【同步练习】苏科版初三物理下册 第15章《电功和电热》15.3 电热器 电流的热效应（基础+提升）（含答案）

第15章 电功与电热
15.3 电热器 电流的热效应
1.（2022·江苏无锡第二次月考）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是
A. 电熨斗 B. 电冰箱 C. 电风扇 D. 电视机
2.（2022·山东聊城期末）下列用电器在工作过程中，电能几乎全部转化为内能的是
A. 电脑 B. 电风扇 C. 洗衣机 D. 电炉
3.（2022·山东济南第二次月考）用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用( )于
A. 纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B. 电动机、电风扇等家用电器
C. 电解、蓄电池充电等 D. 对任何用电器都适用
4.（2022·江苏常州第二次月考）如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220 V 60 W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则下列说法不正确的是（ ）
A. 消耗的电能一样多 B. 电流做的功一样多
C. 产生的热量一样多 D. 电烙铁产生的热量最多
5.（2021·河北石家庄第二次月考）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，电阻为2Ω，电流为10A，正常工作1s消耗的电能为________产生的热量为_______．
6.（2022·河南郑州第二次月考）如图所示，有两根长短、粗细相同但不同的材料制成的电阻丝，R1>R2，将a、b接入电路中时，通过足够大的电流，火柴棒甲、乙的情况是（ ）
A. 甲先点燃 B. 乙先点燃 C. 同时被点燃 D. 无法判断
6.（2021·山东东营第二次月考）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置两个透明容器中封闭着等量的空气。下列说法正确的是（ ）

①形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
7.（2021·河北石家庄第二次月考）如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）
A. U甲=U乙 B. U甲Q乙 D. Q甲8.在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R1的阻值为 20Ω
B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
C．电路的最大功率为4.5W
D．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J
9.（2022·江苏镇江第二次月考）如图所示为某养生壶的电路原理图，有加热和保温两挡。R1和R2都是发热电阻，其中R1=44Ω，养生壶的保温功率为200W。求养生壶在额定电压下工作时，
（1）R2的电阻；
（2）加热时电路中电流；
（3）加热5min消耗的电能。
1.（2022·江苏徐州第二次月考）两根导线的电阻之比是3:4，通过的电流之比是4:3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（ ）
A. 1:1 B. 4:3
C. 3:4 D. 16:9
2.（2022·江苏镇江第二次月考）要使一个电热器在单位时间内放出的热量减少一半，应该（ ）
A. 使通过的电热器的电流减小一半
B. 使加在电热器两端的电压减少一半
C. 使电热器的电阻减少一半
D. 使电热器的电阻减少一半并使加在电热器两端的电压减少一半
3.（2022·山西太原期末）如图所示电路中，已知R1＞R2，电源电压U保持不变，在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是
A. 甲、乙、丙、丁 B. 甲、丙、丁、乙
C. 丙、丁、乙、甲 D. 乙、丁、丙、甲
4.（2022·江苏徐州第二次月考）某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝，将它接入电路如图当S分别置于"1 "挡和"2"挡时， _____档是保温状态，当S接"2 "挡时，电路中的电流大小是 _____通电100s电路产生的热量是 _____J。
5.（2022·山东威海第二次月考）如图，灯L标有“4V 2W”，R=20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为___________A，通电1min电路中产生的热量为___________J。
6.（2022·山东济宁第二次月考）某电热水壶有两根电热丝，若把一根电热丝接入电路，烧开一壶水要；若但把另一根电热丝接入原电路，烧开一壶水要，若把这两根电热丝并联起来接入原电路，烧开这壶水需要的时间是不考虑热损失
A. B. C. D.
7.（2022·山东滨州第二次月考）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”．
（1）实验中通过观察____________来比较电流产生的热量的多少．
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入______、____的同种液体．
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能____________．
（4）实验结论是_____________________________．
（5）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与____________关系，还需要进行的操作是______________．
8.（2022·北京大兴区第二次月考）图甲是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，图乙是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻。当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态。
（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃。需用时14min[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。求此加热过程中：①水吸收的热量；②饮水机的加热效率。
（3）求电阻R1阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）。
9.如图是某家用电热器内部电路结构示意图，其中R1、R2为加热电阻丝（R1＞R2）．电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率，其中发热功率最大的连接方式是（　　）
A. B.
C. D.
答案与解析
1.（2022·江苏无锡第二次月考）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是
A. 电熨斗 B. 电冰箱 C. 电风扇 D. 电视机
【答案】A
【解析】
电熨斗是利用电流的热效应工作的．A符合题意．
电风扇是利用电流的磁效应工作的．B不符合题意．
电冰箱是利用电流的磁效应工作的．C不符合题意．
电视机主要是把电能转化为声能和光能．D不符合题意．
故选：A．
2.（2022·山东聊城期末）下列用电器在工作过程中，电能几乎全部转化为内能的是
A. 电脑 B. 电风扇 C. 洗衣机 D. 电炉
【答案】D
【解析】
电风扇和洗衣机主要是把电能转化为机械能，而电脑是把电能转化为声能、光能和机械能等；电炉是消耗了电能得到了内能，电能几乎全部转化为内能．
故选：D.
3.（2022·山东济南第二次月考）用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用( )于
A. 纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B. 电动机、电风扇等家用电器
C. 电解、蓄电池充电等 D. 对任何用电器都适用
【答案】D
【解析】
纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 A不合题意；
电动机、电风扇等家用电器 B不合题意；
电解、蓄电池充电等 C不合题意；
焦耳定律适用于对任何用电器 D符合题意．
故选：D．
4.（2022·江苏常州第二次月考）如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220 V 60 W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则下列说法不正确的是（ ）
A. 消耗的电能一样多 B. 电流做的功一样多
C. 产生的热量一样多 D. 电烙铁产生的热量最多
【答案】C
【解析】
因为各用电器的额定功率相同,
所以,由W=Pt可得,它们都在额定电压下工作相同时间,消耗的电能相同即电流做的功一样多,故AB不正确;
电视机工作时将大部分电能转化为声能、光能;
电烙铁工作时将消耗的电能转化为内能;
电风扇工作时消耗电能,大部分转化为机械能;
由以上可以知道,产生的热量电烙铁最多,故C不正确,D正确.
故选：C．
5.（2021·河北石家庄第二次月考）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，电阻为2Ω，电流为10A，正常工作1s消耗的电能为________产生的热量为_______．
【答案】 3800J ； 200J
【解析】
∵U=380V，I=10A，t=1s，
∴电动机正常工作1s消耗的电能为：W=UIt=380V×10A×1s=3800J．
∵I=10A，R=2Ω，t=1s，
∴电动机正常工作1s产生的热量为：Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J。
故答案为： 3800J ； 200J
6.（2022·河南郑州第二次月考）如图所示，有两根长短、粗细相同但不同的材料制成的电阻丝，R1>R2，将a、b接入电路中时，通过足够大的电流，火柴棒甲、乙的情况是（ ）
A. 甲先点燃 B. 乙先点燃 C. 同时被点燃 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
根据图示可知，两电阻串联，因此通过它们的电流相等；
又∵R1>R2，I1=I2，t1=t2
∴由Q=I2Rt可知，Q1>Q2，所以电阻R1的温度高，故甲先被点燃。
故选：A。
6.（2021·山东东营第二次月考）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置两个透明容器中封闭着等量的空气。下列说法正确的是（ ）

①形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
【答案】C
【解析】
U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故①错误；
由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关，故②正确；
乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同，右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻，故③错误；
图甲中两电阻串联，电阻不同，通过两电阻的电流相同，电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，故④正确；故选：。
7.（2021·河北石家庄第二次月考）如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）
A. U甲=U乙 B. U甲Q乙 D. Q甲【答案】C
【解析】
由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，
由题意知：R甲故选：。
8.在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R1的阻值为 20Ω
B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
C．电路的最大功率为4.5W
D．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J
【答案】B
【解析】
当滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压；由图象可知，电压表的示数为6V，即电源的电压U=6V；滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测R1的电压，由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电压表的示数U1=2V因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电I2=,则R1的阻值R1=10Ω,故A错误；
根据串联电阻的规律及电功率公式可得，滑动变阻器R2的功率为可知，当滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相等时，滑动变阻器R2消耗的最大功率，即R2=R1=10Ω则滑动变阻器R2消耗的最大功率
P大==0.9W,故B正确；
滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电阻的阻值最小，由P=可知，电路消耗的功率最大，则电路的最大功率Pmax==3.6W故C错误；
当滑片 P 移到中点时，滑动变阻器接入电路的阻值为R2中=0.5×20Ω=10Ω因变阻器连入电路的电阻与定值电阻的大小相等，由分压原理可知，变阻器和定值电阻的电压相等，结合串联电路电压的规律，可知则R1的电压为U1′=0.5U=0.5×6V=3V故通过R1的电流10s产生热量Q=W=故D错误。
故选：B。
9.（2022·江苏镇江第二次月考）如图所示为某养生壶的电路原理图，有加热和保温两挡。R1和R2都是发热电阻，其中R1=44Ω，养生壶的保温功率为200W。求养生壶在额定电压下工作时，
（1）R2的电阻；
（2）加热时电路中电流；
（3）加热5min消耗的电能。
【答案】198Ω；5A；3.3×105J
【解析】
解：（1）由电路图可知，S1、S2闭合后，电路为R1的简单电路，养生壶处于加热状态；S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，养生壶处于低温挡，根据P=知，此时电路的总电阻为R==
根据串联电路电阻的规律知，R2的电阻为R2=R-R1=242Ω-44Ω=198Ω
（2）加热时电路中电流为I==
（3）加热5min消耗的电能为
答：（1）R2的电阻为198Ω；
（2）加热时电路中电流为5A；
故答案为： 198Ω；5A；3.3×105J
1.（2022·江苏徐州第二次月考）两根导线的电阻之比是3:4，通过的电流之比是4:3，在相同时间内两根导线中产生的热量之比为（ ）
A. 1:1 B. 4:3
C. 3:4 D. 16:9
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知
由Q＝I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比
故选：B。
2.（2022·江苏镇江第二次月考）要使一个电热器在单位时间内放出的热量减少一半，应该（ ）
A. 使通过的电热器的电流减小一半
B. 使加在电热器两端的电压减少一半
C. 使电热器的电阻减少一半
D. 使电热器的电阻减少一半并使加在电热器两端的电压减少一半
【答案】D
【解析】
A. 由W＝I2Rt可得,电阻不变,通过导体的电流减少一半时,电流所做的功将变为原来的；
B. 由W＝t可得,电阻不变,电压变为原来的一半,则电流所做的功变为原来的；
C. 由W＝t可得，电压不变，电阻丝的电阻减半时，电流所做的功将变为原来的2倍；
D. 由W＝t可得,电阻和电压均减半时,电流所做的功将变为原来的.
故选：D.
3.（2022·山西太原期末）如图所示电路中，已知R1＞R2，电源电压U保持不变，在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是
A. 甲、乙、丙、丁 B. 甲、丙、丁、乙
C. 丙、丁、乙、甲 D. 乙、丁、丙、甲
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析:由公式Q=可知，电压和通电时间一定时，热量和电阻成反比．四个电路中，电阻由小到大的顺序是乙、丁、丙、甲．在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是乙、丁、丙、甲．
故选：D．
4.（2022·江苏徐州第二次月考）某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝，将它接入电路如图当S分别置于"1 "挡和"2"挡时， _____档是保温状态，当S接"2 "挡时，电路中的电流大小是 _____通电100s电路产生的热量是 _____J。
【答案】 1 ； 5 ； 1.1×105
【解析】
当S接“1”挡时，R0和R串联，电路中电流很小，电饭锅处于保温状态．当S接“2”挡时，R短路，电路中只有电热丝R0，电流大小为I=，
通电100s产生的热量为Q=I2Rt=(5A)2×44Ω×100s=1.1×105J
故答案为：1 ； 5 ； 1.1×105
5.（2022·山东威海第二次月考）如图，灯L标有“4V 2W”，R=20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为___________A，通电1min电路中产生的热量为___________J。
【答案】0.7；168。
【解析】
由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光，
所以U=UR=UL=4V，
由P=UI可得通过灯泡的电流：IL=
由欧姆定律可得通过R的电流：IR=
由并联电路的电流特点可得电流表示数：I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A；
通电1min电路中产生的热量：Q=W=UIt=4V×0.7A×60s=168J。
故答案为：0.7；168
6.（2022·山东济宁第二次月考）某电热水壶有两根电热丝，若把一根电热丝接入电路，烧开一壶水要；若但把另一根电热丝接入原电路，烧开一壶水要，若把这两根电热丝并联起来接入原电路，烧开这壶水需要的时间是不考虑热损失
A. B. C. D.
【答案】B;
【解析】
解：设两根电阻丝的电阻分别为和，
由，得，，
由题意可知，，
即，
即，
；
设为，为，
把两根电热丝并联起来接入原电路，则有：，
解得。
故选：。
7.（2022·山东滨州第二次月考）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”．
（1）实验中通过观察____________来比较电流产生的热量的多少．
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入______、____的同种液体．
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能____________．
（4）实验结论是_____________________________．
（5）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与____________关系，还需要进行的操作是______________．
【答案】 两支温度计示数变化 ；质量相等；初温相同 ；相同 ；
【解析】
(1)实验中通过观察两支温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少；
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体；
(3)探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，需保证电路中的电流和通电时间相同，但选用的两电阻丝的阻值应该不同；
(4)实验结论是：在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多．(5)实验时，若调节滑动变阻器的阻值，可以改变电路中电流的大小，因此用该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流大小的关系．
故答案为： 两支温度计示数变化 ；质量相等；初温相同 ；相同 ；
8.（2022·北京大兴区第二次月考）图甲是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，图乙是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻。当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态。
（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃。需用时14min[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。求此加热过程中：①水吸收的热量；②饮水机的加热效率。
（3）求电阻R1阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）。
【答案】2A；2.94×105J；79.5%；1100Ω
【解析】
【详解】解：（1）由P＝UI可知，在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流
（2）①由=可知，热水箱中的水质量
水V=1.0×103kg/m3=1kg
水吸收的热量
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg)×1kg×（90℃-20℃）=2.94×105J
②电流做的功
W=P加热t=440W×14×60s=3.696×105J
饮水机的加热效率
=
（3）由图示电路图可知，开关S闭合时，只有R2接入电路，电路处于加热状态，电阻R2阻值
R=
开关S断开时，R1与R2串联接入电路，电路处于保温状态，则
R1+R2=
所以电阻R1的阻值为
R1=1210Ω-110Ω=1100Ω
答：（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是2A；
（2）水吸收的热量2.94×105J，饮水机的加热效率79.5%；
（3）电阻R1的阻值1100Ω。
故答案为：2A；2.94×105J；79.5%；1100Ω
9.如图是某家用电热器内部电路结构示意图，其中R1、R2为加热电阻丝（R1＞R2）．电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率，其中发热功率最大的连接方式是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
串联时电路电阻最大，并联时电阻最小；根据P=可知，电源电压不变时，并联时电功率最大．
A．图中只有电阻R2工作，不符合题意；
B．图中两电阻串联，不符合题意；
C．图中只有电阻R1工作，不符合题意；
D．图中两电阻并联，符合题意；
故选：D.