的位置和对应的电流是关键。
5.【答案】
【解析】略
6.【答案】
【解析】
【分析】
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，利用电流的磁效应和化学效应工作的用电器不受影响。
有些材料的电阻变为零，这即为超导现象；
当电流通过导体产生热量，将电能转化为内能，叫电流的热效应。
【解答】
在“魔角”石墨烯中加入一定数量的电子，“魔角”层叠石墨烯的电阻突然消失，这就是超导现象；
电饭锅是利用电流的热效应工作的，当电流通过超导体时，因为电阻为零，产生的热量为零；
电脑、电风扇工作不需要热能，利用超导体能够工作；导线电阻越小，电能的损耗越少，导线可以使用超导体
故A符合题意，不符合题意。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】本题探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律分析解答；
此题通过气体的热胀冷缩的程度来判断产生热量的多少，气体热胀冷缩的程度通过气球的膨胀程度来判断；
此题是探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系．所以在实验过程中，需要控制电流和通电时间相等．因此需要将两电阻串联；
根据焦耳定律，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；在电压相同时，根据，通电时间相同，电阻越小、电压越大，产生的热量越多；
【解析】
A.甲装置中两电阻串联，通过的电流乙装置中两电阻并联，通过的电流，，根据功率计算式，可得乙图中的功率大于甲图中的功率，故A项说法错误；
B.根据焦耳定律，甲装置中，通过电流和通电时间相同，根据公式，甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B项说法正确；
C.根据焦耳定律，甲、乙的两次实验中，通过电阻和通电时间相同，根据公式，两电阻的电流不同，所以通过比较相同时间里气球与的变化情况可探究电流产生的热量与电阻的关系，故C说法正确；
D.根据焦耳定律，甲的方案中通过电流和通电时间相同，根据公式，气球鼓起大小顺序；乙的方案中，两电阻并联，两端的电压和通电时间相同，根据公式，所以气球鼓起大小顺序；
甲装置中两电阻串联，通过的电流乙装置中两电阻并联，通过的电流，，在时间相同时，根据焦耳定律，可得乙图中的热量大于甲图中的热量，气球鼓起大小顺序，因此气球的膨胀程度由大到小顺序为，故D选项正确。
故选A。
8.【答案】
【解析】解：
A、电饭锅工作时，消耗电能转化为内能，是利用电流的热效应进行工作的，故A正确；
B、由图甲可知，开关接触点时，只有连入电路中；接触点时，两电阻串联。则开关接触点时，电路中电阻较小，而电源电压一定，由可知，此时电功率较大，电饭煲处于加热状态，故B错误；
、由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电能；
由图知，，加热时间，
加热消耗电能；
，保温时间，
保温时消耗电能；
电饭锅正常工作消耗的电能：
，故CD正确。
故选：。
电热器利用电流的热效应制成的加热设备，电热器工作时，消耗电能转化为内能；
由图知，开关接触点时，只有连入电路中，接触点时，两电阻串联，电源电压一定，由分析电饭煲的工作状态；
由图象知，横坐标表示时间、纵坐标表示电功率，由可知面积表示的物理量，并利用计算在一段时间内消耗的电能。
本题考查了电功率公式的灵活应用，要能正确分析开关在不同状态电路结构，关键是能看懂图象，将图象与所学知识联系起来，是一道好题。
9.【答案】
【解析】解：由可知，输送电流一定时，输电导线损耗的功率取决于输电导线的电阻，输电导线的电阻越小，电能损耗越小。为降低电能损耗，应减小输电导线的电阻，即提高了输电导线的导电性，故B正确，ACD错误。
故选：。
导线的导电性能越好，其电阻越小，在输电的过程中，损耗的能量越小。
本题考查了输电线的导电性，属于基础题。
10.【答案】
【解析】解：、电阻除了与材料有关外还与导体的长度、横截面积、温度有关，故错误；
、由焦耳定律：可知产生的热量除了与电阻有关外，还与电流的大小和时间有关；故错误；
、并联电路中，并联的电阻越多，则总电阻越小；故正确．
、电阻是导体的属性，只与导体的材料、横截面积和长度、温度有关，与电流及电压的大小无关；故错误；
故选：。
利用电阻大小的决定因素：长度、材料、横截面积、温度，结合选择项中告诉的各因素大小关系来确定两电阻丝的电阻大小。
根据并联电路中电阻的特点分析即可。
此题主要考查的是影响电阻大小的因素，考查的方式比较直接，是一道基础题，需要使用控制变量法的探究方法。
11.【答案】甲；乙；
【解析】
【分析】
本题考查焦耳定律的计算公式及其应用，电功率的计算。抓住电阻不变是解题的关键。知道两只电炉的额定电压和额定功率，根据比较两只电炉的电阻，根据串联电路的电流特点和焦耳定律比较两电炉的产生热量关系；根据并联电路中各并联支路两端的电压相等和比较两电炉的产生热量关系；分别计算两种情况下甲消耗的实际功率并确定其比例关系。
【解答】
由得，电炉的电阻，因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率，
所以甲、乙两只电炉的电阻：，
又因为串联电路中的电流处处相等，即通过甲、乙两只电炉的电流：，
根据可知，在相同时间内产生的热量，故串联时产生热量较大的是甲；
将它们并联在电路上，根据并联电路中各支路两端的电压相等，即，
则两电炉的实际功率等于额定功率，即：；，
根据可知，在相同时间内产生的热量甲乙，故并联时产生热量较大的是乙；
甲电炉的电阻为，乙电炉的电阻为，即；分担的电压；
串联在电路中甲消耗的实际功率为，当甲电炉并联在电路中，，
所以两种情况下甲消耗的功率之比为。
故答案为：甲；乙；。
12.【答案】甲 大
【解析】解：由得：
甲电热水壶的电阻：；
乙电热水壶的电阻：，
所以甲内部电热丝的阻值较大。
电热水壶在使用时，电热丝和导线串联，，通电时间相同，
因为，，
所以电流产生的热量：
，
从而出现电热丝热得发红，但跟电热丝连接的导线几乎不热的现象
故答案为：甲；大。
根据求出电热丝的电阻；
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。电热丝和连接的导线串联在电路中通过的电流相等，通电时间是相同的，而电热丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析。
本题主要考查对公式的应用、电功率焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握，知道电热丝和相连接的导线为串联是本题的关键。
13.【答案】 电流
【解析】解：电池充满电储存的电能为：，
充电器的有效功率为：，
充满电所需时间为：；
由焦耳定律公式可知，快充充电时电流大，在相同条件下，产生的热量多。快充充电线比普通手机充电线要粗一些，是通过增大导线的横截面积来减小导线电阻方法来减少充电时导线产生的热量。
故答案为：；电流。
14.【答案】液面高度差的变化 甲和乙 串 控制变量法 电流 在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多 乙
【解析】解：电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个形管中的液面高度相同，容器内气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映；
要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验，实验中采用的方法是控制变量法；
选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，根据并联电路的电流关系可知，通过两个容器内电阻的电流不同，而电阻大小和通电时间相同，因此可以探究电热与电流的关系；通过实验可知，乙中形管中液面的高度差要大一些，这说明乙中电阻产生的热量多，故结论为：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多；
电路连接不变，假如将丙装置中瓶外的电阻丝也密封到瓶内，该电路为并联电路；乙中电阻为；根据并联电路的电阻关系可知，丙中的总电阻与各个电阻的关系为：，则丙中的总电阻为；
通过容器内电阻的电流和通电时间相同，电阻不同，则探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以乙瓶内电阻丝产热更多。
故答案为：液面高度差的变化；甲和乙；串；控制变量法；电流；在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多；乙。
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映；
电流产生的热量的多少与电流大小、通电时间、电阻大小有关，根据控制变量法分析。
本题考查了探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关的实验，要注意控制变量法的应用。
15.【答案】 小 小
【解析】解：由图知电池内阻为；
根据知将相同质量的煤油升高相同的温度，吸收的热量相同，由可知要缩短实验时间，在安全的前提下，电热丝的电阻值要尽量小一些；
若不计热量损失，电池容量等于煤油吸收的热量，即；
实验中，电热丝放出的热量有一部分散失了，没有全部被煤油吸收，所以电池的容量比真实值偏小。
故答案为：；小；；小。
由图知电池内阻；
根据知将相同质量的煤油升高相同的温度，吸收的热量相同，由判断出要缩短实验时间电热丝电阻的变化；
若不计热量损失算出电池的容量；
实验中，电热丝放出的热量有一部分散失了，没有全部被煤油吸收，所以电池的容量比真实值偏小。
本题考查了单位换算、电功公式的应用以及偏差分析，是一道综合题，有一定的难度。
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