苏科版九年级物理15.3电热器电流的热效应同步测试题（有解析）

苏科版九年级物理 15.3电热器 电流的热效应 同步测试题
一、单选题
1．某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（　　）
A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态
B．0~20min，该电饭煲产生的热量为6×105J
C．电饭煲处于加热状态时的功率是1000W
D．R1的电阻为181.5Ω
2．如图所示，电取暖器通电一段时间后，其中的电热丝就会热得发红，而与电热丝相连的导线的温度却没有明显的升高，这主要是因为
A．导线是导体，电热丝是绝缘体
B．导线的电阻远小于电热丝的电阻
C．通过导线的电流小于通过电热丝的电流
D．导线的通电时间比电热丝的通电时间长
3．【北京六十五中2018届九年级（上）期中物理试题】如图所示的家用电器中，在工作时把电能转化为机械能的是（　　）
A．笔记本电脑
B．电风扇
C．电视机
D．电烤箱
4．如图所示为小明连接的电路，他检查导线连接无误后，闭合开关S，发现两灯均不发光，于是他用一根导线分别连接到ab，bc，cd和ac两点，灯L1，L2均不发光，再用导线连接到bd两点时，灯L1发光，L2不发光，由此判定电路的故障是（　　）
A．灯L1与开关S均开路 B．灯L2与开关S均开路
C．灯L1与开关S均短路 D．灯L2与开关S均短路
5．小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对这个现象描述正确的是（ ）
A．电炉丝和导线两端的电压相等，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热
B．通过电炉丝和导线的电流是一样的，而导线的电阻小，所以导线没有电炉丝热
C．电炉丝和导线的电阻相同，而电炉丝的热效应大，所以导线没有电炉丝热
D．电炉丝和导线消耗的电能是一样的，只是电炉丝转化的内能多，所以电炉丝热
6．关于电流通过导体时产生的热量，下列说法中正确的是
A．根据可知，时间相同，电阻越大，电流产生的热量越少
B．根据可知，时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多
C．根据可知，时间相同，电压越大，电流产生的热量越多
D．根据可知，时间和电流相同时，电阻越大，电流产生的热量越多
7．发现通电导体产生热量与电流、电阻、通电时间关系的物理学家是（　　）
A．牛顿 B．帕斯卡 C．焦耳 D．瓦特
8．下列用电器中，利用电流的热效应工作的是
A．电水壶 B．电冰箱 C．电视机 D．电风扇
9．在如图的家用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（ ）
A．空气净化器
B．电冰箱
C．音响设备
D．电饭锅
10．一幢楼的用电器全部使用时，电路中消耗的电功率是P，串联在干路里的保险丝每分钟产生的热量是Q，若只用部分用电器时，电路中消耗的电功率变成 ，这时保险丝每分钟产生的热量是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．关于电与磁的说法正确的是( )
A．磁体周围的磁感线是真实存在的 B．奥斯特实验说明电流周围存在磁场
C．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近 D．发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时将机械能转化为电能
12．如图是探究电流通过导体时产生热的多少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．通电后透明容器中电阻丝内能变大是通过做功的方式改变的
B．U形管中液面高度发生变化主要是U形管中液体的热胀冷缩
C．乙图实验可以研究电流通过电阻产生的热量与电阻大小的关系
D．通电后，乙图中AB电阻丝放出的热量之比为2：1
三、填空题
13．小明同学学习了家庭电路的知识后，在生活中更加注意观察、了解用电情况：
（1）他发现自己家洗衣机用的是三脚插头，如图所示：其铭牌上标有“10A 250V”字样，其中的“10A”表示 ________
（2）小明同学又仔细观察三只插脚，发现：标有“E”字的插脚比其它两脚稍长一些．它比其它两脚稍长一些有的好处 ________
（3）在家庭电路中线路连接处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾，原因是 ________
（4）灯泡为什么要用钨丝作灯丝？ ________
14．在如图所示的电路中，电源电压保持3V不变，阻值R1=2R2．闭合开关后，发现只有电流表A2无示数，则在电阻R1、R2中，出现故障的是___________．排除故障电路正常接通后，电流表A1与A2的示数之比为___________；电阻R1、R2在相同的时间内产生的热量之比为___________．
15．电热既有有利的一面，也有有弊的一面．利用电热：家里的______、______、______以及______等都是利用电热的例子；而电视机后盖有很多孔，这是为了________；电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，这是为了________．
16．如图所示，用气筒向装有少量水的瓶里打气，当瓶塞从瓶口跳出时．看到瓶中出现了白雾．在“瓶塞跳出，出现白雾”这个过程中，发生的物态变化是__________，发生的能量转换是：__________，这个现象说明了__________________。
17．如下图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1=5Ω，R2=15Ω．
（1)若开关Sl、S2都断开时，电流表示数为O.2A，则电路中的总电阻为 _____Ω，电源电压是 _____V；
（2）若开关Sl、S2都闭合时，电流表示数为O.9A，则通过电阻R3的电流是 _____A，100s产生的热量为 _____J．
四、实验题
18．为了探究电流的热效应与哪些因素有关，设计了如图甲的装置，将两段阻值不同的电阻丝（R1=5Ω，R2=10Ω）分别密封在两个完全相同盒内，盒内封闭一定量的空气。
(1)图甲两个塑料盒内电阻丝按照虚线框中的方式连接时，是为了保证_____相同。
(2)在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察_____来体现的，从图甲中的现象可以得出结论：_____。
(3)利用图甲装置实验得出结论后，实验小组通过改变电流来看看在其它电流大小情况下，之前的结论是否依然成立，下列哪些操作可行的是( )
A．用导线将B盒电阻丝两端直接连接 B．将5Ω电阻更换为20Ω电阻
C．在A盒电阻丝两端并联多一个5Ω的电阻 D．适当提高电源电压
(4)将虚线框内的装置换成图乙的装置，为了探究电流热效应与电流大小关系，D盒中的电阻丝的电阻应该为_____Ω。在实验过程中，C、D两盒中电阻丝相同时间内放出热量QC_____QD。（选填“大于”“小于”“等于”）
五、简答题
19．如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面向里的磁感线，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端，由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1；若将金属框换成质量相同的塑料框，其他条件不变，塑料框滑到底端时，具有的动能为E2．
(1)请判断E1和E2的大小关系；
(2)简要说明判断理由．(提示：金属框是导体，有电阻)
六、计算题
20．如图甲所示是某电热水壶，该电热水壶的铭牌如图乙，电路原理如图丙所示，R1、R2为电热丝，R2的阻值为1210Ω（阻值均不受温度影响），该电热水壶有加热和保温两种工作状态。S0是一个自动温控开关，当壶内水温度达到100℃时会自动断开，自动进入保温状态，求：
（1）电阻R1的阻值多大。
（2）若电热水壶正常工作的热效率（水吸收的热量与消耗电能之比）为84%，将满壶水从20℃加热至70℃需要消耗多少J的电能【c水=4.2×103J/（kg·℃）】？
（3）若整个家庭电路中只有电热水壶在保温档工作，发现如图丁所示的电能表表盘转动162转共用时100min，求此时家庭电路两端的电压。
额定电压 220V
加热功率 840W
额定容积 2L
频率 50Hz
乙
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．电源电压一定，当S接触点2时，两电阻串联，电路中的总电阻等于两电阻之和，电路的总电阻最大，由可知，电路消耗的功率最小，处于保温状态，当S接触点1时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，由可知，电路消耗的功率最大，处于加热状态，故A错误；
BC．由图乙可知，0~20min，电饭煲在0~10min处于加热状态，功率是800W，电饭煲处在10~20min处于保温状态，功率为200W，该电饭煲产生的热量为
故B正确，C错误；
D．当S接触点1时，电路为R1的简单电路，处于加热状态，加热状态时的功率是800W，R1的阻值
故D错误。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
A．导线是导体，电热丝也能导电，则电热丝也是导体，故A错误；
BCD．电热丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，由于导线的电阻远小于电热丝的电阻，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过导线产生的热量很少，则与电热丝相连的导线的温度没有明显升高，而电热丝热得发红，故B正确，CD错误．
3．B
【解析】
【详解】
A、笔记本电脑主要把电能转化为光能，故A不符合题意；
B、电风扇工作时主要把电能转化为机械能，故B符合题意为答案；
C、电视机主要把电能转化为光能与声能，故C不符合题意；
D、电烤箱主要把电能转化为内能，故D不符合题意；
故选B．
点睛：用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其他形式能量的过程．有多少电能转化为其他形式的能量，我们就说电流做了多少功．
4．B
【解析】
【详解】
L1与L2是串联电路，在电路中任意一处断开，则灯泡都不能工作；导线分别连接到ab，bc，cd和ac两点，灯L1，L2均不发光，说明电路都为断路；当导线并联在ac两点间时，灯L1，L2 均不发光，说明cd间有断路，即灯L2 开路；当导线并联在cd两点间时，灯L1，L2均不发光，说明灯L1 开路或开关开路；当导线并联在bd两点间时，灯泡L1发光，说明灯L1 正常，bd间发生断路，因此，电路故障为灯L2 与开关S均开路。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
电炉在使用时，电炉丝和导线串联，，通电时间t相同，因，，所以电流产生的热量，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象；
A．不符合题意；
B．符合题意；
C．不符合题意；
D．不符合题意．
6．D
【解析】
【详解】
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．
7．C
【解析】
【详解】
导体通电时产生的热量与电流的平方、电阻的大小、通电时间成正比，这叫做焦耳定律，是物理学家焦耳发现的，答案选C．
8．A
【解析】
【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．
【详解】
电冰箱、电风扇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；
只有电水壶是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作，符合题意．
故选A．
【点睛】
这类的题目从能的转化过程，很容易判断，特别是利用热效应工作的用电器，生活中我们都是很熟悉的，不难分辨．
9．D
【解析】
【详解】
A．空气净化器主要依靠电动机来工作，将电能转化为机械能，故A不合题意；
B．电冰箱主要依靠压缩机来工作，将电能转化为机械能，故B不合题意；
C．音响设备主要将电能转化为声能、机械能，故C不合题意；
D．电饭锅是利用了电流的热效应，来给食物加热的，故D符合题意．
10．A
【解析】
【详解】
由题可知，电路中消耗的电功率变成，电源电压不变，根据P=UI可知，电流变为原来的，保险丝的电阻不变，根据Q=I2Rt可知，保险丝每分钟产生的热量变为原来的，原来保险丝每分钟产生的热量是Q，现在保险丝每分钟产生的热量是．
11．BCD
【解析】
【详解】
A． 磁感线是为了描述看不见但又客观存在的磁场而在实验的基础上通过建立模型的方法二假想出来的曲线，其并不客观存在，故A错误；
B． 奥斯特实验说明电流周围存在磁场，故B正确；
C． 由地磁场的特点可知，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故C正确；
D． 发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时将机械能转化为电能，故D正确．
12．AC
【解析】
【详解】
A．电流通过电阻丝，电流会做功，电能转化为内能，电阻丝内能变大，是通过做功的方式改变内能的，故A正确；
B．根据转换法，U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的气体的热胀冷缩造成的，故B错误；
C．乙图中，两个电阻串联，通过它们的电流相等，两个电阻阻值的大小不同，可以研究电流通过电阻产生的热量与电阻大小的关系，故C正确；
D．根据焦耳定律的公式Q=I2Rt可知，电流、通电时间相同，热量与电阻大小成正比，则产生的热量比值为
Q1：Q2=5Ω：10Ω=1：2，
故D错误．
13． 允许通过的最大电流 它比其它两脚稍长一些，插插头时能使家用电器的金属外壳先接地，拔插头时能使金属外壳后离开地线，即使家用电器因绝缘不好“漏电”，人也不会触电 当线路连接处接触不良时，会使该处的电阻增大，电流经过该处产生热量增多．同时，接触处的电阻又将随温度升高而增大．从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾 钨的熔点高，可以耐高温，不易断
【解析】
【详解】
解答：(1)三脚插头不是用电器，不需要利用电流来工作，则铭牌上标有“10A250V”字样，其中的“10A”表示允许通过的最大电流为10A.(2)标有“E”字的插脚为接地线，比其它两脚稍长一些．这样插插头时能使家用电器的金属外壳先接地，拔插头时能使金属外壳后离开地线，即使家用电器因绝缘不好“漏电”，也会使电流通过导线导入大地，人也就不会触电．(3)当线路连接处接触不良时，会使该处的电阻增大，电流经过该处产生热量增多．同时，接触处的电阻又将随温度升高而增大．从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾．(4)白炽灯发光时，灯丝温度达到2000℃以上，所以要求灯丝的熔点要高，选用钨丝作为灯丝就是因为钨的熔点高．
14． R1 3：1 1：2
【解析】
【详解】
由图知道，当闭合开关后，R1与R2并联，A1测量总电流，A2测量R1的电流，电压表测量R1的电压，此时若发现只有电流表A2无示数，则说明没有电流通过电阻R1，即出现故障的是R1；排除故障电路正常接通后，由欧姆定律知道，通过R1与R2的电流之比是：；由并联电路的特点知道，电流表A1与A2的示数之比是：；
由焦耳定律知道，电阻R1、R2在相同的时间内产生的热量之比为：．
15． 电热水器 电饭锅 电熨斗 电热毯 散热 散热
【解析】
【分析】
电流通过导体时，因为导体有电阻，所以不可避免地产生热量，如果电流产生的热量是有害的，就要尽可能地加快散热，防止电热造成危害．
【详解】
(1)电热水器、电饭锅、电熨斗和电热毯都是利用电热的例子，是利用电流的热效应进行工作的；(2)电视机后盖上的小孔以及电动机外壳上的翼状散热片都是为了散热．
16． 液化 内能转化成机械能 做功可以改变物体内能
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3]用气筒向装有少量水的瓶里打气，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，内能转化成瓶塞的机械能，使气体自身的内能减少，温度降低，受温度减低的影响，瓶口周围的气体液化成小水滴，这些小水滴就是看到的白雾。这个现象说明了做功可以改变物体内能。
【点睛】
17． 20 4 0.1 40
【解析】
【详解】
试题分析：（1）若开关Sl、S2都断开时，R1和R2串联，电路中的总电阻：，
电源电压：；
（2）若开关Sl、S2都闭合时，R1和R3并联，通过R1的电流：，通过电阻R3的电流：，100s产生的热量：．
考点：欧姆定律的应用；焦耳定律的应用
点评：需要知道串联电路中各处的电流相等，并联电路中干路的电流等于各支路的电流之和．
18． 电流 U型管内液面高度差 电流与通电时间相同时，电阻越大，电流热效应产生热量越多 BD 10 大于
【解析】
【详解】
(1)[1]由图甲可知，两电阻丝串联，电流相等，这样连接是为了，研究电流相同时，电流热效应和电阻的关系；
(2)[2]通电后塑料盒内空气受热膨胀，U型管内液体高度差会变大，热量越多高度差越大，所以电阻产生的热量多少是通过观察U型管内液面高度差铼体现的；
[3]图甲中的现象可以得出结论：电流与通电时间相同时，电阻越大，电流热效应产生热量越多；
(3)[4]改变电流可以通过改变电路中的电阻阻值或改变电源电压来实现，故选BD；
(4)[5] D盒中的电阻丝的电阻应该与C盒中电阻相同，这样就可以保证电阻相同，研究电流热效应与电流的关系；
[6] C、D两盒中电阻丝，相同时间内放出热量由图可知，C盒液面高度差大于D盒液面高度差，所以C盒中电阻丝产生的热量大于D盒电阻丝产生的热量，故填大于。
19．(1)E1＜E2． (2)因为金属框是导体，所以它在通过磁场的过程中会因切割磁感线产生感应电流，使一部分机械能转化为电能(电能又转化为内能)，故E1＜E2．(因为斜面光滑，所以塑料框的机械能守恒)
【解析】
【详解】
根据题意知道，当金属框进入磁场区域时，由于金属框的部分电路切割磁感线，所以，产生了感应电流，此过程电流做功转化为内能；若将金属框换成质量相同的塑料框，则塑料框沿光滑斜面滑到底端时，塑料框的机械能守恒，所以，E1 ＜E2
20．（1）60.5Ω；（2）5×105J；（3）198V
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由题意可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，则电热水壶保温时的功率
由题可知，开关S、S0均闭合时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，R1的功率
P1=P加热-P保温=840W-40W=800W
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，正常工作时电阻R1的阻值
（2）水的体积
V=2L=2dm3=2×10-3m3
由可得，水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3 m3=2kg
水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J
由可得，消耗的电能
（3）3000r/（kW h），是指每消耗1kW h的电能，电能表的表盘转了3000转，表盘转了162转，电热水壶消耗的电能
时间
t=100×60s=6000s
电热水壶的实际功率
由可得，实际电压
答：（1）电阻R1的阻值为60.5Ω；
（2）若电热水壶正常工作的热效率为84%，将满壶水从20℃加热至70℃至少需要消耗的电能为5×105J；
（3）家庭电路两端的电压为198V。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页