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浙教版科学九上第三章 第6节电能(四)
一、基础与巩固
1．下列电器中，不是利用电流的热效应来工作的是( )。
A．电烙铁 B．电视机 C．电饭锅 D．电熨斗
【答案】B
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应，根据用电器的能量转化过程分析即可。
【解答】电烙铁、电饭锅和电熨斗，都是将电能全部转化为热能，利用电流的热效应，故A、C、D不合题意；
电视机，将电能转化为光能、声能，只有少量电能转化为热能，不是利用电流的热效应，故B符合题意。
故选B。
2．现有甲、乙两只电炉，已知甲电炉的电阻大于乙电炉的电阻，把它们分别接在电源电压为220伏的电路中，在相同时间内它们放出的热量( )。
A．甲放出多 B．乙放出多 C．同样多 D．无法判断
【答案】B
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】根据公式比较即可。
【解答】根据可知，当电压和通电时间相同时，电阻R甲>R乙，则产生的热量Q甲故选B。
3．下列装置用来防止电热危害的是( ) 。
A．烘干物品的电烘箱 B．电脑机箱的铭牌
C．电视机上的散热窗 D．电热取暖器内的吹风机
【答案】C
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】分析各个选项中是利用电热还是防止电热即可。
【解答】烘干物品的电烘箱、电热取暖器内的吹风机，都是利用电热的，故A、D不合题意；
电脑机箱的铭牌，与电热利用和防止无关，故B不合题意；
电视机上的散热窗，防止电热对电器元件造成损伤，故C符合题意。
故选C。
4．电熨斗通电后温度很高，而连接电熨斗的导线温度升高却不明显，这是因为（ ）。
A．导线有绝缘层，能隔热
B．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
C．导线散热快，所以温度低
D．导线上的电流与电熨斗相同，而导线电阻小，产生的热量也很小
【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可。
【解答】电熨斗和导线串联，则通电时间和电流大小相等，而导线的电阻远远小于电熨斗，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，则导线产生的热量远远小于电熨斗，所以温度升高到的不明显，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．有3个用电器，其中一个是“220V 100W"的电风扇，一一个是“220V 100W“的电视机，另一个是“220V 100W”的低功率电熨斗，都在额定电压下工作相同的时间，这3个用电器产生的热量最多的是( )。
A．电风扇 B．电视机
C．低功率电熨斗 D．产生热量一样多
【答案】C
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】根据各个用电器的能量转化过程分析判断。
【解答】根据W=Pt可知，三个用电器的额定功率相等，工作时间相等，则消耗的电能相等。电风扇将电能转化为风能和热能，电视机将电能转化为光能和热能，电熨斗将电能全部转化为热能，则产生热量最大的是电熨斗，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
6．某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小； 瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度，实验时，该同学想把两段金属丝串联接入电路。
（1）请你完成实验电路。
（2）这样连接的目的是 。
（3）实验过程中可以观察到，A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数，这表明 。
【答案】（1）
（2）控制电流和通电时间相同
（3）电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据实验目的确定各个用电器的串并联关系，主要变阻器接线“一上一下”；
（2）根据串联电路电流和开关的特点解答；
（3）根据温度计示数的大小确定电阻产生热量的大小，然后根据控制变量法的要求描述实验结论。
【解答】（1）根据实验目的可知，只需将各个电器元件依次串联即可。根据图片可知，变阻器的左上角的接线柱已经与开关相连，只需将右下角的接线柱与B电阻丝的右端相连，再将它的左端与A电阻丝右端相连，最后将A电阻丝的左端与电源正极相连即可，如下图所示：
（2）串联电路中，各处电流都相等；开关闭合时同时工作，断开时同时停止，则工作时间相等，那么两个电阻丝串联，目的是控制电流和通电时间相同。
（3）实验过程中可以观察到，A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数，这表明：电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
7．在远距离输电中，为了减小电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是减小输电电流。若某段输电导线的电阻为10欧，将通过它的电流由20安减小到10安，则这段输电导线1分钟内因发热而损失的电能将比原来减少多少千瓦时？
【答案】发热功率的减小量为：△P=P-P'=I2R-I'2R=（20A）2×10Ω-（10A）2×10Ω=3000W=3kW；
1min发热损失电能的减小量为：△W=△Pt=。
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据P=I2R分别计算出电流改变前后的发热功率，然后相减得到减小的发热功率，最后根据△W=△Pt计算损失电能的减小量。
二、拓展与提高
8．如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量相等、温度相同的水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电流通过电阻时，将电能全部转化为热能，根据分析判断即可。
【解答】A图中只有R1，则总电阻为R1；B图中两个电阻串联，则总电阻为R串；C图中只有R2，则总电阻为R2；D图中两个电阻并联，则总电阻为R并。
根据串并联电路的电阻特点可知，R并根据可知，当总电压和时间一定时，产生的热量与电阻成反比；
则产生的热量Q并>Q1>Q2>Q串；
那么通电相同时间后，水温最高的是D。
故选D。
9．如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻。热水器主要参数如下表。
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
（1）开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态。
（2）R2的阻值为多大？
（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35分钟需要消耗多少电能？
【答案】（1）b
（2）据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，此时为加热状态，
则R1的阻值为：；
当开关接b时，R1与R2串联，此时为保温状态，
总电阻；
则R2的阻值为：R2=R总-R1=60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω。
（3）热水器正常工作35分钟需要消耗电能：W=P加热t=2000W×（60s×35）=4.2×106J。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当开关切换时，总功率大的为加热状态，总功率小的为保温状态，根据公式分析即可；
（2）首先根据加热状态，利用公式计算出R1的阻值，再根据保温状态计算出总电阻R总，最后根据R2=R总-R1计算即可。
（3）根据W=P加热t计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
当开关接b时，R1与R2串联，总电阻为R串；
则R1根据公式可知，总功率P1>P串；
则前者为加热状态，后者为保温状态。
10．家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。某同学在家中做了如下实验：他首先查看自己家的电能表，表上标有"3600R/kW·h"字样；随后他关闭了家中所有用电器，只让一只标有"220V 1210W"的电水壶持续工作，同时观察到电能表转盘在3分钟内转过180圈。假设电水壶的电阻保持不变，求：
（1）电水壶的电阻。
（2）电水壶工作时的实际电功率。
（3）该同学家的实际电压。
【答案】（1）电水壶的电阻；
（2）电水壶消耗的电能；
电水壶的实际功率。
（3）根据得到：；
解得：U'=200V；
则该同学家的实际电压为200V。
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式计算电水壶的电阻；
（2）首先根据计算出电水壶消耗的电能，再根据计算它的实际功率；
（3）根据计算实际电压。
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浙教版科学九上第三章 第6节电能(四)
一、基础与巩固
1．下列电器中，不是利用电流的热效应来工作的是( )。
A．电烙铁 B．电视机 C．电饭锅 D．电熨斗
2．现有甲、乙两只电炉，已知甲电炉的电阻大于乙电炉的电阻，把它们分别接在电源电压为220伏的电路中，在相同时间内它们放出的热量( )。
A．甲放出多 B．乙放出多 C．同样多 D．无法判断
3．下列装置用来防止电热危害的是( ) 。
A．烘干物品的电烘箱 B．电脑机箱的铭牌
C．电视机上的散热窗 D．电热取暖器内的吹风机
4．电熨斗通电后温度很高，而连接电熨斗的导线温度升高却不明显，这是因为（ ）。
A．导线有绝缘层，能隔热
B．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
C．导线散热快，所以温度低
D．导线上的电流与电熨斗相同，而导线电阻小，产生的热量也很小
5．有3个用电器，其中一个是“220V 100W"的电风扇，一一个是“220V 100W“的电视机，另一个是“220V 100W”的低功率电熨斗，都在额定电压下工作相同的时间，这3个用电器产生的热量最多的是( )。
A．电风扇 B．电视机
C．低功率电熨斗 D．产生热量一样多
6．某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小； 瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度，实验时，该同学想把两段金属丝串联接入电路。
（1）请你完成实验电路。
（2）这样连接的目的是 。
（3）实验过程中可以观察到，A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数，这表明 。
7．在远距离输电中，为了减小电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是减小输电电流。若某段输电导线的电阻为10欧，将通过它的电流由20安减小到10安，则这段输电导线1分钟内因发热而损失的电能将比原来减少多少千瓦时？
二、拓展与提高
8．如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量相等、温度相同的水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1A． B．
C． D．
9．如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻。热水器主要参数如下表。
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
（1）开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态。
（2）R2的阻值为多大？
（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35分钟需要消耗多少电能？
10．家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。某同学在家中做了如下实验：他首先查看自己家的电能表，表上标有"3600R/kW·h"字样；随后他关闭了家中所有用电器，只让一只标有"220V 1210W"的电水壶持续工作，同时观察到电能表转盘在3分钟内转过180圈。假设电水壶的电阻保持不变，求：
（1）电水壶的电阻。
（2）电水壶工作时的实际电功率。
（3）该同学家的实际电压。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应，根据用电器的能量转化过程分析即可。
【解答】电烙铁、电饭锅和电熨斗，都是将电能全部转化为热能，利用电流的热效应，故A、C、D不合题意；
电视机，将电能转化为光能、声能，只有少量电能转化为热能，不是利用电流的热效应，故B符合题意。
故选B。
2．【答案】B
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】根据公式比较即可。
【解答】根据可知，当电压和通电时间相同时，电阻R甲>R乙，则产生的热量Q甲故选B。
3．【答案】C
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】分析各个选项中是利用电热还是防止电热即可。
【解答】烘干物品的电烘箱、电热取暖器内的吹风机，都是利用电热的，故A、D不合题意；
电脑机箱的铭牌，与电热利用和防止无关，故B不合题意；
电视机上的散热窗，防止电热对电器元件造成损伤，故C符合题意。
故选C。
4．【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可。
【解答】电熨斗和导线串联，则通电时间和电流大小相等，而导线的电阻远远小于电熨斗，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，则导线产生的热量远远小于电熨斗，所以温度升高到的不明显，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．【答案】C
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】根据各个用电器的能量转化过程分析判断。
【解答】根据W=Pt可知，三个用电器的额定功率相等，工作时间相等，则消耗的电能相等。电风扇将电能转化为风能和热能，电视机将电能转化为光能和热能，电熨斗将电能全部转化为热能，则产生热量最大的是电熨斗，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
6．【答案】（1）
（2）控制电流和通电时间相同
（3）电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据实验目的确定各个用电器的串并联关系，主要变阻器接线“一上一下”；
（2）根据串联电路电流和开关的特点解答；
（3）根据温度计示数的大小确定电阻产生热量的大小，然后根据控制变量法的要求描述实验结论。
【解答】（1）根据实验目的可知，只需将各个电器元件依次串联即可。根据图片可知，变阻器的左上角的接线柱已经与开关相连，只需将右下角的接线柱与B电阻丝的右端相连，再将它的左端与A电阻丝右端相连，最后将A电阻丝的左端与电源正极相连即可，如下图所示：
（2）串联电路中，各处电流都相等；开关闭合时同时工作，断开时同时停止，则工作时间相等，那么两个电阻丝串联，目的是控制电流和通电时间相同。
（3）实验过程中可以观察到，A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数，这表明：电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
7．【答案】发热功率的减小量为：△P=P-P'=I2R-I'2R=（20A）2×10Ω-（10A）2×10Ω=3000W=3kW；
1min发热损失电能的减小量为：△W=△Pt=。
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据P=I2R分别计算出电流改变前后的发热功率，然后相减得到减小的发热功率，最后根据△W=△Pt计算损失电能的减小量。
8．【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电流通过电阻时，将电能全部转化为热能，根据分析判断即可。
【解答】A图中只有R1，则总电阻为R1；B图中两个电阻串联，则总电阻为R串；C图中只有R2，则总电阻为R2；D图中两个电阻并联，则总电阻为R并。
根据串并联电路的电阻特点可知，R并根据可知，当总电压和时间一定时，产生的热量与电阻成反比；
则产生的热量Q并>Q1>Q2>Q串；
那么通电相同时间后，水温最高的是D。
故选D。
9．【答案】（1）b
（2）据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，此时为加热状态，
则R1的阻值为：；
当开关接b时，R1与R2串联，此时为保温状态，
总电阻；
则R2的阻值为：R2=R总-R1=60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω。
（3）热水器正常工作35分钟需要消耗电能：W=P加热t=2000W×（60s×35）=4.2×106J。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当开关切换时，总功率大的为加热状态，总功率小的为保温状态，根据公式分析即可；
（2）首先根据加热状态，利用公式计算出R1的阻值，再根据保温状态计算出总电阻R总，最后根据R2=R总-R1计算即可。
（3）根据W=P加热t计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
当开关接b时，R1与R2串联，总电阻为R串；
则R1根据公式可知，总功率P1>P串；
则前者为加热状态，后者为保温状态。
10．【答案】（1）电水壶的电阻；
（2）电水壶消耗的电能；
电水壶的实际功率。
（3）根据得到：；
解得：U'=200V；
则该同学家的实际电压为200V。
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式计算电水壶的电阻；
（2）首先根据计算出电水壶消耗的电能，再根据计算它的实际功率；
（3）根据计算实际电压。
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