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．有一只电烙铁（内部可看成电阻丝），如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，下面几种改装方法可行的是（　　）
A．把电阻丝剪去一小段 B．更换一根较粗的电阻丝
C．与电阻丝串联一个电阻 D．与电阻丝并联一个电阻
2．在如图所示的家用电器中，消耗电能主要是用来产生热量的是（　　）
A．电熨斗 B．台式电风扇
C．电视机 D．笔记本电脑
3．如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法正确的是（　　）
A．甲的电阻值保持10Ω不变
B．甲乙串联接在电源上，当通过电流为0.15A时，此时电源电压为3V
C．甲乙并联在电压为2V电源上时，电路的总功率为0.6W
D．甲、乙串联通过电路中电流为0.2A时，经过1s电阻甲产生的热量为0.6J
4．如图所示，将锡纸条的中间剪掉一些（如图乙所示），已知ab、bc、cd长度相等，ab段较细，将锡纸条接在电池两极，很快锡纸条开始冒烟、着火，如图甲所示。关于该实验的分析正确的是（　　）
A．ab段的电阻小于cd段的电阻
B．ab段产生的热量最少
C．用普通纸代替锡纸也能着火
D．该实验能说明短路带来的危害
5．最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（　　）
A．安培 B．欧姆
C．焦耳 D．伏特
6．小乐按图听示连接电路，其中R1、R2、R3是三段电阻丝（R1A．a、b、c B．c、a、b C．c、b、a D．a、c、b
7．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
8．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
9．如图所示的四种家用电器，利用电流热效应工作的是（ ）
A． 迷你风扇 B． 笔记本电脑 C． 清洁机器人 D． 电暖气
10．甲，乙两个电热器的电阻之比为3∶2，通电相同时间产生的热量之比为8∶3．则通过甲、乙的电流之比为（ ）
A．3∶2 B．2∶3 C．3∶4 D．4∶3
11．如图是某同学做电学实验时所画电路图的一部分，其中小灯泡的铭牌模糊不清，根据图中所提供的器材，可以直接进行的实验是（　　）
A．测量小灯泡产生的热量 B．测量小灯泡消耗的电能
C．测量小灯泡的实际电功率 D．测量小灯泡正常发光时的电阻
12．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，左右两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3。小亮用图示装置进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
B．通电后，左管的液面将会比右管的液面低
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关
二、填空题
13．小刚家有一台额定电压为220V的家用电热油灯（室内加热器）如图甲所示，详细参数如图乙所示，根据详细参数所提供的信息，试求：该电热油灯低档运行时，电热丝的工作电流是___A（此空计算结果保留1位小数）；若该电热油灯中档运行，并持续工作45min产生的电热是________J。
14．一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常工作1min，消耗的电能是______J，产生的热量是______J。
15．如图所示，电热膜是在绝缘聚酯薄膜表面，用金属导线将经过特殊工艺加工形成的一条条薄的粗细均匀的导电墨线连接形成网状结构。电热膜中导电墨线连接的方式是 _____联，电热膜能发热是因为电流具有 _____效应；某电热膜总功率4400W，正常工作2小时消耗电能 _____kW h。
16．某手机电池容量为4200 mAh，，电池电压为3.7 V。用一个标有“输出5 V 4 A”的快速充电器，将手机电池从零电量充满。充电效率为84%，需要______min。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、综合题
17．呼和浩特市共享单车的投放，为呼和浩特市市民的出行提供了极大的便利．小董同学通过手机扫码，解锁了一辆电动自行单车，如果她骑行电动自行单车在平直的乡间小路上做直线运动，且以恒定的功率行驶．通过收集数据，得到如图所示的v-t图像．在第16s时速度达到10m/s，然后以10m/s做匀速直线运动．已知小董质量为50kg，电动自行单车质量为10kg，骑行时所受阻力恒为人和车总重的1/15．求
（1）在0~16s时间内，单车通过的路程___________80m（选填“大于”或“等于”或“小于”），这段时内，电动机对单车产生的牵引力__________单车所受的阻力（选填“大于”或“等于”或“小于”）．
（2）电动自行单车做匀速直线运动时，加在电动机上的电压为50V，通过的电流10A．电动机提供的电功率多大_____？该电动机的效率为多少____？（不计机械摩擦损失）电动机线圈电阻是多少____？
（3）在0~16s时间内，单车通过的路程______．（提示:能量守恒．动能计算公式为0.5mv2，m表示质量，v表示速度）
18．如图甲是某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图，R1、R2为电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如表，不考虑温度对电阻丝阻值的影响。
（1）当开关与1、2触点接通时，电路中的电流是多大______？
（2）当开关与2、3触点接通时，电路工作1min消耗的电能是多少______？R2的电阻值是多大______？
（3）根据实际需要，某物理兴趣小组同学尝试把热水额定功率降为3080W，而温水额定功率不变。则，可以将电热丝______（选填“R1”或“R2”）改为阻值______Ω的电阻丝。
19．共享单车的投放，为市民的出行提供了极大的便利。某市民通过手机扫码，解锁了一辆电动自行车，电动车的相关数据如下表所示。如果他骑行电动车在平直的公路上以恒定不变的功率做直线运动。通过收集数据，得到如图所示的v-t图像。在第10s时速度达到8m/s，然后以8m/s做匀速直线运动。已知该市民质量为50kg，骑行时所受阻力恒为人和车总重的。
空车质量 10kg 电池电压 50V
最大续行里程 80km 最高时速 40km/h
（1）该市民用手机扫二维码的过程中，通过凸透镜形成了______（选填“正立”或“倒立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。
（2）电动车做匀速直线运动时，所受到的阻力是多少______？电动车克服阻力做功的功率是多少______（g取10N/kg）？
（3）电动车做匀速直线运动时，若通过的电流是8A，则电动机的电功率是多少______？若不计电动机内部的机械摩擦损失，电动机线圈电阻是多少______？
20．在家电博览会上，小亮家买了一款标有“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；
(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______；
(3)已知该电热水器的加热效率为 90% ，求它正常工作时把 30 L 水从 20 ℃加热到 47 ℃需要的时间______。（ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/（kg ℃）。
21．共享电动车是绿色环保的交通工具，下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数。
(1)用车前需手机扫码解锁，手机扫描二维码解锁时，二维码应位于摄像头的二倍焦距以_____(选填“内”或“外”)。
车型 整车质量 最大载重 电动机输出功率 额定电压 额定电流
26寸电动车 30kg 120kg 160W 40V 5.0A
(2)小明体重为600N，小明在水平路面上骑行该电动车时，车胎与地面接触的总面积为4.0×10﹣3m2，则车辆对地面的压强为_____Pa。
(3)该电动机正常工作15分钟，线圈产生的热量为_____J，它正常工作时的效率为_____。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AB．电烙铁属于电热器，工作时把电能转化为内能，所以有W=Q=I2Rt，根据欧姆定律，有推导式。因此在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，可以增大电阻的阻值。把电阻丝剪去一小段、更换一根较粗的电阻丝，都是让电阻丝的阻值变小，故AB不符合题意；
CD．由焦耳定律Q=I2Rt可知，可以与电阻丝串联一个电阻，电路总电阻变大，通过电阻丝的电流变小，相等时间内产生的热量减少。若与电阻丝并联一个电阻，由于并联电路各支路独立工作，互不影响，所以对电阻丝产生热量的多少无影响。故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
2．A
【详解】
A．电熨斗通电后主要是发热，把电能主要转化为内能，是电流的热效应，故A符合题意；
B．台式电风扇通电后主要是转动，把电能主要转化为机械能，故B不符合题意；
C．电视机通电后主要是发光和产生声音，把电能主要转化为光能、声能，故C不符合题意；
D．笔记本电脑通电后主要是把电能转化为光能和声能，故D不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】
A．由甲和乙的U I图像可知，甲的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值是变化的，当U甲=2V时，对应的电流为0.1A，所以甲电阻的阻值
故A错误；
B．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.15A时，由串联电路的电流特点知两电阻的电流均为0.15A，由图可知，U甲=3V，U乙=1V，串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和，电路两端的总电压
U=U甲+U乙=3V+1V=4V
故B错误；
C．甲、乙并联在电压为2V的电源上，由并联电路的电压特点知，两灯泡两端的电压为2V，由图像可知，I甲=0.1A，I乙=0.2A，故干路电流
I总=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A
电路的总功率
P=UI总=2V×0.3A=0.6W
故C正确；
D．甲电阻的阻值为20Ω，通过甲电阻的电流为0.2A，经过1s甲电阻产生的热量
Q=I12Rt=(0.2A)2×20Ω×1s=0.8J
故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．由图中可知，ab段与bc段的长度相同，而ab段的横截面积较小，故可知ab段的电阻大于bc段的电阻，故A错误；
B．因锡纸条中各处的电流相同，且通电时间相同，故由Q=I Rt可知，ab段横截面积最小，电阻最大，产生的热量最多，故B错误；
C．因普通纸不容易导电，是绝缘体，故用普通纸接在电源两极时没有电流流过，不会着火，故C错误；
D．用锡纸条将电源正负极直接相连后，此时电路中的电流过大，电流的热效应使得锡纸条温度升高，达到锡纸条的燃点后会被点燃，说明在电路中，短路会造成电路中电流过大从而容易引起火灾，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．安培在电与磁的研究上做出了突出贡献，故A不符合题意，
B．欧姆发现导体中的电流跟导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，即欧姆定律。故B不符合题意
C．焦耳最先发现了焦耳定律，揭示了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，故C符合题意；
D．伏特主要是发明电池，故D不符合题意。
故选C。
6．C
【详解】
由电路图知，电阻丝R1、R2先串联再与R3并联，且R1故选C。
7．D
【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。
8．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。
9．D
【详解】
A．风扇主要是将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电脑都安装有风扇，是为散热，避免电流的热效应给电脑带来危害，故B不符合题意；
C．清洁机器人主要是将电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．电暖气是利用电流热效应将电能转化为内能，供工人们取暖，故D符合题意。
故选D。
10．D
【详解】
由焦耳定律Q=I2Rt可知，通过甲、乙的电流之比
故选D。
11．C
【详解】
根据电路图可知，电压表测灯泡两端的实际电压，电流表测通过灯泡的实际电流。
AB．由Q＝W＝UIt可知，要测小灯泡产生的热量或消耗的电能，需要知道通电时间，而题中时间未知，故AB 不符合题意；
C．知道灯泡的实际电压和实际电流，据公式P＝UI可计算出灯泡的实际功率，故C符合题意；
D．灯泡在额定电压下的功率为额定功率，因小灯泡的铭牌模糊不清，故不能确定灯泡是否正常发光，故无法根据变形公式求出灯泡正常发光的电阻，故D不符合题意。
故选C。
12．D
【详解】
由题知，电阻丝的电阻R1=R2=R3。
AD．装置中R2、R3并联后再与R1串联，由串并联电路电流的规律可知通过R1的电流大于通过R2的电流，R1和R2的阻值相等，此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关，故A错误，D正确；
B．左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，电阻R1产生的热量多，则左管的液面将会比右管的液面高，故B错误；
C．R1和R2的阻值相等，通过电阻R1的电流大于R2的电流，由U=IR可知R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误。
故选D。
13． 3.6 3.24×106
【详解】
[1]由电热油灯的参数可知，该电热油灯低档运行时的功率P低=800W，由P=UI可得，此时电热丝的工作电流
I=≈3.6A
[2]由参数可知，该电热油灯中档运行时的功率P中=1200W，则持续工作45min产生的电热
Q=W=P中t=1200W×45×60s=3.24×106J
14． 150 15
【详解】
[1]小电风扇正常工作1min，消耗的电能是
W=Pt=2.5W×60s=150J
[2]线圈中的电流
则线圈产生的热量
Q=I2Rt=(0.5A)2×1Ω×60s=15J
15． 并 热 8.8
【详解】
[1]由图可知，各条导电墨线互不影响，可以独立工作，是并联的。
[2]电热膜发热是因为导线通电产生了热量，利用了电流的热效应。
[3]由题知，电热膜总功率为
P电热膜＝4400W＝4.4kW
电热膜正常工作2小时消耗的电能
W电热膜＝P电热膜t＝4.4kW×2h＝8.8kW h
16． 55.5 电流
【详解】
[1]手机电池充满电需要的电能为
设需要充电时间为t1，则
代入数据
解得
[2]快充充电线的电流比普通手机电流要大，所以充电线要粗一些，使得导线电阻要小一些，可以减小电流热效应产生的热量。
17． 大于 大于 500W 80% 1Ω 85m
【详解】
（1）在v-t图像上，图线与时间轴所围图形的面积表示通物体过的路程，
由图像知，图线与时间轴所围图形（图中红线部分）的面积大于；这段时间内，电动自行车做加速运动，处于非平衡状态，电动机对单车产生的牵引力大于单车所受的阻力；
（2）电动机提供的电功率：；由题知，骑行时单车所受阻力：，因为电动车做匀速直线运动，所以牵引力，电动机的机械功率：，电动机的效率：；电动机线圈的发热功率：P热=P电-P机械=500W-400W=100W，根据得，线圈的电阻：；
（3）由于骑行过程中要克服地面的阻力做功，所以，电动机输出的机械能一部分会转化为单车的动能，另一部分会转化为内能，根据能量守恒可知，，即：，解得s=85m．
18． 10A 1.98×105J 44Ω R2 55Ω
【详解】
(1)[1]开关与1、2接触时，水龙头放出的是温水，由表格数据可知，温水功率
由可得，此时电路中的电流
(2)[2]开关与2、3接触时，水龙头放出的是热水，由表格数据可知，热水功率
由可得，工作1min消耗的电能
[3]由图知，开关与1、2接触时，电路为R1的简单电路，此时为温水档；开关与2、3接触时，R1与R2并联，此时为热水档，因电路的总功率等于各用电器功率之和，且R1在两种状态下消耗的功率不变，所以，电阻R2的功率
由可得，R2的电阻值
(3)[4][5]要求温水额定功率不变，热水额定功率降为，则需要改装的电阻为R2，改装后其功率为
所以，改装后R′2的电阻值
即R2换用阻值为55Ω的电阻。
19． 倒立、 缩小 40N 320W 400W
【详解】
解：（1）该市民用手机扫二维码的过程中，手机镜头相当于与透镜，二维码在二倍焦距以外通过凸透镜形成了倒立、缩小的实像，像在一倍焦距和二倍焦距之间。
（2）电动车做匀速直线运动时，所受到的阻力是
电动车克服阻力做功的功率
（3）电动车做匀速直线运动时，若通过的电流是8A，则电动机的电功率是
电动机内部的发热功率
若不计电动机内部的机械摩擦损失，电动机线圈电阻
解得
答：（1）该市民用手机扫二维码的过程中，通过凸透镜形成了倒立、缩小的实像。
（2）电动车做匀速直线运动时，所受到的阻力是40N，电动车克服阻力做功的功率是320W；
（3）电动车做匀速直线运动时，若通过的电流是8A，则电动机的电功率是400W，若不计电动机内部的机械摩擦损失，电动机线圈电阻是。
20． 热效应 不可见 16A 1260s
【详解】
(1)[1][2]电热水器中的电热管工作时，消耗电能，转化为内能，利用了电流的热效应来工作。红外线是在红光之外的看不见的光，故红外线是不可见光。
(2)[3]由P=UI得
故应选择16A的插座。
(3)[4]电热水器中水的质量
m=Vρ水=30×10-3m3×103kg/m3=30kg
水吸收的热量
由
得
21． 外 2.25×105 3.6×104 80%
【详解】
(1)[1]手机摄像头相当于凸透镜，其成像原理是物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，因此手机扫描二维码解锁时，二维码应位于摄像头的二倍焦距以外。
(2)[2]电动车的重力为
G车＝m车g＝30kg×10N/kg＝300N
因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，骑行该电动车时车辆对地面的压强为
(3)[3]电动机的输入功率为
P＝UI＝40V×5.0A＝200W
由表中参数可知，电动机的输出功率P出＝160W，则电动机线圈的发热功率为
P热＝P﹣P出＝200W﹣160W＝40W
电动机正常工作15分钟，线圈产生的热量为
Q＝W＝P热t＝40W×15×60s＝3.6×104J
[4]电动机的效率为
答：(1)用车前需手机扫码解锁，手机扫描二维码解锁时，二维码应位于摄像头的二倍焦距以外；
(2)小明体重为600N，小明在水平路面上骑行该电动车时，车胎与地面接触的总面积为4.0×10﹣3m2，则车辆对地面的压强为2.25×105Pa；
(3)该电动机正常工作15分钟，线圈产生的热量为3.6×104J，它正常工作时的效率为80%。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页