北师大版九年级年级全一册13.4电流的热效应（含答案）

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．小明在探究某个科学问题时，把阻值恒定为R1、R2（R1=R2）的两段电热丝分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的两种不同液体，并连接成如图所示的实验电路，实验中所用温度计完全相同。则下列说法正确的是（　　）
A．该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的种类是否有关
B．该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的质量是否有关
C．该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关
D．该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体中的电流是否有关
2．如图所示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，两个相同透明容器中密封着等质量的空气，下列说法正确的是（　　）
A．此实验装置可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．此实验装置无法探究电流产生的热量与通电时间的关系
C．通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
D．此装置利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
3．如图所示现象或装置在工作时，与热机做功冲程的能量转化相同的是（　　）
A．钻木取火
B．水蒸气将塞子冲出
C．活塞迅速下压，棉花燃烧
D．电炉子
4．下列常用物理量与对应单位及符号正确的是（　　）
A．电功-（W） B．电功率-（J） C．电能-（kW·h） D．电热-（kW）
5．已知一电动机的内阻（转子线圈的电阻）为R，两端电压为U时，电动机正常转动，此时通过电动机的电流为I，电动机的电功率为P，当工作时间为t，电动机内阻因为电热产生的热量可以表示为（　　）
A．UIt B．I2Rt C．t D．Pt
6．如图所示，电阻为R的某型号风扇，连接在电压为U的电路上，若通过的电流为I，工作时间为t。则计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（　　）
A．UIt B．t C．I2Rt D．都可以
7．将两根电热丝R1和R2串联起来，接在如图所示的电路中通电，若R1＞R2则（　　）
A．甲火柴先被点燃 B．乙火柴先被点燃
C．两根火柴同时被点燃 D．无法比较
8．下列家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　）
A．洗衣机 B．电风扇 C．电饭锅 D．电视机
9．人们把处于超导状态的导体称为超导体，超导体电阻为零，它适合做（　　）
A．电炉丝 B．电熨斗 C．输电导线 D．变阻器
10．将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（　　）
A．三个用电器消耗的电能一样多
B．三个用电器产生的热量相等
C．三个用电器均能将电能全部转化为内能
D．可以根据可计算出三个用电器的电阻
11．下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是（　　）
A．电冰箱 B．电视机 C．电脑 D．电热水壶
12．随着科学技术的发展，越来越多的用电器进人了我们的生活，下列用电器主要利用电流的热效应工作的是（　　）
A．油烟机
B．电火锅
C．无人机
D．电视机
二、填空题
13．某同学在检修一只标有额定值为“220V 800W”的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用相同长度、相同材料但较细的电炉丝补接上，再接入220V的原电路中使用，那么它的实际功率将______（选填“低于”、“等于”或“高于”）额定功率；将电炉通过导线接到电路里，电炉丝热得发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的______有关。
14．如图所示，这是一个既能吹冷风又能吹热风的电吹风机的简化电路示意图，其中A表示电动机，B表示电热丝。将插头插入插座，若要吹出热风，应闭合开关________。当电吹风机吹冷风时，将电能主要转化为________能。
15．如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关：若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的______两个密闭容器进行实验；通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器______中的电阻丝；如果通电时间一段时间发现乙和丙U型管中液面的高度差逐渐变大，但甲中不变，则可能的原因是______。
16．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。
三、综合题
17．电热水壶上标有“220V 1000W”字样，在额定电压下，若发热体产生的热量全部被水吸收：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）；ρ水=1×103kg/m3； g取10N/kg]
(1)烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻________；
(2)已知此时水深为10cm，水对容器底部压强为_____ Pa；
(3)将水壶中1.5kg水从20℃加热至100℃，需要时间为_______ s。
18．在家电博览会上，小美家买了一款标有“220V，3000W”的电热水器。
（1）电热水器中的电热管工作时利用的是电流的________效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是________（选填“可见”或“不可见”）光；它在真空中的传播速度为________km/s。
（2）大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有10A和16A两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座______。
19．冬天，王丽同学买了一个额定电压是220V的电热宝来暖手，如图甲所示，她和学校科技小组的同学研究发现这是一个简易的三挡位的“电热宝”，大家画出了电热宝的电路图，如图乙所示，R1、R2都是发热电阻。将此电暖器接入家庭电路中，当S1闭合，S2接a时为中温挡，电热宝的功率为220W；当S1闭合，S2接b时为高温挡，已知此时电热宝的功率为440W。
（1）求高温挡时电路中的总电流______和R1、R2的电阻各是多少______；______？
（2）电热宝在低温挡时，开关S1______（选填“断开”或“闭合”）、S2接______（选填“a”或“b”），此时电热宝每1min放出的热量是多少______？
（3）若电热宝里面的液体是水，质量为1kg，正常工作时用高温挡从40℃加热到80℃时，用时为7min，则电热宝的效率为多少______（百分号前整数）？
20．如图是苏泊尔电饭锅的原理图，它有加热和保温两档，通过S的通断进行调节，R0、R都是电阻，当是加热挡时电路的电功率为1000W，当是保温挡时电路总功率为22W。求：
(1)要使电饭锅处于保温挡时，开关S应处于______ 状态？
(2)电阻丝R0的阻值是多大？( )
(3)当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流多大？保温5min电阻丝R0产生的热量是多少？( )
21．华为手机mte20pro的多项黑科技中一个亮点就是“华为超级快充技术”，部分参数见所示表格。
（1）利用超级快充技术，不考虑充电时的电能消耗，需要把这款电池从电量为0%充到100%，需要的时间是______s。消耗的这些电能可供一只“220V 100W”的灯泡正常工作______h，能让如图所示电能表表盘转______转；
型号 mte20pro
屏幕尺寸 6.39英寸
电池容量 57600焦耳（4200毫安时）
超级快充功率 40瓦特
防水 IP68
（2）若充电的数据线的阻值为0.5Ω，超级快充的电流是2A，则这个充电过程中数据线产生的热量是______J；
（3）某用户发现该款手机使用的充电数据线跟首通充电数据线相比，长度相同，但是要粗一些，你认为这样设计数据线的原因是______；
A．增大充电数据线电阻，减少充电过程中数据线产生的热量
B．增大充电数据线电阻，增大充电过程中数据线产生的热量
C．减小充电数据线电阻，增大充电过程中数据线产生的热量
D．减小充电数据线电阻，减少充电过程中数据线产生的热量
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．A
【详解】
A．根据题意，两个电阻串联，通过两电阻的电流、通电时间、电阻都相同，两个烧瓶中的液体的种类是不同的，可以根据温度计升高的示数来物质的吸热能力，故A正确；
B．探究物质的吸热能力跟物体的质量是否有关时，应控制液体的种类相同，故无法完成实验，故B错误；
CD．通过两电阻的电流、通电时间、电阻都相同，故无法探究导体产生热量跟导体的电阻、电流的关系，故CD错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．根据焦耳定律可知，要探究电流产生的热量与电流大小的关系，要控制电阻大小和通电时间两个物理量不变，由图可知两个串联的电阻大小不一样，故不能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系，故A错误。
B．此实验装置要想探究电流产生的热量与通电时间的关系，由可知，可以用容器中的任一电阻为研究对象，控制电阻和电流大小不变，改变通电时间的长短，观察U形管中液面的高度差的变化，既可以得出探究电流产生的热量与通电时间的关系，故B错误。
C．由可知，通电一段时间后，即加热时间相同，左右两侧的电阻为串联，通过两电阻的电流也相等，由于右侧电阻大于左侧的电阻，所以右侧产生的热量多于左侧，右侧气体膨胀后的体积比左侧气体膨胀后的体积大，故右侧U形管中液面的高度差比左侧的大，故C正确。
D．由题可知，由于两个相同透明容器中密封着等质量的空气，此装置利用透明容器中气体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
热机做功冲程中，高温高压的气体对活塞做功，将内能转化为机械能。
A．钻木取火，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．水蒸气对活塞做功，水蒸气的内能减小，活塞由静止变为运动，机械能增加，故水蒸气将内能转化为活塞的机械能，故B符合题意；
C．活塞对筒内的空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到棉花的着火点，而使棉花燃烧，故是机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．电炉子工作时消耗电能，得到内能，电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】
A．电功的国际单位是焦耳，符号J，故A错误；
B．电功率的国际单位是瓦特，符号是W，故B错误；
C．电能的单位由焦耳和千瓦时，符号分别是J和kW·h，故C正确；
D．电热的国际单位是焦耳，符号是J，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
电动机为非纯电阻，线圈产生的热量为
电动机消耗的电能为
电动机输出的机械能为
故选B。
6．C
【详解】
电功的计算公式：W=UIt是用来计算用电器消耗电能的，焦耳定律公式：Q=I2Rt是用来计算电流产生热量的；用电器如果将电能只转化为内能，则
是通用的，而电动机是非纯电阻电路，工作时将电能转化为机械能和内能，计算产生热量只能用Q=I2Rt来计算。综上所述，故ABD错误，C正确。
故选C。
7．A
【详解】
R1和R2串联所以电流相等，因为R1＞R2根据公式得在一定时间内R1产生的热量多，所以甲火柴先被点燃。
故选A。
8．C
【详解】
A．洗衣机工作时将电能主要转化为机械能，没有利用电流的热效应工作，故A不符合题意；
B．电风扇工作时将电能主要转化为机械能，没有利用电流的热效应工作，故B不符合题意；
C．电饭锅主要是利用电流的热效应将饭煮熟的，故C符合题意；
D．电视机工作时，电能主要转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
A．电炉丝是利用电能转化为内能工作的，需要电阻比较大，产生的热量多，故A不符合题意；
B．电熨斗是利用电能转化为内能工作的，需要电阻比较大，产生的热量多，故B不符合题意；
C．输电导线为了减小电能的损耗，电阻越小越好，故超导体适合做导线，故C符合题意；
D．变阻器需要电阻稍微大一定的材料，故D不符合题意。
故选C。
10．A
【详解】
A．电功率相同，工作时间相同，故消耗的电能相同，故A正确；
BC．电风扇将电能主要转化为机械能，少部分转化为内能，电视机一部分电能转化为光能，而电烙铁是将电能全部转化为内能，故BC错误；
D．电风扇不是纯电阻，不适合欧姆定律，故也不适合，故D错误。
故选A。
11．D
【详解】
A．电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，通过做功发生物态变化工作的，不是利用电流的热效应来工作的，故A不符合题意；
B．电视机将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故B不符合题意；
C．电将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意；
D．电水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的; 故D符合题意。
故选D。
12．B
【详解】
A．抽油烟机利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，故A不符合题意；
B．电火锅是利用了电流的热效应，把电能转化为内能提高温度使食物成熟，故B符合题意；
C．无人机利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，故C不符合题意；
D．电视机主要将电能转化为光能和声能，不符合电流的热效应中将电能转化为内能的特性，故D不符合题意。
故选B。
13． 低于 电阻
【详解】
[1]根据题意，由于导体电阻大小与长度、横截面积、材料和温度等有关，他用相同长度、相同材料但较细的电炉丝补接上，在长度、材料和温度相同时，横截面积越小电阻越大，所以电阻丝总电阻会变大，由，电压一定时，实际功率会变小，即低于额定功率。
[2]根据焦耳定律可得，在电流与通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电阻的大小成正比，电炉丝的电阻比导体电阻要大得多，所以电炉丝热得发红而导线却几乎不热，故电流通过导体时产生的热量跟导体的电阻有关。
14． S1、S2 机械
【详解】
[1]电吹风的主要元件是电动机和电热丝；若要吹出冷风，则应让电动机单独工作，由图知，只闭合S1时，只有电动机接入电路中，此时吹风机吹出的是冷风；两个开关S1、S2都闭合，电热丝和电动机都工作，吹出的是热风。
[2]吹冷风时，只有电动机工作，将电能主要转化为机械能。
15． 甲、乙 乙 甲装置漏气
【详解】
[1]若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则两电阻的阻值应该不同，而通过它们的电流相同，甲、乙装置串联，通过两电阻的电流相等，两个电阻阻值不同，故应选图中的甲、乙装置进行实验。
[2]比较甲和丙装置，用来产生热量的电阻阻值相同，甲的电阻丝在干路上，丙中用来产生热量的电阻丝在支路上，因此I甲>I丙，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内，甲产生的热量较多，即
Q甲>Q丙
甲、乙装置中，通过电阻丝的电流相等，甲的电阻小于乙的电阻，根据Q=I2Rt可知，甲装置中电阻丝产生的热量较少，即
Q甲综上可知
Q丙< Q甲因此产生热量最多的是密闭容器乙中的电阻丝。
[3]甲中液面高度差不变，则说明甲容器中的空气体积没有膨胀，而甲和乙串联，乙的U型管中液面的高度差逐渐变大，说明电路正常，没有发生断路，因此可能是甲装置漏气，不能使U型管液面因盒内空气吸热体积膨胀而产生高度差。
16． 216 19584
【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
17． 小 1000 504
【详解】
(1)[1]发热体和导线中的电流相等，通电时间相等，发热体上电流产生的热量远大于电流通过导线产生的热量，根据焦耳定律可以知道，导线的电阻小于发热体的电阻。
(2)[2]此时水的压强为
(3)[3] 将水壶中1.5kg水从20℃加热至100℃，水吸收的热量为
需要的加热时间为
18． 热 不可见 16A
【详解】
（1）[1]电热水器中的电热管工作时，将电能转化为内能，利用的是电流的热效应。
[2][3]紫外线和红外线都是不可见光，智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是不可见光；红外线在真空中的传播速度为
3×108m/s=3×105km/s
（2）[4]已知：电热水器额定电压V，额定功率W，电热水器的额定电流为
16A＞13.64A＞10A
故该电热水器应选用16A规格的插座。
19． 2A 220Ω 220Ω 断开 a 6600 91%
【详解】
（1）[1][2][3]当S1闭合，S2接a时为中温挡，R2被短路，只有R1的简单电路，R1的阻值
当S1闭合，S2接b时为高温挡，R1和R2并联，电热宝的功率为P=440W，高温挡时电路中的总电流
R2的电功率
P2=P-P1=440W-220W=220W
R2的阻值
（2）[4][5][6]电热宝在低温挡时，开关S1断开、S2接a，R1和R2串联，由串联电路的电阻特点可知
R串=R1+R2=220Ω+220Ω=440Ω
每1min放出的热量
（3）[7]水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(80℃-40℃)=1.68×105J
消耗的电能
W=Pt=440W×7×60s=1.848×105J
电热宝的效率为
20． 断开 ，
【详解】
解：(1)由图可知，当开关S断开时，R、R0串联，电路总电阻较大；当开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电路总电阻较小；根据可知，当开关S断开时，电路功率较小；当开关S闭合时，电路功率较大；所以，要使电饭锅处于保温挡时，开关S应处于断开状态。
(2)电阻丝R0的阻值
(3)当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流
保温5min电阻丝R0产生的热量
答：(1)要使电饭锅处于保温挡时，开关S应处于断开状态；
(2)电阻丝R0的阻值是；
(3)当电饭煲处于保温挡时，电路中的电流为，保温5min电阻丝R0产生的热量是。
21． 1440 0.16 19.2 2880 D
【详解】
（1）[1]由表格数据可知，电池充满电时储存的电能W＝57600J，超级快充功率P＝40W，因不考虑充电时的电能损耗，所以，把这款电池从电量为0%充到100%时需要的时间
[2]灯泡工作的时间为
[3]消耗的电能为
W＝57600J＝0.016kW·h
消耗0.016kW·h的电能，表盘转过的次数为
n＝0.016kW·h×1200r/(kW·h)＝19.2r
（2）[4]数据线产生的热量
Q＝I2Rt″＝(2A)2×0.5Ω×1440s＝2880J
（3）[5]充电器的充电线有电阻，由焦耳定律可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生热量越多，工作过程中会产生热量；在材料和长度一定时，横截面积越大电阻越小，充电线尽可能做得粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些，故D正确。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页