北师大版九年级年级全一册13.4电流的热效应 同步练习（含解析）

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．下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是（　　）
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 高挡 1800W
中挡 1200W
低挡 500W
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的
B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C．电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能是1.08×104J
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，电能表示数将变成7328.6kW·h
2．如图甲所示，两电热丝R1与R2并联，R1=20Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指针均指如图乙所示位置，则以下判断正确的是（　　）
①R1︰R2=4︰1
②电源电压是10V
③R2的电功率是20W
④R2工作1min所放出的热量为1200J
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④
3．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．电饭煲 D．电风扇
4．将“220V100W”的电风扇和“220V100W”的电烙铁分别接人家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是（　　）
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不样多，但产生的热量一样多
D．清耗的电能和产生的热量都不一样多
5．如图所示，阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量，再进入外循环冷却，之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是（　　）
A．此冷却液属于导电性能强的材料 B．此冷却液的比热容应该很小
C．服务器的内能不会发生转移 D．冷却液有效减小电热产生的危害
6．下列家用电器中，不属于电热器的是（　　）
A．电热毯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗
7．甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等，甲导体比乙导体的长度和横截面积都小，将它们如图所示串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙导体升高的温度，正确的是（　　）
A．甲导体的温度升高的多
B．乙导体的温度升高的多
C．甲、乙导体升高的温度相同
D．条件不足，无法判断
8．如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（　　）
A．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
B．要保持两个电阻丝两端电压相等
C．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
D．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
9．某电加热器工作时，与之相连的导线温度过高。下列解决办法中切实可行的是（　　）
A．减小通过用电器的电流
B．缩短用电器工作时间
C．换用更粗的导线与之相连
D．换用更短的导线与之相连
10．家庭电路中，由于线路连接处接触不良，造成局部过热，也可能会引起火灾。下列关于接触不良处过热的原因分析正确的是（　　）
A．因电阻变大，使得通过此处电流比电路中其他部分电流小，但长时间通电造成的
B．因电阻变小，使得通过此处电流变大，长时间通电造成的
C．因电阻变小，使得此处的发热功率变大，长时间通电造成的
D．此处电流与电路中其他部分电流相等，因电阻变大，长时间通电造成的
11．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
12．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
二、填空题
13．一些火灾因线路故障而引起，当线路连接处接触不良时，该处的阻值将变大，该处消耗的电功率将______（选填“变大”或“变小”），会产生局部过热，引发火灾。
14．某玩具车电动机M的转子线圈电阻R0=1Ω，一同学把该电动机M接入如图所示的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器R，使电动机M正常工作，此时电压表的示数为9V，电流表的示数为1A，则该电动机的额定功率为 ___________W；正常工作1min，该电动机M把 ___________J的电能转换为机械能。
15．图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为___________W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为 ___________J。
16．标有“5V 2.5W”的小电风扇，线圈电阻为 1Ω，正常工作5min，产生的热量是___________J；小电风扇正常工作时电能大部分转化为___________。
三、综合题
17．阅读下列短文，回答问题
在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热熔的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
（1）打印笔工作时，利用电流的______（选填“磁效应”或“热效应”）使PTC电阻发热，塑料受热会逐渐变软变稀。可见，塑料______（选填“是”或“不是”）晶体；
（2）打印笔工作有快、慢两档，快档打印时，图中开关S1应处于______状态，若此时温度为250℃，打印笔的电功率是______W；
（3）打印笔正常工作时的温度能自动稳定在250℃左右，请结合图丙信息，说明当温度升高时系统如何实现控温______；
（4）家用固体电热灭蚊器也是使用PTC陶瓷电热元件，如丁图为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为______℃。
18．如图是一个电热毯示意电路图．R0是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯与电阻丝串联的电阻．电热毯上标有“220V 100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关．
（1）用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？
（2）若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R的阻值是多大？
19．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
20．有一句经典的广告语：“充电五分钟，通话两小时”。近年来随着人们生活节奏的加快，人们对于手机充电速度的要求也越来越高。目前市面上充电速度快的有闪充和快充两种方式。闪充和快充都是给电池加快充电速度的技术，只不过在技术原理上略有不同。手机电池充电的快慢，跟它的功率有关。功率越大，电充得就越快。功率的大小取决于电压和电流的大小，所以我们的充电技术就是想办法增加电压和电流来达到快速充电的效果。
闪充：低电压大电流。以水流为例，如图甲，相当于增大流径，让单位时间内有更多水从高水位水池流向低水位水池。
快充：高电压小电流。以水流为例，如图乙，相当于增大压强差，让单位时间内有更多水从高水位水池流向低水位水池。具体区别如下：
①充电速度不一样，闪充更快速。
②充电时的电压不一样，闪充是低压快充，快充是高压快充。
③充电时手机的发热程度不一样，闪充温度较低，快充温度较高。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）从安全用电角度考虑，______（选填“闪充”或“快充”）理论上更加安全；
（2）人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响，其中相当一部分没有被利用，从而造成了热污染。给手机充电时，电能转化成电池的______能，从能源消耗角度考虑，给相同的电池从零到充满电时，______（选填“闪充”或“快充”）理论上消耗能量更少，可以更好的减少对环境造成影响；
（3）请列举一个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施。______。
21．一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。
（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于_____挡（选填“低温挡”、“中温挡”或“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。______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能，故A正确，A不符合题意；
B．根据可知，中挡功率比低温挡高，故中挡的电阻比低温挡的电阻小，故B正确，B不符合题意；
C．电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能是
故C错误，C符合题意；
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，电能表示数将变成
故D错误，D符合题意。
故选CD。
2．D
【详解】
由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以，电流表A1的量程为0~3A，分度值为0.1A，干路电流I=2.5A，电流表A2的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，通过R1的电流I1=0.5A，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流
I2=I-I1=2.5A-0.5A=2A
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，电源的电压
U=I1R1=0.5A×20Ω=10V
故②正确；
则R2的阻值
则
R1︰R2=20Ω︰5Ω=4︰1
故①正确；
R2的电功率
P2=UI2=10V×2A=20W
故③正确；
R2工作1min所放出的热量
Q2=I22R2t=(2A)2×5Ω×1×60s=1200J
故④正确。
①②③④均正确，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电饭煲工作时，主要将电能转化为内能，是利用了电流的热效应，故C符合题意；
D．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
电风扇和电烙铁都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，相同时间内电流通过两个电器做的功以及消耗的电能一样多；电风扇工作时，电能转化成内能和机械能，电烙铁工作时，电能全部转化成内能，电器转化成的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故ACD错误，B正确。
故选B。
5．D
【详解】
A．服务器浸泡在冷却液中，如果导电性强，会引起服务器短路，应选择绝缘性好的材料，故A错误；
B．冷却液选择比热容大的，在质量相同时，改变相同的温度，相比比热容小的物质吸收的热量更多，故应选择比热容大的物质。故B错误；
C．冷却液的作用是将服务器的内能通过热传递转移走，内能减小，温度降低，保护服务器，故C错误；
D．由于电流的热效应，电流通过导体时一般都会发热，设备内能增加，温度升高，冷却液通过热传递将热量带走，防止因温度过高而损坏，可以保护设备。故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
电热器是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能。
A．电热毯是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故A不符合题意；
B．电风扇是将电能主要转化为机械能的用电器，不属于电热器，故B符合题意；
C．电饭锅是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故C不符合题意；
D．电熨斗是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故D不符合题意。
故选B。
7．A
【详解】
由题意可知，两者的电阻相同，因两电阻串联，所以通过的电流相等；根据Q=I2Rt可知，相同时间内产生的热量相等；甲的长度和截面积都小，则甲的体积小，因甲、乙为同种物质，根据密度变形公式m=ρV可知，甲的质量小；因同种物质比热容相同，根据可知，产生热量相同时，质量越小，升高的温度就高，则甲导体的温度升高的多。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．A
【详解】
A．由实验装置知道，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确；
B．研究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系时，只需保证电路电流和通电时间相等，故B错误；
C．通过两电阻的电流和通电时间相同，电阻值不同，由Q=I2Rt知道，电流通过两个电阻产生的热量不同，两个容器中空气吸收的热量不同，故C错误；
D．两电阻串联，电流相等，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．减小通过用电器的电流，那么加热器的实际电压就达不到额定电压，实际功率就小于额定功率，加热器不能正常工作，故A不符合题意；
B．缩短用电器工作时间，虽然可以减小电流流过导线所产生的热量，但是工作时间缩短，电流流过电热器所做的功也会减少，故B不符合题意；
C．换用更粗的导线后，导线的电阻变小，在电流、时间相同时，根据， 电流流过导线产生的热量就少，温度就不会过高，故C符合题意；
D．在实际的生产生活中，换用更短的导线不切合实际，故D不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
AB．接触不良处与电路的其他部分串联，无论电阻变大还是变小，通过此处的电流与电路中其他部分的电流相等，故AB错误；
C．电阻变小，根据P=I2R可知，此处功率变小，故C错误；
D．电阻变大，根据Q=I2Rt可得，长时间通电后，此处电阻大，造成此处过热，故D正确。
故选D。
11．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。
12．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。
13．变大
【详解】
根据公式P=I2R可知，电路电流不变时，电阻变大，消耗的电功率将变大。
14． 9 480
【详解】
[1]该电动机的额定功率为
P=UI=9V×1A=9W
[2]机械能为
15． 2.7 648
【详解】
[1]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时电路中的电流最大为0.6A，当滑动变阻器最大阻值接入电路时，电路电流最小为0.2A，则
联立两式，解得
滑动变阻器R2的功率
可知当R2=R1时滑动变阻器R2的功率最大
在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为2.7W。
[2]当滑片P在最左端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，电路中的电流为0.6A，1min内电流通过R1产生的热量
1min内电流通过R1产生的热量为648J。
16． 75 机械能
【详解】
[1]由题知，小电风扇的额定电压和额定功率，由得，正常工作时线圈中的电流
线圈产生的热量
[2]小电风扇消耗的电能
产生的机械能
机械能与热量的大小关系
所以小电风扇正常工作时电能大部分转化为机械能。
17． 热效应 不是 闭合 80 见解析 100
【详解】
（1）[1]打印笔工作时， 电流通过PTC电阻发热，利用电流的热效应。
[2]塑料受热会逐渐变软变稀，直至完全变成液态，这是非晶体熔化的现象，故塑料不是晶体。
（2）[3]由电路图可知，当开关S1断开时，电路只有R1工作，电阻较大，根据P=可知，此时电路消耗的功率较小，为慢档；当开关S1闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P=可知，此时总功率较大，为快挡。
[4]由图丙可知，温度为250°C时，一个电阻为1210Ω，则一个发热体的功率
P===40W
因为R1、R2是相同的PTC发热电阻，打印笔工作有快、慢两档，所以打印笔的电功率
P总=2P=2×40W=80W
即温度为250℃，打印笔的电功率是80W。
（3）[5]由图可知，当温度超过250°C时，电阻增大，功率减小，产热减慢，温度下降；当温度低于250°C时，电阻减小，功率增大产热加快，温度上升。
（4）[6]由图丁可知，低于100℃温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于100℃温度时，电阻值则随温度的升高而增大，所以该PTC材料的居里点温度为100°C。
18．（1）R0一定，t一定时，电热毯功率大时，处于加热状态．根据公式可知：S闭合时，R0发热功率： ①；S断开时，②；比较①②两式得P0＞P0′．所以S闭合，电热毯处于加热状态．S断开，电热毯处于保温状态．
（2）4356Ω．
（1）根据S断开时推导出此时的功率和当S闭合时的功率比较即可得出答案；
（2）先根据“220V 100W”求出电热毯的电阻，再根据每分钟有60J的电能转化为内能求出通过它的电流，从而求出R0两端的电压，然后利用串联分压的规律求出R上分到的电压，再利用即可求出电阻R的阻值．
【详解】
（1）R0一定，t一定时，电热毯功率大时，处于加热状态．根据公式可知：S闭合时，R0发热功率： ①；S断开时，②；比较①②两式得P0＞P0′．所以S闭合，电热毯处于加热状态．S断开，电热毯处于保温状态．
（2）根据“220V 100W”可得： ；保温时：电阻R0两端电压为U0，，已知：，则．所以R上分到的电压为，根据，解得：R=4356Ω
答：（1）开关S断开时，电热毯处于保温状态；
（2）若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R的阻值是4356Ω．
【点睛】
此题主要考查学生对电功率的计算，串联电路的电压规律，电阻，电功计算公式的应用等知识点的理解和掌握，此题涉及的知识点较多，有点难度，属于难题．
19． 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。
20． 闪充 化学 快充 计算机的散热风扇
【详解】
（1）[1]根据文中的信息可知，充电时手机的发热程度不一样，闪充温度较低，快充温度较高，所以从安全用电角度考虑，闪充理论上更加安全。
（2）[2]给手机充电时消耗了电能，电能转化成电池的化学能。
[3]给相同的电池从零到充满电时，根据焦耳定律可知，电路中的电流越大，导线上产生的热量就越多，消耗的电能就越多；快充时是小电流，所以快充理论上消耗能量更少。
（4）[4]电视机、计算机在工作时产生的热量是有害的，电视机外壳的散热窗、计算机的散热风扇可以散失热量，防止电流热效应产生的热量带来的危害。
21． 高温挡 1.32×105J 550W
【详解】
(1)[1]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P=可知，此时总功率最大，热水器处于高温挡。
(2)[2]当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由P=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)[3]只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温挡；此时电路的功率
P中=
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