北师大版九年级年级全一册13.4电流的热效应 同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 13.4 电流的热效应
一、单选题
1．下列用电器消耗相同的电能时产生热量最多的是（ ）
A．电水壶 B．电吹风 C．电风扇 D．洗衣机
2．如图所示是我国“华为”公司研发的“无线快充”设备。当把手机放在底座上充电时，不到半小时就能把手机电池容量充至一半以上，极大地方便了人们的使用。该电池的部分参数如表格所示。以下说法错误的是（　　）
电池名称 锂离子电池
电压 3.7V
容量 4400mAh
A．充电过程中，手机电池相当于电路中的用电器
B．手机电池充电过程中，把电能转化为化学能
C．手机内部的电阻可以由3.7V除以4.4A来计算
D．底座的电线比较粗，是为了减少热量的产生
3．下列四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．电视机 B．电饭锅 C．电动汽车 D．电风扇
4．下列措施中，属于利用电流热效应工作的是（　　）
A．电视机的后盖有很多孔 B．电熨斗通电后发热可以熨平衣物
C．与空调器相连的导线很粗 D．电脑的主机中安装微型风扇
5．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
6．如图所示是某同学设计的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．通电一段时间，两个透明容器中空气内能增大是通过做功的方式改变的
B．通电一段时间，两个U 形管中液面高度的变化不同说明电流通过导体产生的热量与电阻有关
C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系， 右侧透明容器中应接入阻值是 5Ω的电阻
D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，右侧透明容器中应接入阻值是 10Ω的电阻
7．图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S1时，电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为3V
B．只闭合S1时，小灯泡L的电阻为2Ω
C．再闭合S2后，电流表的示数增加0.5A
D．再闭合S2后，在1min内电阻R产生的热量为48J
8．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么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形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（　　）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的
D．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
9．如图所示的家用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（　　）
A．数码照相机
B．电风扇
C．电饭锅
D．电视机
10．下列四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．电视机 B．电熨斗 C．吸尘器 D．电风扇
11．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电饭锅 B．电视机 C．抽油烟机 D．电冰箱
12．当两个用电器正常工作时，额定功率大的一定比额定功率小的（ ）
A．电流做功多 B．产生的热多
C．消耗电能快 D．工作时间少
二、填空题
13．在家庭电路中由于热水器的功率远大于电冰箱，因此，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比电冰箱的要___________一些（选填“粗”或“细”）；现让热水器单独工作3min，如图所示的电能表的转盘转了100r，热水器的实际功率为___________W。
14．小明家电扇铭牌上标有“220V 66W”字样，通过查找资料，得知该电扇的电动机电阻为8Ω，则该电扇正常工作5min，产生的热量为______J，获得了______J的机械能。
15．如图甲所示，把电阻R与灯L接在3 V的电源上，电阻R与灯L的U- I图像如图乙所示。当S闭合时，灯L的电阻为______Ω，电路消耗的功率为______W，通电2 min电阻R产生的热量为______J。
16．如图所示，电源电压不变，灯泡标有“6V 3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A电阻R的电功率为______W，通电10min后R产生的热量为______J。
三、综合题
17．如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装______，B处应安装______（选填“电动机”或“电阻丝”）；
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关______。要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关______；
（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1:R2=_______；
（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
18．图甲是某电烤箱的电路图，R1、R2两根电阻丝阻值均不变，图乙为其铭牌，其中高温档额定功率模糊不清。
××牌电烤箱
额定电压 220V
额定 功率 高温挡 ××W
中温挡 2420W
低温挡 484W
电源频率 50Hz
乙
（1）R1的电阻是_______Ω；
（2）该电烤箱处于低温档正常工作50s，R2产生的热量为_______J；
（3）该电烤箱高温档的额定功率为______W。在用电高峰时段，小明利用家中电能表（如图丙）测出了家庭电路的实际电压，他断开其他用电器开关，仅让电烤箱在高温档下工作，电能表的指示灯闪烁90次用时36s，则此时家庭电路的实际电压是_______ V。
19．如图所示是家庭电路中的家用电吹风的工作原理图，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。
（l）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图中______（选填“1 ”、 “2 ”或“3”）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是______；
（2）某次用该电吹风使用吹热风将头发吹干，电热丝的发热过程中将______能转化为______能；
（3）使用几年后，发现电吹风的电热丝变细了，则其电阻将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）近年来我国大力研发超导材料应用于家庭电路中，那么超导材料______（填“能”或“不能”）用于做电吹风的电热丝。
20．有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1=88Ω，R2=22Ω。
（1）如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡；
（2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；
（3）求中温挡正常工作时热水器的功率。
21．在物理学习中应该学会测量工具的使用并对基础实验有充分的了解，请按要求完成下列与实验相关的填空：
(1)读出图—1中水银体温计的示数 ________ ℃；
(2)使用电压表测量时指针在如图—2位置，原因是 ________________ ；
(3)如图—3所示探究电流磁效应的实验中，通电直导线应该沿 _____ （选填“东西”、“南北”或“任意”）方向放置在静止的小磁针上方，实验效果最好；
(4)带电物体接触验电器的金属球，如图—4金属箔片就张开是因为 _____________ ；
(5)图中开关闭合，B烧杯内温度计示数升高明显比A烧杯内温度计示数升高快，表明 _______ 相同时，电阻 ________ ，电流产生的热量越多。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
用电器工作时将电能转化为其他形式的能量。电水壶工作时将电能全部转化为内能；电吹风内有电动机和电热丝，工作时将电能转化为机械能和内能；电风扇和洗衣机工作时主要把电能转化为机械能，有一部分电能转化为内能。比较可知，消耗相同的电能，产生热量最多的是电水壶。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．C
【解析】
【详解】
AB．在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，相当于用电器，故AB正确，AB不符合题意；
C．电池容量是4400mAh，等于4.4Ah。意思是说，用4.4A的电流放电，在规定容量内，可以放电1个小时，即4.4Ah，放电时间的长短取决于手机使用的功率大小，而手机内部的电阻与电池容量和电池电压无关，故C错误，C符合题意；
D．导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关。长度材料一定时，底座的电线较粗，其阻值较小，根据焦耳定律，工作电流一定时，导体电阻越小产生热量越少。故D正确，D不符合题意。
故选C。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和少部分内能，不是利用电流的热效应工作的，故A不符合题意；
B．电饭锅工作时，电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B符合题意；
C．电动汽车工作时，主要是电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．电风扇工作时，主要是电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
A．电视机工作时会发热，后盖有很多孔，起散热用，故A不符合题意；
B．电熨斗通电后，根据电流热效应，电熨斗会发热，可以用来熨平衣物，故B符合题意；
C．与空调器相连的导线很粗，电阻较小，根据焦耳定律，相同时间、相同电流时，发热较小，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D．电脑的主机工作时会发热，安装的微型风扇起散热作用，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。
故选B。
5．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。
6．C
【解析】
【详解】
A．通电一段时间后，透明容器中的电阻丝发热产生热量，热量通过热传递的方式传递给容器内的空气，使得空气内能增大，故A错误；
B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中电流的大小相同，而由图中可知，左侧电阻丝中的电流为干路电流，右侧容器中的电阻丝中的电流为支路电流，流过两电阻丝的电流不同，通电一段时间后，两个U形管中液面高度的变化不同，无法说明电流通过导体产生的热量与电阻有关，故B错误；
C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，应控制电阻大小不变，故右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻，此时两容器中的电阻阻值相同，而流过两电阻丝的电流大小不同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故C正确；
D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则应控制两电阻中电流的大小相同，同时使两电阻丝的阻值不同，故右侧透明容器中接入阻值不为5Ω的电阻丝，同时断开右侧阻值为10Ω的电阻丝，与左侧容器中的电阻丝串联即可，不一定非要接入阻值为10Ω的电阻丝，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．只闭合S1时，电路为灯泡L的简单电路，电流表测电路中的电流，电流表的示数为0.5A，由图甲可知，此时灯泡两端的电压UL=4V，电源电压为4V，小灯泡L的电阻
故AB错误；
C．由图甲可知，R两端的电压
UR=6V，IR=0.3A
R的阻值为
再闭合S2后，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过小灯泡L的电流不变，由并联电路电流的关系可知电流表的示数增加
故C错误；
D．再闭合S2后，在1min内电阻R产生的热量为
Q=W=UIR1t=4V×0.2A×60s=48J
故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【详解】
A．装置中一个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可知
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；两容器中电阻丝的阻值相等，但通过它们的电流不同，这是探究电流产生的热量与电流的关系，不是探究电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，此时两容器中电阻丝的阻值不相等，结合前面分析可知，通过它们的电流也不同，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误；
C．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气温度的升高会导致容器中的空气体积膨胀，即可以通过U形管中液面高度差的变化来反映电阻丝放出热量的多少，故C错误；
D．通电一段时间后，电阻相同，根据Q＝I2Rt可知，时间和电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多，左边的电流大，则产生的热量多，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【详解】
A．数码照相机工作时主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作，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，不是利用电流热效应工作，故B不符合题意；
C．电饭锅工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作，故C符合题意；
D．电视机工作时主要把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
A．电视机工作时把电能主要转化为声能、光能、及少部分内能，不是利用电流热效应，故A不符合题意；
B．电熨斗工作时把电能转化内能，是利用电流热效应工作的，故B符合题意；
CD．吸尘器和电风扇工作时把电能主要转化机械能能，不是利用电流热效应工作的，故CD不符合题意；
故选B。
11．A
【解析】
【详解】
A．电饭锅主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B．电视机主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．抽油烟机是利用电动机来工作的，将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．电冰箱利用电动机带动压缩机来工作，将电能主要转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
12．C
【解析】
【详解】
电功率表示电流做功的快慢，当两个用电器正常工作时，实际功率等于额定功率，电流通过额定功率大的用电器做功一定比通过额定功率小的用电器做功快；由 可知，电流做功和产生的热量 与电功率和时间两个因素有关，电功率大，做功和产生的热量不一定多；由可知，工作时间还与电流做功多少有关。故ABD不符合题意、C符合题意。
故选C。
13． 粗 1000
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。
[2]电能表的转盘转100r，电热水器消耗的电能
工作时间
则该热水器的实际功率
14． 216 19584
【解析】
【详解】
[1]电风扇工作时的电流为
产生的热量为
Q=I2Rt=(0.3A)2×8Ω×5×60s=216J
[2]风扇工作时消耗的电能为
W=UIt=220V×0.3A×5×60s=19800J
风扇获得的机械能为
W机械=W-Q=19800J-216J=19584J
15． 10 1.8 108
【解析】
【详解】
[1]当S闭合时，灯L与电阻并联在3V的电源上，故此时的灯泡两端的电压为3V，通过乙图可知，此时的电流为0.3A，故此时灯泡的电阻为
故此时的灯泡的电阻为。
[2]总电流为
电路消耗的功率为
电路消耗的功率为。
[3]此时电阻R两端的电压也为3V，电流为0.3A，则通电2min电阻R产生的热量为
故则通电2 min电阻R产生的热量为。
16． 0.6 360
【解析】
【分析】
【详解】
[1]因为闭合开关后，灯泡正常发光，所以此时灯泡两端的电压为6V，电功率为3W，根据，通过小灯泡的电流为
因为电路为并联电路，所以电源电压和电阻两端的电压也为6V，总电流等于各支路电流总和，所以通过电阻的电流为
所以电阻的电功率为
[2]根据可知，10分钟后R产生的热量为
17． 电阻丝 电动机 S S和S1 1:2 变小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]电阻用来发热，电动机用来产生风，若A处装电动机，B处装电阻，则B处产生的热无法被风带出，会烧坏电吹风，因此A处应装电阻，B处装电动机，风将产生的热带出，形成热风。
（2）[3]要吹冷风状态，则电阻不工作，电动机工作，应闭合开关S。
[4]要吹暖风，由图，R1工作、R2不工作，因此应闭合开关S、S1 。
（3）[5]电吹风处于“暖风”状态时，R1和电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了20℃，此时发热功率为
处于“热风”状态时，R1、R2、电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，此时发热功率为
假设这两种状态下的热效率相同且都为η，则二种情况下空气吸热分别为
两式相比得
化简整理得
可求得
（4）[6]电阻丝升华，会变细，电阻值会变大，为纯电阻电路，根据功率公式
可知，电阻增大时，发热功率会变小。
18． 20 19360 3025 200
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图可知，闭合开关S1，开关S2接b时，只有R1接入电路，电阻较小，由可知功率较大，电烤箱处于中温挡，R1的电阻
（2）[2]开关S1断开，开关S2接b时，R1与R2串联，总电阻最大，由可知功率较小，电烤箱处于低温挡，通过该电路的电流为
此时该电路的总电阻为
串联电路总电阻等于各分电阻之和，则R2的阻值为
R2=R低-R1=100Ω-20Ω=80Ω
电烤箱处于低温挡正常工作50s，R2产生的热量为
Q=I低2R2t=(2.2A)2×80Ω×50s=19360J
（3）[3]闭合开关S1，开关S2接a时，R1与R2并联，总电阻最小，由可知功率较大，电烤箱处于高温挡，此时 R1的电功率为2420W，R2的电功率为
电烤箱处于高温挡时的额定功率为
P高=P中+P2=2420W+605W=3025W
[4]指示灯闪烁90次消耗的电能为
电烤箱处于高温挡时的实际功率
R1与R2并联，并联电路总电阻的倒数等于各并联支路电阻的倒数之和，则并联电路的总电阻
该电路的实际电压
19． 3 并联 电 内 变大 不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]让电吹风工作时吹出热风，应让开关置于图中3位置，此时电热丝和电动机同时工作，并联在电路中。
(2)[3][4]电热丝发热过程中是将电能转化为内能，所以会发出热量。
(3)[5]电热丝的材料及其长度不变，但横截面积变小，则其电阻变大。
(4)[6]电热丝是利用电流的热效应工作的，而超导材料的电阻为0，电流通过时不会产生热量，所以不能用超导材料做电热丝。
20．（1）闭合开关S1，并将S2拨至位置a；（2）1.32×105J；（3）550W
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由图知，当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由可知，此时总功率最大，热水器处于高温挡。
（2）当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由可知，此时总功率最小，热水器处于低温挡； 此时热水器正常工作5min内电热丝产生的热量
（3）当只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温挡，中温挡正常工作时热水器的功率为
答：（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温档；
（2）低温档正常工作5min内电热丝产生的热量为；
（3）中温档正常工作时热水器的功率为。
21． 38.8 选择的量程过大 南北 同种电荷相互排斥 电流和通电时间 越大
【解析】
【详解】
(1)[1]由图像可知体温计的分度值为0.1℃，此时的温度为38.8℃。
(2)[2]由图像可知，电压表指针偏转过小，因此在使用时选择的量程过大。
(3)[3] 由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应把直导线南北放置。
(4)[4] 带电物体接触验电器的金属球，使金属箔片带上同种电荷，同种电荷相互排斥，金属箔片就张开了。
(5)[5][6]由图像可知，两电阻丝串联，电流和通电时间相同，B中电阻大，温度计示数升高快，说明在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。
答案第1页，共2页
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