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
1．一台电动机正常工作时，加在线圈两端的电压为220V，流过线圈的电流是5A，线圈的电阻是10Ω。这台电动机正常运转5分钟产生的热量是（　　）
A．3.3×105 J B．1.1×103 J C．7.5×104J D．250J
2．如图是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；表格中是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（　　）
额定电压 220V
额定加热功率 990W
额定保温功率 110W
A．只闭合开关S，加热器的功率为990W
B．开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2消耗的功率变小
C．加热器在保温状态下工作5min，产生3.3×104J的热量
D．电阻R1与R2的阻值之比为1:8
3．如图甲所示，电源电压为12V，电流表量程为，滑动变阻器标有“30Ω 1A”，当开关闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R的阻值为10Ω
B．滑动变阻器的最大电功率为7.2W
C．滑动变阻器可接入电路的阻值范围为
D．滑动变阻器滑片在中点时，定值电阻R在10s内产生的热量是162J
4．用铜做成的A粗、B细的两段等长导线，串联接在某电路中，通电一段时间后，两者下列物理量一定相同的是（　　）
A．电压 B．电阻 C．电热 D．电流
5．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
6．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．该装置可以用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系
B．图中透明容器最好装有水
C．b容器中电阻丝的电流是a容器中电阻丝的电流的2倍
D．观察图中的实验现象是a中液柱升高较快
7．如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置（电源电压均为18V）。下列说法不正确的是（　　）
A．甲图是为了研究产生的热量与电流大小的关系
B．乙装置中5Ω和10Ω两根电阻丝消耗的功率之比为1∶2
C．乙装置中阻值为10Ω的电阻3min内产生2562J的热量
D．该实验通过U形管两侧液面高度差来比较产生热量的多少
8．某电饭锅铭牌上标有：额定电压为220V，保温功率为22W，加热功率为1100W。如图所示是该电饭锅的电路简图，其中，单刀双掷开关S用来调节“加热”和“保温”两种工作状态，R0为电热丝。下列说法正确的是（　　）
A．S和2接触时是保温状态
B．电饭锅正常加热时，电路的电流是0.1A
C．电路中电阻R0＝44Ω，R＝2156Ω
D．保温时，R0、R产生的电热之比是539∶11
9．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
10．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
11．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
12．下列物理量与其国际单位连线不正确的是（　　）
A．电流I------安培（A） B．电热Q-----焦耳（J）
C．电阻R------欧姆（Ω） D．电能W-----千瓦时（kW·h）
二、填空题
13．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A。这台电动机工作10s消耗___________J的电能，产生___________J的热量。
14．如图所示，电源电压不变，先闭合开关S1，电流表示数为0.4A， 再闭合开关S2，电流表示数增加了0.2A，则R1、R2两端电压之比为______，R1、R2电阻值之比为______，若电阻R1=5Ω，通电1min 电阻R2产生的热量为______J。
15．甲图是小灯泡L和电阻R的I-U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S，小灯泡L的实际功率为1.8W，则此时小灯泡L的电阻为______ ；再闭合开关S1，电阻R在1min内产生的热量为______J。
16．如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的______实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生______J的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更______（填“大”或“小”）的。
三、综合题
17．小梅家有一台电吹风机，既能吹冷风也能吹热风，电路图如图甲所示，小梅在家中把该吹风机单独接入家庭电路正常工作，并使其吹热风，发现图乙中的电能表转盘6min内转过156圈，已知电动机额定功率是40W。求：
（1）如甲图，开关S1闭合，S2断开，电吹风吹______风（选填“热”或“冷”）；
（2）电吹风电热丝额定功率_______；
（3）若电动机线圈电阻为5Ω，计算电吹风正常吹热风6min，电热丝与电动机产生热量的比值_______。
18．某家用电热水壶有加热和保温两挡，其加热和保温时的功率分别为1100W和110W，内部简化电路如图所示。R1和R2为阻值不变的发热电阻，R1阻值为44Ω，求（1个标准大气压下）：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电热水壶处于_______（选填“加热”或“保温”）挡。
（2）该电热水壶在保温50min的过程中所消耗的电能_______。
（3）电阻R2的阻值_______。
（4）假设水壶产生的热量都能被水所吸收，将初温为20℃的1kg水加热至沸腾，电热水壶需要多长时间_______？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
19．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______。
20．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
21．科普阅读题
灯泡的变迁
1879年，爱迪生以一只钨丝电灯泡引领人类开启了崭新的“光明时代”；一个多世纪以后，白炽灯将广阔的照明舞台让给新的主角—LED灯。
爱迪生尝试对1600多种不同的耐热材料进行试验，最终制成了钨丝灯泡，就是传统意义上的“白炽灯”。因为细微的电阻差别造成钨丝上各段温度不同，在电阻较大的地方，较高的温度使钨丝升华变快，造成钨丝变细，同时电阻进一步增大，最终令钨丝烧断。虽然后来多数的电灯泡内用注入惰性气体来减慢钨丝的升华，但一般白炽灯寿命也就1000小时左右。使用白炽灯时，有95%的电能转化为内能，只有5%的电能转为光能。同时废弃的白炽灯还会对环境造成污染，因此各国都制订了淘汰白炽灯的时间表，中国也在2017年停止销售白炽灯泡。
站在白炽灯这个“巨人”的肩膀上，1939年“荧光灯”正式诞生，荧光灯的原理是：利用荧光粉把低压汞蒸气放电过程中产生的紫外线转变成可见光。荧光灯发光时产生的热只是相同亮度的白炽灯的六分之一。同时，荧光灯可以使光色近似日光色或其他各种光色，使用寿命也比白炽灯长，是一种良好的室内照明光源。缩小荧光灯灯管直径可以制成“节能灯”，“节能灯”达到同样光能输出的前提下，耗电量只有白炽灯用电量的20%，从而可以节约大量的照明电能和费用。
进入21世纪，LED灯成为照明舞台上新的主角。LED光源属于固体冷光源，用环氧树脂封装，不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点。研究数据表明，LED光源电光转换率接近100%，下面的数据表给出了不同面积的房间用不同种类灯照明时的功率需求情况，从表中可以明显看出在相同照明效果下，使用LED灯比白炽灯节能80%以上。
LED灯功率/W 白炽灯功率/W 节能灯功率/W 适用房间面积
3 25 9 3-5
6 40 18 8-9
更有研究数据表明，LED灯寿命分别是荧光灯和白炽灯的10倍和100倍，且照明效果更加稳定。此外，LED光源光谱中没有红外线和紫外线，而且废弃物可回收，没有污染，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）白炽灯泡的钨丝最后烧断的原因是( )
A．灯丝细的地方比粗的地方电阻大，升温快
B．灯丝细的地方比粗的地方电流大，电流的热效应更明显
（2）LED灯和白炽灯相比较，他们的优势是____________________（写出一条即可）
（3）如果晚上学习时使用的LED台灯功率是6W，根据文中所给的数据通过计算说明，每晚三小时学习时间，LED灯比白炽灯节约__________kW·h电能。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
电动机正常工作时，将电能转化为机械能，同时由于线圈发热产生热量，根据焦耳定律可知
故选C。
2．C
【详解】
A．只闭合开关S，电路中R1、R2串联，闭合开关S和S1时，只有R2工作，根据公式可知，总电压U一定，由于R1、R2串联的总电阻比R2的电阻大，所以只闭合开关S时电功率小，为保温挡，功率为110W，闭合开关S和S1时为加热挡，功率为990W，故A错误；
B．开关S闭合，S1由断开到闭合时，总电阻变小，所以总电流变大，即通过R2的电流变大，根据可知，R2的功率变大，故B错误；
C．加热器在保温状态下工作5min产生的热量
故C正确；
D．处于加热挡时R2单独工作，所以R2的电阻
保温挡时R1、R2串联，电路中的总电阻
则R1的电阻
电阻R1与R2的阻值之比为
故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压。当开关S闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，即接入阻值为15Ω时，电压表示数如图乙所示为9V，根据串联分压可知此时定值电阻两端电压为
此时电路电流为
由可得定值电阻R的阻值为
故A错误；
B．假设滑动变阻器接入阻值为时，滑动变阻器电功率最大，则此时电路电流为
滑动变阻器的最大电功率为
可知当滑动变阻器接入阻值等于定值电阻R的阻值为时，滑动变阻器的电功率最大，即
故B正确；
C．电流表量程为，滑动变阻器标有“30Ω 1A”，则电路允许通过最大电流为1A，此时滑动变阻器接入阻值最小，由可得此时电路总电阻为
根据串联电路电阻关系可得滑动变阻器接入最小阻值为
由图乙可知，电压表选择的是最大量程，而电源电压只有12V，则滑动变阻器接入阻值最大时分得的电压小于12V，故滑动变阻器接入最大值可以为。所以滑动变阻器可接入电路的阻值范围为。故C错误；
D．由上述分析可知滑片在中点时，电路电流以及定值电阻R的阻值，则定值电阻R在10s内产生的热量为
故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A、B两导线的材料和长度都相同，A的横截面积大于B的横截面积，所以A的电阻小于B的电阻。两导线串联连接，所以通过的电流相等，据串联电路的分压特点有
UA:UB=RA:RB
所以
UA通电一段时间后，据Q=I2Rt知
QA故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．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。
6．D
【详解】
A．ab容器中电阻丝的阻值相同，所以无法用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．该装置是通过容器内的气体热胀冷缩，从而使U形管形成液面高度差，来实现比较电阻丝产生热量的多少，若装置中装有水，因水的比热容较大，实验时间较长，较难观察到U形管中的液面高度差，不利于更好的完成实验。故B错误。
C．图中装置是一个5Ω的电阻与两个并联的5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过a容器中的电阻的电流与右侧两个电阻的总电流相同，即Ia=I右。两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知
I右=Ib+I外
又因为容器内部和容器外部是电阻值相同，所以电流相同，即Ib=I外。故可以推出Ia=2Ib，即a容器中电阻丝的电流是b容器中电阻丝的电流的2倍。故C错误；
D．由焦耳定律可知，两容器中电阻相同，通电时间相同，a容器中电阻丝的电流是b容器中电阻丝的电流的2倍，故a容器中电阻丝产生的热量多，所以a中液柱升高较快。故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．甲图中，5Ω的电阻与5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，由串并联电路电流特点可知，通过左侧装置中的电阻的电流是通过右侧装置中的电阻的电流的2倍。故可以研究产生的热量与电流大小的关系。故A正确，不符合题意；
B．由电功率公式P=UI和欧姆定律可得，P=I2R。由图乙可知，电流相同，电阻之比即为功率之比。所以5Ω和10Ω两根电阻丝消耗的功率之比为1∶2，故B正确，不符合题意；
C．乙装置中5Ω的电阻与10Ω的电阻串联，串联电路电流处处都相等，故通过电阻的电流为
由焦耳定律可知，乙装置中10Ω电阻产生的热量是
故C错误，符合题意；
D．因为左右两侧产生的热量不同，容器内的气体受热膨胀不一样，从而在U型管中形成液面的高度差，因此该实验通过U形管两侧液面高度差来比较产生热量的多少。故D正确，不符合题意。
故选C。
8．C
【详解】
A．由于P＝，S和1接触时，两电阻串联，此时总电阻较大，为保温状态，此时功率为P保＝，S和2接触时，电阻R被短路，此时总电阻较小，为加热状态，此时功率为P加＝，故A错误；
B．电饭锅正常加热时，电路的电流为
I＝＝5A
故B错误；
C．加热状态时
R0＝＝44Ω
保温时
R总＝＝2200Ω
则
R＝R总﹣R0＝2200Ω﹣44Ω＝2156Ω
故C正确；
D．保温时两电阻串联，工作时间相同，由Q＝I2Rt可知，R0、R产生的电热之比等于电阻值之比，为
44Ω∶2156Ω＝1∶49
故D错误。
故选C。
9．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。
10．A
【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。
11．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。
12．D
【详解】
A．电流的符号是I，国际单位是安培（A），故A正确，不符合题意；
B．电热的符号是Q，国际单位是焦耳（J），故B正确，不符合题意；
C．电阻的符号是R，国际单位是欧姆（Ω），故C正确，不符合题意；
D．电能的符号是W，国际单位是焦耳（J），故D错误，符合题意。
故选D。
13． 38000 2000
【详解】
[1]电动机工作10s消耗的电能
[2]电动机工作10s产生的热量
14． 1:1 1: 2 24
【详解】
[1][2]由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流，则I1=0.4A；再闭合S2时，两电阻并联，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R1的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表示数的变化量即为通过R2的电流，则I2=0.2A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R1、R2两端电压之比为
U1:U2=1:1
R1、R2电阻值之比为
[3]若R1=5Ω，则
R2=2R1=2×5Ω=10Ω
通电1min 电阻R2产生的热量为
15． 5 54
【详解】
[1]闭合开关S，只有灯泡接入电路，在图甲可知，此时灯泡两端电压为3V，通过灯泡的电流为0.6A，则灯泡电阻为
[2] 再闭合开关S1，则灯泡和电阻R并联，根据并联电路电压规律可知，电阻R两端电压为
由图甲可知，此时通过电阻R的电流为0.3A，则定值电阻R的阻值为
电阻R在1min内产生的热量
16． 热效应 90 大
【详解】
[1]封口机是利用电流的热效应工作的，在电流通过时，电路中的电阻发热温度升高从而达到工作目的。
[2]10s内，封口机产生的热量
[3]封口时把塑料袋烫坏是因为封口时产生的热量太多，据知，在电压和时间相同时，电阻越大，产生的热量越少，所以应将发热电阻换成阻值更大。
17． 冷 480W 2904:1
【详解】
解：（1）由图甲可知，开关S1闭合，S2断开，只有电动机工作，电热丝被断路不工作，所以此时电吹风吹冷风；
（2）吹风机单独接入家庭电路正常工作，并使其吹热风，即开关S1、S2都闭合，此时电热丝和电动机并联。电能表转盘6min内转过156圈，由图乙可知电能表的参数是，则此时消耗的电能
故此时电能表消耗的电功率
因为吹风机正常工作，根据并联电路总功率等于各支路用电器电功率之和可得，电吹风电热丝额定功率
（3）电吹风正常工作时，由电动机线圈通过的电流
电动机线圈电阻为5Ω，电动机产生的热量
电热丝将消耗的电能全部转化为内能用于发热，则有
由可得电热丝生的热量
则电热丝与电动机产生热量的比值
答：（1）开关S1闭合，S2断开，电吹风吹冷风；
（2）电吹风电热丝额定功率是480W；
（3）电动机线圈电阻为5Ω，电吹风正常吹热风6min，电热丝与电动机产生热量的比值是2904:1。
18． 加热 3.3×105J 396Ω 305.5s
【详解】
解：（1）当开关S1、S2均闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联；根据
可知，电源电压一定时，总电阻越大，总功率越小，故当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，总电阻最大，总电功率最小，为保温挡。
当开关S1、S2均闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，此时电阻最小，此时的电功率最大，电热水壶处于加热挡；
（2）电热水壶在保温50min的过程中所消耗的电能
（3）当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，电热水壶处于保温挡，电阻R1、R2的总阻值
当只有R1工作，为加热档，则加热电阻R1的阻值为
则电阻R2的阻值
（4）1个标准大气压下，水的沸点是100℃，将初温为20℃的1kg水加热至沸腾，水吸收的热量
假设水壶产生的热量都能被水所吸收，则
电热水壶加热需要的时间
答： （2）该电热水壶在保温50min的过程中所消耗的电能为3.3×105J；
（3）电阻R2的阻值为396Ω；
（4）假设水壶产生的热量都能被水所吸收，将初温为20℃的1kg水加热至沸腾，电热水壶需要的时间为305.5s。
19． 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。
20． 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。
21． A 详见解析 0.102
【详解】
(1)[1]由材料可知，白炽灯泡的灯丝细的地方比粗的地方电阻大，产生的热量多，升温较快，钨丝最后烧断；
(2)[2]由材料可知，LED灯电光转换率高，更节能；
(3)[3]白炽灯功率比LED灯功率高
ΔP=P2-P1=40W-6W=34W=0.034kW，
则3小时节约的电能为
W=ΔPt=0.034kW×3h= 0.102kW·h。
答案第1页，共2页
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