沪科版物理九年级全一册同步练习：16.4　科学探究 电流的热效应（Word 含答案）

第四节　科学探究: 电流的热效应
知识点 1　电流的热效应
1.电炉通电时,电炉内的电阻丝会变红发热。这种电流通过导体时电能转化为　　　　能的现象叫做电流的　　　　　　。
2.下列各组用电器中,不全是利用电热工作的是(　　)
A.电饭锅、电烙铁、电热毯 B.电炉、电热水器、恒温箱、孵卵器
C.电熨斗、电烤箱 D.电焊机、电暖器、电视机
知识点 2　电流产生热量的影响因素
3.如图所示是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。下列说法正确的是 (　　)
A.在图甲中,探究的是电流产生的热量与电阻的关系
B.在图乙中,探究的是电流产生的热量与电阻的关系
C.在图甲中,闭合开关一段时间后,A瓶中温度计的示数更高
D.图乙只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系
4.在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,小于采用了如图甲所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气,U形管中液面的变化反映了密闭空气温度的变化。
(1)若通电时间相同,小于发现B玻璃管内液面上升较高,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的　　　　　越大,产生的热量越多。
(2)小刚采用了如图图乙所示的实验装置,通电相同时间,发现A玻璃管内液面上升较高,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的　　　　　越大,产生的热量越多。
(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是　　　　　　　法和转换法。
知识点 3　焦耳定律
5.一阻值为60 Ω的电热丝接在电源上,通过它的电流为2 A,通电1 min产生的热量为　。
6.某导体的电阻是2 Ω,通过它的电流为1 A,如图果导体上产生的热量是120 J,通电时间为　s,
它消耗的电功率是　　　　W。
7.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接电炉的导线却不怎么热,主要是因为 (　　)
A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B.导线的绝缘皮隔热
C.导线散热比电阻丝快
D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线上产生的热量很少
8.如图所示的电路中,电源电压U=3 V,R1=2 Ω,闭合开关后,电流表示数为0.5 A。求:
(1)R1在1 min内产生的热量。
(2)R2的阻值。
　
9.一台“220 V　60 W”的电风扇、一盏“36 V　60 W”的白炽灯和一只“110 V　60 W”的电热器各自在额定电压下工作,比较它们在相同通电时间内产生的热量 (　　)
A.电风扇最多 B.电热器最多
C.白炽灯最多 D.三者一样多
10.将粗细均匀的电热丝放入一壶水中,通电一段时间将水加热至沸腾。若将电热丝对折并联后放入同样一壶水中,通电到将水加热至沸腾,所需时间与第一次的通电时间相比(电源电压恒定,不计一切热损失),下列判断正确的是 (　　)
A.相等　　 B.增加
C.减少　　 D.无法确定
11.如图所示,阻值为R的电阻丝,用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上,闭合开关后,在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是 (　　)
12.将电热毯内断了的电热丝的两个断头接上,再将该电热毯接入电路中,电热丝的接头处很容易烧焦,其原因是 (　　)
A.接头处的电阻变大
B.接头处的电流大于电热丝其他部分的电流
C.接头处的电阻变小
D.接头处的电流小于电热丝其他部分的电流
13.一台“6 V　3 W”的迷你型小风扇,电动机线圈的阻值为0.1 Ω,则小风扇正常工作1 min产生的热量为 (　　)
A.0.025 J B.1.5 J C.3 J D.180 J
14.两只定值电阻RA和RB,其电压与电流的关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.RA和RB的电阻之比为1∶2
B.串联时RA和RB两端的电压之比为1∶1
C.并联时RA和RB消耗的电功率之比是1∶2
D.串联时,相同时间内RA和RB产生的热量之比为1∶2
15.[2019·通辽] 有一台热水器,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝,R1=88 Ω,R2=22 Ω。
(1)如图何控制S1和S2,使热水器处于高温挡
(2)求低温挡正常工作5 min,电热丝产生的热量。
(3)求中温挡正常工作时热水器的电功率。
考|题|展|示
16.[2020·株洲] 如图所示,长度、横截面积相同,材料不同的两个长方体电阻串联在电路中,电阻分别为R1=2 Ω,R2=4 Ω,在它们的表面涂上厚度一样的蜡,现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到 (　　)
A.R1上的蜡熔化得快
B.R2上的蜡熔化得快
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
17.[2020·杭州] 如图所示电路中,电源电压恒为9 V,灯泡L的规格为“6 V　3 W”。闭合开关,灯泡正常工作。求:
(1)电阻R的阻值。
(2)灯泡工作5 min消耗的电能及电阻R产生的热量。
答案
1.内　热效应　2.D　3.A
4. (1)电阻　(2)电流　(3)控制变量
(1)将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由B玻璃管内液面上升较高可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度上升得较高,这表明:在通电时间和电流相同的情况下,电阻越大,电流通过导体时产生的热量越多。(2)乙装置中一个5 Ω的电阻与两个并联的5 Ω电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右边的两个电阻中的总电流和左边容器中电阻中的电流相等,即I右=I左;两个5 Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知,I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻电流的一半;由A玻璃管内液面上升较高可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度上升得较高,这表明:在通电时间和电阻相同时,电流越大,通过导体时产生的热量越多。(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法。
5.1.44×104 J
6.60　2　7.D
8.(1)R1在1 min内产生的热量:
Q=I2R1t=(0.5 A)2×2 Ω×60 s=30 J。
(2)由I=可知,电路总电阻:R===6 Ω,
电阻R2的阻值:R2=R-R1=6 Ω-2 Ω=4 Ω。
9.B
10.C　 电热丝对折并联后电阻变为原来的,根据公式P=可知,功率变为原来的4倍,故烧开同样一壶水所需时间变为原来的。
11.D　 因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,所以两电阻串联时电路中的总电阻最大,两电阻并联时电路中的总电阻最小。因为Q=W=t,所以在相同的时间内电阻丝产生的热量最多的是D。
12.A　 导线的两个断头接上后继续使用,导线的两个断头的接头处,会因为接触不够紧密而使导电能力减弱,即电阻增大;电路中,用电器与导线串联,故其电流相等;当电路中电流较大时,根据焦耳定律Q=I2Rt可知在相同时间内该导线产生的热量多。
13.B　 由P=UI得小风扇正常工作时通过的电流:I===0.5 A,则电动机线圈1 min产生的热量:Q=I2Rt=(0.5 A)2×0.1 Ω×60 s=1.5 J。
14.C　 由图像可知,当UA=UB=3 V时,IA=0.3 A,IB=0.6 A,根据电压一定时,电流与电阻成反比可知,RA∶RB=IB∶IA=0.6 A∶0.3 A=2∶1,故A不正确。两电阻串联时,通过它们的电流相等,根据欧姆定律可得,UA∶UB=IRA∶IRB=RA∶RB=2∶1,故B不正确。两电阻并联时,它们两端的电压相等,则PA∶PB=∶=RB∶RA=1∶2,故C正确。两电阻串联时,相同时间内产生的热量之比:QA∶RAt∶I2RBt=RA∶RB=2∶1,故D不正确。
15.(1)由P=可知,在电源电压一定时,总电阻越小,电功率越大。S1闭合、S2接a时,两电阻并联,总电阻最小,总功率最大,处于高温挡。
(2)当S1断开、S2接b时,两电阻串联,总电阻最大,总功率最小,为低温挡,工作5 min产生的热量:Q=W=t=×5×60 s=1.32×105 J。
(3)当S1闭合、S2接b时,只有R1工作,为中温挡,热水器的电功率:P===550 W。
16.B　 由图可知,该电路为串联电路;通过两个电阻的电流、通电时间相同,电阻不同,根据焦耳定律可知,电阻越大,产生的热量越多,R1的电阻小于R2的电阻,则R2产生的热量较多,R2上的蜡熔化得快一些,故B正确。
17.(1)由电路图知,灯泡L与电阻R串联,电压表测灯泡两端的电压,闭合开关,灯泡正常发光,
由串联电路电流的特点和P=UI可得,此时电路中的电流:
I=IR=IL===0.5 A,
因串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和,
所以,电阻R两端的电压:
UR=U-U额=9 V-6 V=3 V,
由欧姆定律得,电阻R的阻值:
R===6 Ω。
(2)由P=可得,
灯泡工作5 min消耗的电能:W=P额t=3 W×5×60 s=900 J;
5 min电阻R产生的热量:
Q=I2Rt=(0.5 A)2×6 Ω×5×60 s=450 J。