北师大版九年级物理上册《13.4 电流的热效应》2023年同步练习卷（含解析）

北师大版九年级上册《13.4 电流的热效应》2023年同步练习卷
一、单选题（本大题共5小题，共10.0分）
1. 下列用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 计算器 B. 电视机 C. 电暖器 D. 电冰箱
2. 将一台“”的电风扇、一个“”的充电器、一把“”的电烙铁分别接在的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是( )
A. 电风扇 B. 充电器 C. 电烙铁 D. 一样多
3. 关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是( )
A. 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B. 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C. 根据可知，相同时间内产生的热量与电阻无关
D. 根据可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
4. 下列情况中属于防止电热危害的是( )
A. 电视机背后有散热窗
B. 家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次
C. 使用电磁炉做饭
D. 大型爆破工作，用电热装置引爆炸药
5. 当温度降到很低时，某些金属导体的电阻就变成零，这种现象称为超导现象，假如白炽灯的灯丝、电动机内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝的电阻都变为零，当给他们通电时，仍能工作的是( )
A. 白炽灯 B. 电动机 C. 电饭锅 D. 电熨斗
二、多选题（本大题共1小题，共3.0分）
6. 小明想探究“电流通过导体产生的热量多少与导体的电阻大小是否有关”。他连接了如图的电路进行实验，甲、乙两个烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，煤油中都各自浸泡着一段电阻丝，阻值分别为和，分别用插有温度计的橡胶塞封闭烧瓶，煤油中的电阻丝通过橡胶塞上的接线柱与电路相连，温度计可以测量煤油的温度。下列说法中正确的是( )
A. 实验中通过观察温度计示数变化大小来判断电流通过导体产生热量的多少
B. 为实现实验目的，两个烧瓶内的电阻和的阻值应相等
C. 为实现实验目的，两个烧瓶内的电阻和的阻值应不相等
D. 为实现实验目的，应将和改为并联
三、填空题（本大题共6小题，共12.0分）
7. 电流通过导体时，导体发热是______ 能转化为______ ，这种现象叫______ ，电热器工作时______ 能转化为______ 能。
8. 在“探究电流的热效应与哪些因素有关”的实验中，我们利用电流的热效应加热______ 相同的______ 液体，通过观察液体的______ 来判断电流产生热量的多少。探究与电阻的关系时，将两电阻丝______ 以保证电流和______ 相同。
9. 电流通过导体产生的热量与______ 成正比，与______ 成正比，与______ 成正比。这个规律叫作______ ，用公式表示为______ 。它是______ 国科学家______ 经过大量实验得出的。
10. 如图是小瑞探究“影响电流热效应因素”的部分实验装置图，在探究电热与电阻关系时，把和串联连接的目的是控制______ 相同，闭合开关通电一段时间，通过观察______ 来比较电流通过电阻产生热量的多少．
11. 如图所示，甲、乙、丙三个密闭容器中密封这着等量的空气，形管中液面高度的变化反应密闭空气温度的变化。三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，其中在丙同期的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，要研究电热与电阻的关系应该观察______两个容器中液面高度差的变化；要研究电热与电流的关系应该观察______两个容器中液面高度差的变化。
12. 如图是探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。将两根阻值不等的电阻丝、串联后分别密封在两个相同的烧瓶中，瓶中气体通过玻璃管分别于与、气球相连，闭合开关后，通过的电流______通过的电流；一段时间后，体积______体积。以上均选填“大于”、“小于”或“等于”
四、实验探究题（本大题共1小题，共6.0分）
13. 用如图所示的装置探按“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。
烧瓶中装入的煤油是______ 填“导体”或“绝缘体”。
请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图。
为达到实验目的，采用探究方法是______ ，选用的两电阻丝和的阻值应______ ，通过的电流______ 通过的电流。
通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明______ 。
小红用如图所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度与电流的关系图像。根据焦耳定律可知，图中能正确反映关系的是______ 。
五、计算题（本大题共1小题，共8.0分）
14. 新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化的控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路图如图甲所示，和均为电热丝，是自动控制开关。煮饭时把电饭锅接入的电路中，在电饭锅工作的内，电路中总电流随时间的变化如图乙所示，求：
只闭合时电饭锅的电功率；
电热丝的阻值；
电饭锅产生的热量。
六、综合题（本大题共1小题，共10.0分）
15. 阅读短文，回答问题：
电暖宝
电热暖手宝俗称电暖宝外形新颖、储热量大、保温时间长，结构特点合理，使用方便，为冬季暖手、暖足的理想用品。电暖宝分为电极式、电热丝式、电热棒式三种。目前因为电极式电暖宝容易发生漏电和爆裂危险被国家禁止生产销售，允许继续销售的是安全性高的电热丝式电暖宝。
软质液体电热宝使用新技术储能发热剂，加热升温迅速。一次性注水，永久使用，独特防爆免烫和温控保护装置温度达到设定温度可以自动切断电路；使用寿命长；保温持久等优势。由于用户无需注水即可直接使用，免去了传统热水袋频繁换水带来的麻烦和不安全。
文中的电暖宝工作时利用了电流的______效应；
软质液体电热宝中的温控保护装置在电路中的作用相当于______
A.电源 开关 导线 用电器
请根据学过的物理知识判断，电功率越大的电暖宝工作时电热丝的电阻越______选填“大”或“小
软质液体电热宝与传统热水袋相比，优点有______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、计算器工作时，主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，故A错误；
B、电视机工作时，主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，故B错误；
C、电暖器工作时，消耗电能转化为内能，是利用了电流的热效应，故C正确；
D、电冰箱主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应，故D错误。
故选：。
电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。分析各用电器工作时能量的转化做出选择。
本题考查了电流的热效的应用，知道相关用电器工作时的能量转化是关键。
2.【答案】
【解析】解：电风扇、充电器、电烙铁三个用电器虽然功率一样，但是电风扇主要把电能转化为机械能，发热量较小，充电器将电能转化为化学能在电池里储存起来，发热量很小，只有电烙铁是利用电热，电能全部变成内能，电流通过电烙铁产生热量最多。
故选：。
解答本题要注意区分电热和电功，明白对于不同的电器二者的关系。
本题考查家用电器的作用，在生活中要注意积累，并体会电功和电热的区别。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查学生对焦耳定律公式及推导公式理解和掌握，判断电热的多少，一要判断是否纯电阻电路，决定导出式是否可用；二要找出不变还是不变，如果不变，用，如果不变，用。
【解答】
A.根据可知，由于没有说明电流一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量不一定越多，故A错误；
B.根据可知，由于没有说明电压一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量不一定越少，故B错误；
C.根据可知，此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，而根据焦耳定律可知，电流通过导体时产生的热量与电阻有关，故C错误；
D.根据可知，在电流、通电时间一定时，电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】解：电视机的机壳上有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉，故A符合题意；
B.家用电器长时间停止使用，隔一段时间应通电一次，是应用电热来给电器驱潮，故B不符合题意；
C.使用电磁炉做饭，利用的是磁场感应涡流原理，与电热无关，故C不符合题意；
D.大型爆破工程，用电热装置引发炸药，是应用电热的例子，故D不符合题意。
故选：。
电流通过导体时，导体本身要发热，叫做电流的热效应，产生的电热有时是有害的，必须及时排出。
本题主要考查对电热的应用及预防措施的了解，用电器工作时如果温度过高，会造成危害，要考虑如何散热。
5.【答案】
【解析】解：白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，白炽灯不能发光、电饭锅不能煮饭、电熨斗不能熨衣服，选项ACD不正确．
导体有电阻时，电动机工作，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好，选项B正确．
故选B．
假设导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作．
假设导体没有电阻，利用电流热效应工作的电器都不能工作，利用电流的磁效应和效应工作的用电器不受影响．
6.【答案】
【解析】解：
A.电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化来判断电流通过导体产生的热量多少，故A正确；
为了研究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变，改变电阻丝的电阻，所以为实现实验目的，两个烧瓶内的电阻和的阻值应不相等，故B错误，C正确；
D.为了控制电流相等，两电阻应为串联，故D错误。
故选：。
电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少；由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变，改变电阻丝的电阻。
本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，利用好控制变量法是本题的关键。
7.【答案】电 内能 电流的热效应 电 内
【解析】解：电流通过导体时，导体产生热量，消耗电能转化成内能，这种现象称为电流的热效应；
根据电流的热效应制成电热器，例如电饭锅、电暖气等，它们工作时消耗电能转化为内能，产生热量。
故答案为：电；内能；电流的热效应；电；内。
电流流过导体要产生热量，这种现象是电流的热效应，人们利用电流的热效应制作成电热器。
本题考查了电流热效应的概念及应用，是一道基础题。
8.【答案】质量 同种 温度的变化 串联 通电时间
【解析】解：在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素关系时”，利用电阻丝给质量相同的同种液体加热，根据液体升高的温度来判断电流产生热量的多少，采用的是转换法；
探究电流产生热量跟电阻关系时，实验中需要控制通电时间和电流不变，改变电阻的大小，所以实验中将两根电阻丝串联，这样能控制电流和通电时间相同。
故答案为：质量；同种；温度的变化；串联；通电时间。
导体产生热量的多少不能直接观察，实验中通过液体温度的变化来判断导体产生热量的多少，采用的是转换法；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间不变；探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变。
掌握电流产生热量多少的影响因素，利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系。
9.【答案】电流的平方 导体的电阻 通电时间 焦耳定律 英 焦耳
【解析】解：电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比”，这就是焦耳定律，用公式可表示为：它是英国科学家焦耳经过大量实验得出的。
故答案为：电流的平方；导体的电阻；通电时间；焦耳定律；；英；焦耳。
英国科学家焦耳经过大量实验得出了焦耳定律，用公式可表示为：。
本题考查学生对焦耳定律的理解和认识，属于基础题。
10.【答案】通过的电流和通电时间；红色液柱上升的高度
【解析】解：两电阻丝串联，让通过的电流相同，即控制流过电阻的电流和通电时间相等，两电阻丝的电阻不同，这是研究电流产生的热量与导体电阻的关系；
通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使空气受热膨胀，通过观察红色液柱的高度变化来判断电流产生的热量的多少；
故答案为：通过的电流和通电时间；红色液柱上升的高度．
电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被空气吸收，空气受热膨胀；液柱吸收热量的多少我们直接看不到，但红色液柱高度会发生变化，据此可以反应电流产生的热量多少转换法；由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变．
电热与电流、电阻、通电时间都有关系，实验过程中要注意控制变量法的应用．
11.【答案】甲、乙 甲、丙
【解析】解：图中甲、乙两容器中的电阻丝串联，通过他们的电流与通电时间相同，甲容器中的电阻小于乙容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
图中甲、丙装置中，丙容器中的电阻丝与另一电阻丝并联，故甲和丙两容器中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系。
故答案为：甲、乙；甲、丙。
根据控制变量法可知：探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变。
本题考查学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法的运用。
12.【答案】等于；大于
【解析】解：
由图可知，、串联，串联电路中各处的电流是相同的，故通过的电流等于通过的电流；
已知，电流和通电时间相同，由可知，产生的热量多，气球中空气的膨胀程度大，体积大。
故答案为：等于；大于，
根据串联电路的特点分析电流的大小；根据公式分析体积的大小。
本题考查探究电流产生的热量与电阻的关系，需明确当要探究的物理量较多时，应采用控制变量法。
13.【答案】绝缘体 控制变量法 相同 小于 电流越大产生的热量越多
【解析】解：烧瓶中装入的煤油是绝缘体；
根据实物图，和并联，再和串联，如图所示：
；
探究电流产生的热量和电流大小的关系，要保持电阻相同，运用了控制变量法，结合电路图根据串并联电路的电流特点，可知的电流加上的电流等于的电流，故的电流小于的电流；
电阻、通电时间相同时，电流越大产生的热量越多，所以乙烧瓶中液面上升的较大；
根据焦耳定律，电流对热量的影响明显，图象中符合题意。
故答案为：绝缘体；如上图；控制变量法；相同；小于；电流越大产生的热量越多；。
煤油不容易导电，属于绝缘体；
根据实物图画出对应的电路图；
电热有多个影响因素，要让被研究的量不同，其它条件相同；
电流越大产生的热量越多，玻璃管中液面上升的多；
电流对电热影响明显，所以玻璃管中液面上升的明显。
本题是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验题，实验中应用了控制变量法与转换法，要注意体会这两种方法的应用。
14.【答案】解：
由甲电路图可知，和都闭合时，电阻与并联，并联电路中的总电阻小于每个电阻，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，由乙图知，此时电流；
只闭合时，为的简单电路，此时电路中电流较小，由乙图知，此时电流为，
故只闭合时电饭锅的电功率：
；
、同时闭合时干路中电流为，根据并联电路各支路互不影响，则通过的电流为：
，
由欧姆定律可得的阻值：
；
由图乙知，为一个工作周期，产生的热量：
；
产生的热量：
；
则电饭锅产生的总热量：
。
答：只闭合时电饭锅的电功率为；
电热丝的阻值为；
电饭锅产生的热量为。
【解析】由甲电路图可知，和都闭合时，电阻与并联，根据并联电路中的电阻小于每个电阻和欧姆定律。可知电路中的电流最大，
只闭合时，为的简单电路，根据图乙从而确定电路中的电流大小，根据求解；
根据、同时闭合时电路中电流，由并联电路各支路互不影响求出通过的电流，由欧姆定律求出；
根据图乙，由求出每个过程产生的热量，最终得出电饭锅产生的热量。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的综合应用，结合电路图会对图象的分析电路结构得出两种状态下对应的电流值是关键。
15.【答案】热 小 不需要频繁换水
【解析】解：
电暖宝工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应来工作的；
由题意可知，软质液体电热宝中的温控保护装置，当温度达到设定温度可以自动切断电路，所以温控保护装置在电路中的作用相当于开关，故B正确；
根据公式可知，在电压一定时，电阻越小，用电器功率越大；
根据材料可知，软质液体电热宝具有使用寿命长，保温持久等优势，由于用户无需注水即可直接使用，免去了传统热水袋频繁换水带来的麻烦和不安全。
故答案为：热；；小；不需要频繁换水。
电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应；
电路包括四部分：电源、用电器、开关及导线，根据各部分的作用判断；
根据公式进行分析；
根据材料提供的信息得出软质液体电热宝的优点。
本题是一道信息给予题，考查了电流的热效应、电路的组成、电功率公式的应用以及对材料的分析能力。
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