2018-2019学年人教版高中物理 选修1-1 1.6 电流的热效应 同步练习
一、选择题
1．关于保险丝，下列说法中正确的是( )
A．电路中有了保险丝，就能起到保险作用
B．选用额定电流越小的保险丝，就越好
C．选择适当规格的保险丝，才能够既不妨碍供电，又能起到保险的作用
D．以上说法都不对
【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】保险丝起到一定的保护作用，但也不是绝对的保险作用，A不符合题意；要根据家中电器的总电流选择保险丝，并不是电流越小越好，B不符合题意；只有选择适当规格的保险丝，才能够既不妨碍供电，又能起到保险的作用，C符合题意，D不符合题意．所以C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】保险丝在电路中的作用是起保护作用，当电路中电流过大时，保险丝熔断后断开电路，保护用电社或人身安全。在选择保险丝时，要根据家中电器的总电流选择适当的保险丝，要求既能满足所有用电器的正常工作，又能起到保险的作用。
2．（2016高二上·苏州期中）生产、生活中使用的许多电器或设备都可看作能量转换器，它们把能量从一种形式转化为另一种形式，下列电器或设备在工作过程中把电能转化为动能的是（ ）
A．电饭煲 B．电风扇 C．发电机 D．汽油机
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：A、电饭煲将电能转化为内能．故A错误．
B、电风扇电能主要转化为动能，故B正确．
C、发电机是将其他能转化为电能，故C错误．
D、汽油机将化学能转化为内能．故D错误．
故选：B
【分析】电饭煲将电能转化为内能．电风扇电能主要转化为动能，发电机是将其他能转化为电能，汽油机将化学能转化为内能．
3．人体发生触电的原因是（ ）
A．人体能导电 B．人体带电太多了
C．通过人体的电流超过了一定值 D．人体接触了电池
【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】通过人体的电流与人体的电阻和加在人身上的电压有关，大量的事实证明，对人体的安全电压为不高于36V，火线上的电压对人体是不安全的，故要不接触低压带电体，不靠近高压带电体，C符合题意.
故答案为：C
【分析】本题考查生活中用电常识。人体发生触电事故的原因是人与带电体接触形成回路，当通过人体的电流超过人体最大允许电流就会发生触电事故。
4．（2017高二下·湖南会考）功率相同的下列四种用电器，分别接入家庭电路中，在相同的时间内，通过它们的电流产生的热量最多的是（ ）
A．电烙铁 B．电风扇 C．电视机 D．洗衣机
【答案】A
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】电风扇主要将电能转化为机械能，电视机将电能主要转化为声和光能，洗衣机将电能主要转化为机械能，故它们应尽量减小发热量，即电阻很小，而电烙铁是利用电流的热效应，电能全部用来发热，故电烙铁的发热量高．
故选：A．
【分析】不同的用电器的工作原理不同，有些用电器利用的电流的热效应，有些将电能转化为机械能等，故由焦耳定律可知热量的多少
5．从安全用电的角度出发，下列做法存在安全隐患的有
A．用电器金属外壳应该有接地线
B．不要在同一插座上同时使用几个大功率用电器
C．洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不用接地线
D．要定期检查用电器插头，特别是大功率用电器插头
【答案】C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】用电器金属外壳应该有接地线，防止电器外壳带电，造成使用者触电，A不存在安全隐患；如果在同一插座上同时使用几个大功率用电器，会造成线路中电流过大，发热过多可能会造成火灾，B的做法不存在安全隐患；洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不接地线，如果电器漏电的话会使电器外壳带电，造成使用者触电，C存在安全隐患；要定期检查用电器插头，特别是大功率用电器插头，电线或插头老化或接触不良可能造成电阻过大发热过多发生火灾，D的做法不存在安全隐患。所以C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】本题考查安全用电知识。各种用电器在都应该有接地线更安全，并且要尽量避免电路中多个用电器同时工作使电路电流过大现象，不然会造成线路中电流过大，发热过多可能会造成火灾。
6．下表为某电饭锅铭牌上的一部分内容 根据表中的信息，可以看出在额定电压
电器名称 电饭锅
额定功率 700W
额定电压 220V 额定容量
A．700V B．4V C．220V D．
【答案】C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】根据表格铭牌的标示220V，可知额定电压为220V，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据电饭锅铭牌标志可知额定电压。
7．通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为 ，则在时间t内产生的热量为（ ）
A．4Q B．2Q C． D．
【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】根据Q=I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流强度变为原来的 ，时间不变，则热量变为原来的 ．
故答案为：D．
【分析】根据焦耳定律计算热量。
8．漏电保护开关由一个触电保安器和继电器J组成，如图所示。变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源。关于保安器的说法正确的是（ ）
A．保安器的工作原理是电磁感应原理
B．多开灯会使保安器切断电源
C．线圈B中电流一定大于线圈A中的电流
D．如图人“手——地”触电会切断电源
【答案】A,D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】正常情况下，火线和零线的电流大小相等，方向相反，在变压器的铁芯内产生等大反向的磁场，所以铁芯内合磁场等于0 ，虽然火线和零线内都是交流电，但由于总是等大反向，铁芯内的磁场一直等于0，所以在输出线圈内不会产生感应电流，一旦产生火线和零线电流不相等，就会在输出线圈内产生感应电流，从而切断电源。所以其工作原理都是电磁感应，A对。多开灯只是增大火线和零线的电流，但电流仍然等大反向，输出线圈不会产生感应电流，不能触发继电器切断电源，B不符合题意。变压器原副线圈的磁通量变化率相等，根据能量守恒有 ，虽然线圈B的匝数少，只是说明电流比 大，但是和线圈A中的电流大小关系不能确定，C不符合题意。若手地触电，造成一部分电流经过人体流到大地，导致火线电流大于零线电流，在输出线圈产生感应电流，从而推动继电器切断电源，D对。
故答案为：AD
【分析】本题考查触电保安器工作原理：变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈，当火线和零线电流不相等时，输出线圈就会产生感应电流，触发继电器切断电源起着保护作用。线圈B中电流可根据变压器的电流比与匝数成反比分析。
9．（2017高二上·东莞期末）随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列电器中主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电风扇 B．电视机 C．洗衣机 D．电饭煲
【答案】D
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】解：洗衣机、电视机、电风扇工作时，主要是电能转化为机械能．不符合题意．
电饭锅工作时，电能转化为内能．符合题意．
故选D．
【分析】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．
10．在一阻值为R＝10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电，则( )
A．此交流电的频率为0.5Hz
B．此交流电的有效值约为3.5A
C．在2～4s内通过该电阻的电荷量为1C
D．在0～2s内电阻产生的焦耳热为25J
【答案】A,B,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】由图象可知其周期为2s，所以频率为0.5Hz，A符合题意；根据图象可知，设交流电的有效值为I，根据电流的热效应得： ，代入数据解得：I=2.5 A=3.5A，B符合题意；根据 得在2～4s内通过该电阻的电荷量为：q=I2t-I1t=4×1-3×1c=1c，C符合题意；根据焦耳定律得在0～2s内电阻产生的焦耳热为：Q＝I2RT＝（2.5 ）2×10×2J＝250J，D不符合题意．
故答案为：ABC。
【分析】根据I-t图可知交变电流的周期T，由周期和频率关系可得交变电流频率；交变电流有效值应由电流的热效应计算；通过电阻电荷量，焦耳热根据焦耳定律计算，注意的是计算焦耳热时的电流应该用交变电流的有效值。
11．下列关于用电安全注意事项的说法中，你认为正确的是
A．用电总功率不应超过用电配线及保护装置的额定功率
B．应有可靠地接地装置
C．为了节约，旧的、已被磨破的电线盒接线板要坚持使用
D．检修电器时，不必切断电源
【答案】A,B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】为了防止电路中电流过载，故用电总功率不应超过用电配线及保护装置的额定功率，A符合题意；为了防止漏电现象，应让大功率电器有效接地，B符合题意；为了防止漏电现象已被磨破的电线盒接线板不能再坚持使用，C不符合题意；检修电器时，必须切断电源，D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】根据安全用电知识解答。
12．（2017高二上·汕头期中）下列关于电流热效应的理解正确的是（ ）
A．白炽灯通电以后，一会儿就热得烫手是电流的热效应
B．电流通过导体时都要产生热效应
C．电饭锅消耗电能煮饭，不符合能量守恒定律
D．通电导体能发热，说明电能是热能
【答案】A,B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：A、白炽灯通电以后，一会儿就热得烫手是电流的热效应，故A正确；
B、电流通过导体时都会产生热效应，故B正确；
C、电饭锅消耗电能转化为内能，是符合能量守恒的，故C错误；
D、通电导体发热是因为电能转化为热量，不是因为电能就是热量，故D错误．
故选：AB．
【分析】电流的热效应是通过电流做功把电能转化为内能，转化过程遵循能量守恒定律。
二、解答题
13．某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？
【答案】解：由焦耳定律 得
【知识点】焦耳定律
【解析】【分析】根据焦耳定律计算热量。
14．在一根导线两端加上一定的电压，每秒内发出一定的热量，今将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，再加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量是原来的多少倍？
【答案】解：由于导线的体积不变，可知将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，横截面积是原来的
由电阻定律
故变化后的电阻：
开始时，每秒内发出的热量：
加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量：
【知识点】焦耳定律
【解析】【分析】根据焦耳定律可计算导体通电产生热量。解决本题关键在于找出导线均匀地拉长后电阻与原来电阻间的关系，根据电阻定律可得电阻的变化。
15．某同学自制了一个电炉，已知该电炉工作时的电阻时 ，工作时通过电炉的电流是4A，求：
（1）加在该电炉两端的电压是多少？
（2）该电炉工作时，10s内发的热是多少？
【答案】（1）解：加在该电炉两端的电压为：
（2）解：该电炉工作时，10s内发的热为：
【知识点】焦耳定律
【解析】【分析】电炉工作时，根据欧姆定律可求其两端电压，由焦耳定律可计算电炉的发热。
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一、选择题
1．关于保险丝，下列说法中正确的是( )
A．电路中有了保险丝，就能起到保险作用
B．选用额定电流越小的保险丝，就越好
C．选择适当规格的保险丝，才能够既不妨碍供电，又能起到保险的作用
D．以上说法都不对
2．（2016高二上·苏州期中）生产、生活中使用的许多电器或设备都可看作能量转换器，它们把能量从一种形式转化为另一种形式，下列电器或设备在工作过程中把电能转化为动能的是（ ）
A．电饭煲 B．电风扇 C．发电机 D．汽油机
3．人体发生触电的原因是（ ）
A．人体能导电 B．人体带电太多了
C．通过人体的电流超过了一定值 D．人体接触了电池
4．（2017高二下·湖南会考）功率相同的下列四种用电器，分别接入家庭电路中，在相同的时间内，通过它们的电流产生的热量最多的是（ ）
A．电烙铁 B．电风扇 C．电视机 D．洗衣机
5．从安全用电的角度出发，下列做法存在安全隐患的有
A．用电器金属外壳应该有接地线
B．不要在同一插座上同时使用几个大功率用电器
C．洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不用接地线
D．要定期检查用电器插头，特别是大功率用电器插头
6．下表为某电饭锅铭牌上的一部分内容 根据表中的信息，可以看出在额定电压
电器名称 电饭锅
额定功率 700W
额定电压 220V 额定容量
A．700V B．4V C．220V D．
7．通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为 ，则在时间t内产生的热量为（ ）
A．4Q B．2Q C． D．
8．漏电保护开关由一个触电保安器和继电器J组成，如图所示。变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源。关于保安器的说法正确的是（ ）
A．保安器的工作原理是电磁感应原理
B．多开灯会使保安器切断电源
C．线圈B中电流一定大于线圈A中的电流
D．如图人“手——地”触电会切断电源
9．（2017高二上·东莞期末）随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列电器中主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电风扇 B．电视机 C．洗衣机 D．电饭煲
10．在一阻值为R＝10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电，则( )
A．此交流电的频率为0.5Hz
B．此交流电的有效值约为3.5A
C．在2～4s内通过该电阻的电荷量为1C
D．在0～2s内电阻产生的焦耳热为25J
11．下列关于用电安全注意事项的说法中，你认为正确的是
A．用电总功率不应超过用电配线及保护装置的额定功率
B．应有可靠地接地装置
C．为了节约，旧的、已被磨破的电线盒接线板要坚持使用
D．检修电器时，不必切断电源
12．（2017高二上·汕头期中）下列关于电流热效应的理解正确的是（ ）
A．白炽灯通电以后，一会儿就热得烫手是电流的热效应
B．电流通过导体时都要产生热效应
C．电饭锅消耗电能煮饭，不符合能量守恒定律
D．通电导体能发热，说明电能是热能
二、解答题
13．某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？
14．在一根导线两端加上一定的电压，每秒内发出一定的热量，今将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，再加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量是原来的多少倍？
15．某同学自制了一个电炉，已知该电炉工作时的电阻时 ，工作时通过电炉的电流是4A，求：
（1）加在该电炉两端的电压是多少？
（2）该电炉工作时，10s内发的热是多少？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】保险丝起到一定的保护作用，但也不是绝对的保险作用，A不符合题意；要根据家中电器的总电流选择保险丝，并不是电流越小越好，B不符合题意；只有选择适当规格的保险丝，才能够既不妨碍供电，又能起到保险的作用，C符合题意，D不符合题意．所以C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】保险丝在电路中的作用是起保护作用，当电路中电流过大时，保险丝熔断后断开电路，保护用电社或人身安全。在选择保险丝时，要根据家中电器的总电流选择适当的保险丝，要求既能满足所有用电器的正常工作，又能起到保险的作用。
2．【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：A、电饭煲将电能转化为内能．故A错误．
B、电风扇电能主要转化为动能，故B正确．
C、发电机是将其他能转化为电能，故C错误．
D、汽油机将化学能转化为内能．故D错误．
故选：B
【分析】电饭煲将电能转化为内能．电风扇电能主要转化为动能，发电机是将其他能转化为电能，汽油机将化学能转化为内能．
3．【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】通过人体的电流与人体的电阻和加在人身上的电压有关，大量的事实证明，对人体的安全电压为不高于36V，火线上的电压对人体是不安全的，故要不接触低压带电体，不靠近高压带电体，C符合题意.
故答案为：C
【分析】本题考查生活中用电常识。人体发生触电事故的原因是人与带电体接触形成回路，当通过人体的电流超过人体最大允许电流就会发生触电事故。
4．【答案】A
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】电风扇主要将电能转化为机械能，电视机将电能主要转化为声和光能，洗衣机将电能主要转化为机械能，故它们应尽量减小发热量，即电阻很小，而电烙铁是利用电流的热效应，电能全部用来发热，故电烙铁的发热量高．
故选：A．
【分析】不同的用电器的工作原理不同，有些用电器利用的电流的热效应，有些将电能转化为机械能等，故由焦耳定律可知热量的多少
5．【答案】C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】用电器金属外壳应该有接地线，防止电器外壳带电，造成使用者触电，A不存在安全隐患；如果在同一插座上同时使用几个大功率用电器，会造成线路中电流过大，发热过多可能会造成火灾，B的做法不存在安全隐患；洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不接地线，如果电器漏电的话会使电器外壳带电，造成使用者触电，C存在安全隐患；要定期检查用电器插头，特别是大功率用电器插头，电线或插头老化或接触不良可能造成电阻过大发热过多发生火灾，D的做法不存在安全隐患。所以C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】本题考查安全用电知识。各种用电器在都应该有接地线更安全，并且要尽量避免电路中多个用电器同时工作使电路电流过大现象，不然会造成线路中电流过大，发热过多可能会造成火灾。
6．【答案】C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】根据表格铭牌的标示220V，可知额定电压为220V，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据电饭锅铭牌标志可知额定电压。
7．【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】根据Q=I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流强度变为原来的 ，时间不变，则热量变为原来的 ．
故答案为：D．
【分析】根据焦耳定律计算热量。
8．【答案】A,D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】正常情况下，火线和零线的电流大小相等，方向相反，在变压器的铁芯内产生等大反向的磁场，所以铁芯内合磁场等于0 ，虽然火线和零线内都是交流电，但由于总是等大反向，铁芯内的磁场一直等于0，所以在输出线圈内不会产生感应电流，一旦产生火线和零线电流不相等，就会在输出线圈内产生感应电流，从而切断电源。所以其工作原理都是电磁感应，A对。多开灯只是增大火线和零线的电流，但电流仍然等大反向，输出线圈不会产生感应电流，不能触发继电器切断电源，B不符合题意。变压器原副线圈的磁通量变化率相等，根据能量守恒有 ，虽然线圈B的匝数少，只是说明电流比 大，但是和线圈A中的电流大小关系不能确定，C不符合题意。若手地触电，造成一部分电流经过人体流到大地，导致火线电流大于零线电流，在输出线圈产生感应电流，从而推动继电器切断电源，D对。
故答案为：AD
【分析】本题考查触电保安器工作原理：变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈，当火线和零线电流不相等时，输出线圈就会产生感应电流，触发继电器切断电源起着保护作用。线圈B中电流可根据变压器的电流比与匝数成反比分析。
9．【答案】D
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】解：洗衣机、电视机、电风扇工作时，主要是电能转化为机械能．不符合题意．
电饭锅工作时，电能转化为内能．符合题意．
故选D．
【分析】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．
10．【答案】A,B,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】由图象可知其周期为2s，所以频率为0.5Hz，A符合题意；根据图象可知，设交流电的有效值为I，根据电流的热效应得： ，代入数据解得：I=2.5 A=3.5A，B符合题意；根据 得在2～4s内通过该电阻的电荷量为：q=I2t-I1t=4×1-3×1c=1c，C符合题意；根据焦耳定律得在0～2s内电阻产生的焦耳热为：Q＝I2RT＝（2.5 ）2×10×2J＝250J，D不符合题意．
故答案为：ABC。
【分析】根据I-t图可知交变电流的周期T，由周期和频率关系可得交变电流频率；交变电流有效值应由电流的热效应计算；通过电阻电荷量，焦耳热根据焦耳定律计算，注意的是计算焦耳热时的电流应该用交变电流的有效值。
11．【答案】A,B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】为了防止电路中电流过载，故用电总功率不应超过用电配线及保护装置的额定功率，A符合题意；为了防止漏电现象，应让大功率电器有效接地，B符合题意；为了防止漏电现象已被磨破的电线盒接线板不能再坚持使用，C不符合题意；检修电器时，必须切断电源，D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】根据安全用电知识解答。
12．【答案】A,B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：A、白炽灯通电以后，一会儿就热得烫手是电流的热效应，故A正确；
B、电流通过导体时都会产生热效应，故B正确；
C、电饭锅消耗电能转化为内能，是符合能量守恒的，故C错误；
D、通电导体发热是因为电能转化为热量，不是因为电能就是热量，故D错误．
故选：AB．
【分析】电流的热效应是通过电流做功把电能转化为内能，转化过程遵循能量守恒定律。
13．【答案】解：由焦耳定律 得
【知识点】焦耳定律
【解析】【分析】根据焦耳定律计算热量。
14．【答案】解：由于导线的体积不变，可知将这根导线均匀地拉长为原来的n倍后，横截面积是原来的
由电阻定律
故变化后的电阻：
开始时，每秒内发出的热量：
加上同样的电压，则这根导线每秒所产生的热量：
【知识点】焦耳定律
【解析】【分析】根据焦耳定律可计算导体通电产生热量。解决本题关键在于找出导线均匀地拉长后电阻与原来电阻间的关系，根据电阻定律可得电阻的变化。
15．【答案】（1）解：加在该电炉两端的电压为：
（2）解：该电炉工作时，10s内发的热为：
【知识点】焦耳定律
【解析】【分析】电炉工作时，根据欧姆定律可求其两端电压，由焦耳定律可计算电炉的发热。
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