浙教版科学2022-2023学年上学期九年级“一课一练”：3.6电能（3）【word，含解析】

1.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
2.将规格都是“220V 180W”的一台电视机、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　　）
A．电视机产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多 D．电热毯产生的热量最多
3.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.
4.某同学探究焦耳定律，部分电略如图所示。两个柑冋的烧瓶中装有初温相同、质量不等的煤油，装置左侧煤油多于右侧。通电一段时间后，左侧温度计示数高于右侧。下列说法正确的是（　　）
A．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．该装置不能用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
D．通过温度计的示数变化判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
5.如图所示是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，这样连接实验器材是为了探究电流产生的热量Q与（ ）
通过电流I的关系 B. 电源电压U的关系
C. 通电时间t的关系 D. 导体电阻R的关系
6.某同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如下图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙 ，下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，
跟通电时间成正比
⑥在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成申联电路只是为了控制电流大小相等
A.②③ B.①⑤ C.②④ D.①④⑤
7.把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A.6J B.30J C.36J D.60J
8.如图甲所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的 效应。若防雾膜的额定功率为20W，正常工作10min消耗的电能是 J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%-100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为 Ω。
9.某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是________。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现________功能、它的额定功率是________瓦。
10.小科家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。如图是其内部简化电路图，R1＝R2，开关S1可分别与触点a、b接触。当开关S1置于a端，S2闭合时，电烤箱处于 （选填“高温”、“中温”或“低温”）挡位；该电烤箱高中低三挡的功率之比P高∶P中∶P低＝ 。
11.某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于 A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I。通电一段时间，记录 A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I。当通电时间与步骤②相同时，记录 A、 B 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4 ， 实验数据如表。
电流 烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶（RA=10欧） B烧瓶（RB=20欧）
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为________安。
（2）本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？________和________。
（3）小科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：________。
12.小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
（1）请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量.因此在这个实验中是通过 显示电流产生热量的多少。
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有 （写出一个即可得分）。
（4）根据所学知识可知，在相同时间内 瓶内的电阻丝放出的热量较多（选填“甲”或“乙”）。
13.某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数l1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数l2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有________（写出一条即可）。
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是________。
（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：________ 。
14.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。(C水=4.2×103J/(kg·℃))
项 参数
电源电压(V) 220
低温档功率(W) 275
中温档功率(W) 550
高温档功率(W) 1100
容积(L) 1
（1）.开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档 ？
（2）.求R1的阻值？
（3）.在标准大气压下，使用高温档将初温是23°C的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间？
15.智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2；可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低"三种温档的调节，其中低温档的功率为20瓦，电阻R1为1210欧。
（1）座圈加热时，把电能转化为________能；
（2）当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的________；
（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温档工作多少小时？
（4）该座圈处于中温档工作时的电功率为多少？
16.小明的妈妈为了丰富早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。表中是这个豆浆机的主要技术参数。
型号 SYL－624
额定电压 220V
额定频率 50Hz
额定功率 120W
加热功率 1210W
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家中其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/(kW·h)”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？
答案及解析
1.【答案】 D
【解析】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。
2.【答案】D
【解析】因为接在家庭电路中，U＝220V，
所以三种用电器的实际功率：P实＝P额＝180W；
又因为W＝Pt，用电器工作时间t相等，所以三种用电器消耗的电能相同，
电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，电热毯工作时电热丝产生热量，几乎把电能全部转化为热量，所以产生热量最多的是电热毯。
3.【答案】 D
【解析】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。
4.【答案】B
【解析】A、由图知，两电阻丝串联，根据串联电路的电流特点可知，各处的电流是相同的，故A错误；
B、两个相同的烧瓶中密封初温相同的煤油，左侧的煤油的质量大，通电一段时间后，做侧玻璃管中液面比右侧高，说明电流通过左侧电阻丝产生的热量多；电流和通电时间均相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻丝的阻值大，故B正确；
C、由前面解答可知，通过电阻丝的电流和通电时间均相同，但两侧煤油的质量是不相同的，所以无法探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故C错误；
D、通过温度计的示数变化判断电流产生热量的多少，这属于转换法，故D错误。
5.【答案】 A
【解析】根据图片分析哪个因素不同即可。
【解答】根据图片可知，两个发热电阻的阻值相等，通电时间也相等。左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，则左边电阻的电流大于右边电阻，因此这些器材可以探究电流产生的热量与通过电流的关系，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
6.【答案】 A
【解析】根据对探究焦耳定律的实验过程、现象和结论的认识判断。
【解答】①食盐溶液为导体，在烧瓶内加入食盐溶液后，两根电阻丝被短路，不能正常发热，故①错误；
②根据V=Sh可知，玻璃管内径可以再小一些，那么液柱上升的高一些，则实验现象更明显，故②正确；
③探究导体产生的热量与电阻的关系时，控制电流和时间相同，使用了运用了控制变量法；电流产生的热量看不见，将其转化为液柱的高度变化，则使用了转换法，故③正确；
④通过此实验研究只能得到电阻越大，电流越大，时间越长，电流产生的热量越多，而不能得到定量的结论，故④错误；
⑥在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成申联电路为了控制电流和通电时间大小相等，故⑥错误。那么正确的是②③。故选A。
7.【答案】A
【解析】首先根据计算出通过定值电阻的电流，然后根据U=U总-UL计算出定值电阻两端的电压，最后根据Q=W=UIt计算定值电阻产生的热量。
【解答】通过定值电阻的电流；
定值电阻两端的电压U=U总-UL=12V-10V=2V；
定值电阻产生的热量Q=W=UIt=2V×0.3A×10s=6J。
8.【答案】 热；12000；2420
【解答】（1）有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的热效应。
（2）正常工作10min消耗的电能W=Pt=20W×（60s×10）=12000J；
（3）电热丝的电阻：；
当变阻器R的阻值最大时，通过电路的电流最小，此时电热丝的功率最小。
根据得到：；
解得：U'=110V； 此时变阻器两端的电压：U变=U总-U'=220V-110V=110V； 根据串联电路电压与电阻呈正比得到：;
；解得：R=2420Ω。
9.【答案】（1）串联 （2）加热；100
【解析】（1）如果用电器首尾相接，那么它们串联；如果用电器并排连接在两点间，则它们为并联。
（2）根据公式比较两种状态下电路总功率的大小，从而确定它们的工作状态，并计算出对应的功率。
【解答】（1）开关转至ac位置时，电流依次经过R1和R2，它们首尾相连，因此为串联。
（2）开关转至bd位置时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2。
根据公式可知，因为R串>R2，所以总功率P串则前者为保温状态，后者为加热状态。
那么它的额定功率为：。
10.【答案】高温；4：2：1
【解析】当开关S1置于a端，S2闭合时，两个电阻并联，此时的总电阻为：；
当开关S1置于b端，S2闭合时，只有R1工作，此时的总电阻为：；
当开关S1置于b端，S2断开时，两个电阻串联，此时的总电阻为：；
根据公式得到：。
则三者对应的状态分别为高温、中温和低温档位。
11.【答案】 （1）0.24（2）电流大小；通电时间（3）△H3>△H2
【解析】（1）根据乙图确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出示数；
（2）当两个电阻串联时，开关闭合，同时开始工作；断开开关，同时停止工作，因此可以控制通电时间相同；串联电路各处电流都相等，因此可以控制通过电路的电流相等。
（3）通过△h2可知电阻变成原来2倍时产生热量的变化，通过△h3可知，电流变成原来2倍时产生热量的变化。如果后者大于前者，那么足以说明电流对产生热量的影响大于电阻的影响，据此分析即可。
【解答】（1）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么读数为0.24A；
（2）本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制电流和通电时间相同。
（3）小科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，这两个量的大小关系：△H3>△H2。
12.【答案】 （1）
（2）温度计示数的变化
（3）煤油质量相同、初温相同或通电时间长短相同等合理给分
（4）甲
【解析】（1）根据并联电路电压的特点分析解答。
（2）电阻产生热量被煤油吸收，煤油的温度会升高。当煤油的质量和初温相同时，煤油的温度越高，则说明电阻产生的热量越多。
（3）根据Q=cm△t可知，只有煤油的质量和初温相同时，它的温度越高，则吸收的热量越多，据此分析；
（4）首先比较电阻丝的电阻大小，然后根据焦耳定律确定放出热量的多少。
【解答】（1）为了保证电压相等，可以将两段电阻丝并联，如下图所示：
（2）电流产生热量的多少不易直接测量，因此在这个实验中是通过温度计示数的变化显示电流产生热量的多少。
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制量有：煤油质量相同、初温相同或通电时间长短相同。
（4）电阻丝的长度和粗细都相同，则铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻。根据可知，在相同时间内，甲（铜丝）产生的热量较多。
13.【答案】（1）通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少（其它合理也给分）
（2）保持前后两次电阻的大小相同
（3）电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多（其它合理也给分）
【解析】（1）热量看不到，摸不着，且没有测量仪器将它准确的测量出来，但是可以借助玻璃管内液面的高度变化判断吸热的多少，这种方法叫转换法；
（2）电流产生热量与电流大小和电阻、时间有关；要探究电热与电流的关系，就必须控制电阻和时间相同；
（3）电水壶和导线串联，电饭锅也和导线串联，这时电流相同，当水烧开，饭蒸熟时，导线几乎没有发热，因此可以猜想电热与导体电阻大小有关。
【解答】（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有：通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少；
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是保持前后两次电阻的大小相同；
（3）科学研究倡导有依据的猜想，生活中支持猜想二实例：电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多。
14.【答案】 （1）S1闭合，S2接B时，高温档。
（2）解：S2断开，S1闭合，只有R1接入电路，中温档
（3）解：水的质量为1kg
℃ ℃ ℃)=3.234 × 105J
【解析】（1）根据公式判断不同状态下的电功率，然后确定与三个状态的对应关系；
（2）结合图像，确定只有R1正常工作时的电功率，然后根据计算即可；
（3）首先根据Q=cm△t计算出烧开这壶水需要的热量，然后根据计算出消耗的电能，最后根据计算烧开这壶水需要的时间。
【解答】（1）根据可知，当电压相等时，功率与电阻成反比。
当开关S1断开，S2接A时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关S1闭合，S2接断开时，只有R1工作，总电阻为R1；
当开关S1闭合，S2接B时，两个电阻并联，总电阻为R并；
因为R串>R1>R并；
所以P串那么三种状态依次为低温、中温和高温档。
（2）S2断开，S1闭合，只有R1接入电路，此时为中温档，
那么R1的阻值为：。
（3）养生壶内水的质量为：m=ρV=103kg/m3×10-3m3=1kg；
水吸收的热量为： ；
消耗的电能；
烧开一壶水需要的时间：。
15.【答案】（1）内(或热)
（2）C
（3）解；P=20W=0.02kW
t=W/P=1kW·h/0.02kW=50h
（4）低温档时，R1和R2是串联的
R总=U2/P低=(220V)2/20W=2420Ω
R1=R总-R2=2420Ω-1210Ω=1210Ω
中温档时，电路中只有电阻R2工作
P中=U2/R1= (220V)2/1210Ω=40W
【解析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据乙图确定电流的路径，从而确定电阻的串并联关系即可；
（3）根据公式计算出低温档工作的时间；
（4）低温档时，R1和R2是串联的，此时电阻最大，功率最小。首先根据计算出总电阻，再根据 R1=R总-R2 计算出R1的阻值。中温档时，电路只有R1工作，根据公式计算出此时的电功率即可。
【解答】（1）座圈加热时，把电能转化为内(或热)能；
（2）当开关S1闭合、S2接a时， 如下图所示，两个电阻为并联，则该座圈的电路相当于C。
16.【答案】（1）已知最大功率P1＝1210W，所以正常工作时的最大电流I1＝ ＝5.5A。
（2）由图像可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1＝9min，电动机工作时间t2＝2min，消耗的电能W＝P1t1＋P2t2＝1210W×9×60s＋120W×2×60s＝667800J。
（3）豆浆机2min内消耗的电能W＝ kW·h＝ 1/30 kW·h＝1.2×105J，
豆浆机实际功率P＝ ＝1000W，
电热管电阻R＝ ＝40Ω，
电路实际电压U＝ ＝200V。
【解析】（1）功率最大时电流最大，从表格中找到最大功率，然后根据 计算工作时的最大电流；（2）根据丙图，根据功率的大小确定加热管工作的时间和电动机工作的时间，分别根据公式W=Pt计算出消耗的电能，最后将它们相加即可；
（3）首先根据计算出消耗的电能，再根据公式计算出豆浆机的实际功率，接下来根据电热管的额定功率和额定电压利用公式P=U2/R计算出电热管的电阻，最后根据U2=PR计算电路实际电压。
3.6电能（3）