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16.4 科学探究：电流的热效应 同步练习-2023-2024学年沪科版九年级物理全一册
一、单选题
1．如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A． I1=I2，A管中的液面较低 B． I1>I2，A管中的液面较高
C． I1=I2，A管中的液面较高 D． I12．如图的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（ ）
A． 电风扇 B． 笔记本电脑
C． LED台灯 D．电饭锅
3．把标有“220V 50W”的A灯和“220V 100W”的B灯串联起来，接在电压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，则下列判断中正确的是（ ）
A．两灯的电阻之比RA∶RB=2∶1
B．两灯的实际电压之比UA∶UB=1∶2
C．两灯实际消耗的功率之比PA∶PB=1∶2
D．相同时间内，两灯实际发热之比QA∶QB=1∶2
4．根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。下列4 组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（ ）
A．30mA 0.5s B．20mA 1.2s C．25mA 2.0s D．35mA 0.2s
5．如图所示的四种家用电器，利用电流热效应工作的是（ ）
A． 迷你风扇 B． 笔记本电脑 C． 清洁机器人 D． 电暖气
6．如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为2V
B．定值电阻R1为10Ω
C．R2消耗的最大功率为0.45W
D．P在b端时，10s内R2产生热量12J
7．某同学想探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。根据上述实验，下列说法中（ ）
①此实验可以探究电流产生的热量与电阻的关系
②此实验可以探究电流产生的热量与电流的关系
③此实验可以探究电流产生的热量与时间的关系
④此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少
A．只有①④正确 B．只有②④正确
C．只有①③正确 D．只有①③④正确
8．如图两个发热电阻R1＜R2，当它们并联在同一电源上时，闭合S后，对被凡士林粘住的相同火柴甲、乙，下列说法正确的是（ ）
A．甲先掉下 B．乙先掉下
C．一起掉下 D．都不会掉下
二、填空题
9．为了研究电流产生的热量与电阻的关系，应该比较图 ；比较图 可以得出电流产生的热量与电流有关。
10．如图所示，小伟在铝箔条上的A、B、C三处剪出了高度相同但宽度不同的缺口。将铝箔条的两端连到电池的两极上，通过铝箔条A、B、C三处的电流是 （填“相同”或“不同”）的。铝箔条 （填“A”“B”或“C”）处的电阻最大，铝箔条 （填“A”“B”或“C”）处在相同时间内产生的热量最多。
11．如图所示，在探究“电流热效应与电阻的关系”时，用细玻璃管中红色液柱上升的 来反映电流产生的热量的大小，在相等时间内， 相同时，电阻越大，产生的热量越多。
12．图甲是办公室常见的便携式养生壶，正常工作电压为220V，其底座的加热器有加热和保温两个挡位（如图乙），其中加热功率为1100W，R1的电阻为220Ω。当双触点开关S接触1和2时为保温挡，当调节到加热挡时，电阻R1和R2 联接入电路，通电1分钟电流通过R2产生的热量为 J。
13．如图所示的装置，是根据 （选填“液体”或“气体”）的热胀冷缩程度，来研究电流通过导体产生的热量与 的关系。
14．品学兼优的小雄同学周末在家里用电饭煲给父母煲粥。他发现该电饭煲有“加热”和“保温”两个挡位，模拟电路图如图所示。当闭合开关S1，断开开关S2时，电饭煲处于 挡。在220V电压下，处于该挡位的电饭锅10min产生的热量是 J。（已知R1=44Ω，R2=2376Ω）
三、实验题
15．为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，在两个相同的烧瓶A、B中装入质量、初温均相等的食用油。瓶中的RA与RB是规格不同的电热丝（RA>RB），连接如图所示的实验电路。
（1）为了控制通电时间和电流相等，RA与RB应 在电路中。通电一段时间，A瓶中温度计示数更高，说明电流通过导体RA产生的 更多，以下采用与这种实验研究方法相同的实例是 （填选项）；
A．在探究杠杆的平衡条件时，要进行三组以上的多次实验
B．用木桩陷入沙坑的深度反映重锤重力势能的大小
通过以上实验得出：在电流、通电时间相同的情况下， ，产生的热量越多；
（2）小红想改装实验装置用来比较水和食用油的比热容大小，她将烧瓶B中的食用油换成质量相等的水，则两瓶中电热丝的阻值应 （选填“相等”或“不相等”）。
16．如图甲所示是项目学习小组设计的自制“电热切割机”。当电路中电压一定时，他们想通过改进电热条的长度、粗细来提高切割器的切割能力。小组同学利用器材进行了实验，并记录了如下表所示的数据。
实验次数 电热条的长度/cm 电热条的粗细/mm2 20s切断泡沫的张数
1 15 0.5 10
2 15 1.0 12
3 15 1.5 15
4 20 0.5 8
5 30 0.5 5
（1）分析第1、2、3组数据，你得到的初步结论是： ；分析1、4组数据，你能得到初步结论是 。
（2）根据数据分析，图乙中电热条 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）切割能力最强。
17．（1）电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做 。
（2）探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关？如图所示，将开关闭合一段时间t发现与电阻10Ω相连的U形管中液面升高的多，这表明，在电流和通电时间相同时， 越大，电流产生的热量越多。如果要研究电热的多少与电流大小的关系需要进行的实验操作是：
（3）电能转化为 能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少跟电流的大小、 和通电时间的长短都有关系。
18．如图甲所示，电阻丝R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω，A、B两个烧瓶中装的是煤油，C烧瓶中装的是水，且A、B、C三个相同的烧瓶中液体的质量、初温都相等。
（1）简要说明怎样探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”： ；
（2）探究“水和煤油吸热能力强弱”时，若通电时间相同，如果发现 ，则说明水的吸热能力强；
（3）为了探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，小明将装置改进为图乙所示，U形管中各液面的初始高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，实验时发现左侧U形管两侧高度差变化比右侧明显的多，这是因为在相同的时间内，左侧容器中电阻产生的热量是右侧容器中电阻产生的热量的 倍。
19．如图所示，是小明探究“电流产生的热量与电阻的关系”的实验电路；
（1）连接电路前，小明应在甲、乙两瓶中倒入 、 相同的煤油；
（2）连接电路时，应使R1、R2串联入电路，目的是 ；
（3）闭合开关后，将滑动变阻器的滑片调到适当的位置，进行实验；实验中我们通过观察 （选填“加热时间”或“温度计示数的变化”），判断甲、乙两瓶中液体吸收热量的多少；在测量中，记录温度的时间间隔不能太少，原因是 。
四、计算题
20．小明用如图所示的电路探究电路的规律，他采用两节干电池作为电源，闭合开关后，电流表的示数为0.2A，他用电压表测得AJ两端的电压U＝2.8V，DE两端的电压U1＝0.9V，FG两端的电压U2＝1.6V。小灯泡L1上标有“2.5V，0.3A”的字样。
（1）画出此电路对应的电路图；
（2）求小灯泡L1通电100s消耗的电能是多少；
（3）求电路的总功率；
（4）小明发现U＞U1+U2，与他学过的“串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和”不符，他猜想是电路其他部分分担了电压，于是他用分度值更高的电压表进行测量，其中测得IJ两端的电压UIJ＝0.018V：
①求IJ两点之间的电阻RIJ；
②请分析通电的100sIJ两点之间是否消耗电能？如果否请说明理由；如果是请计算出通电100s产生的热量是多少？
21．如图甲所示是小明家的电饭锅，图乙是该电饭锅的工作电路图。R1和R2均为加热电阻，S是温控开关，当锅内温度达到100℃时温控开关S自动跳转电饭锅转入保温状态。从说明书上收集到的部分数据如下表所示。电饭锅正常工作时，10min可将电饭锅中1.5kg的食物从20℃加热到100℃，之后转入保温状态。[食物的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)]
（1）加热时食物吸收的热量是多少？
（2）电热丝R2的阻值是多少？
（3）电饭锅的加热效率是多少？
额定电压 220V
额定功率 加热挡 1000W
保温挡 220W
电源频率 50Hz
22．某品牌豆浆机及铭牌如图所示。豆浆机正常工作，做一次豆浆（豆子打浆后，1L豆浆由30℃加热到100℃）用时12min，其中打浆2min，加热10min。求：[ρ豆浆=1.0×103kg/m3，c豆浆=3.8×103J/（kg·℃）]
（1）豆浆机正常工作时电热丝电阻是多少？
（2）将1升30℃的豆浆加热到100℃，豆浆吸收的热量是多少？
（3）豆浆机正常工作，做一次豆浆的加热效率是多少？
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16.4 科学探究：电流的热效应 同步练习-2023-2024学年沪科版九年级物理全一册
一、单选题
1．如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A． I1=I2，A管中的液面较低 B． I1>I2，A管中的液面较高
C． I1=I2，A管中的液面较高 D． I1【答案】B
【详解】由题图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，I1>I2；由Q=I Rt可知，通电时间相同时，I1>I2，R1=R2，所以左侧电阻产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A测玻璃管液面较高。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．如图的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（ ）
A． 电风扇 B． 笔记本电脑
C． LED台灯 D．电饭锅
【答案】D
【详解】A．电风扇工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．笔记本电脑工作时主要把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．LED台灯工作时主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D．电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故D符合题意。
故选D。
3．把标有“220V 50W”的A灯和“220V 100W”的B灯串联起来，接在电压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，则下列判断中正确的是（ ）
A．两灯的电阻之比RA∶RB=2∶1
B．两灯的实际电压之比UA∶UB=1∶2
C．两灯实际消耗的功率之比PA∶PB=1∶2
D．相同时间内，两灯实际发热之比QA∶QB=1∶2
【答案】A
【详解】A．由可知，两灯的电阻之比
故A正确；
B．两灯串联起来，则通过两灯的电流相同，接在电压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，由U=IR可知，两灯的实际电压之比是
故B错误；
C．由P=I2R可知，两灯实际消耗的功率之比
故C错误；
D．由Q=I2Rt可知，相同时间内，两灯实际发热之比
故D错误。
故选A。
4．根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。下列4 组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（ ）
A．30mA 0.5s B．20mA 1.2s C．25mA 2.0s D．35mA 0.2s
【答案】C
【详解】A．通过人体的电流与通电时间的乘积
故A不符合题意；
B．通过人体的电流与通电时间的乘积
故B不符合题意；
C．通过人体的电流与通电时间的乘积
故C符合题意；
D．通过人体的电流与通电时间的乘积
故D不符合题意。
故选C。
5．如图所示的四种家用电器，利用电流热效应工作的是（ ）
A． 迷你风扇 B． 笔记本电脑 C． 清洁机器人 D． 电暖气
【答案】D
【详解】A．风扇主要是将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电脑都安装有风扇，是为散热，避免电流的热效应给电脑带来危害，故B不符合题意；
C．清洁机器人主要是将电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．电暖气是利用电流热效应将电能转化为内能，供工人们取暖，故D符合题意。
故选D。
6．如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为2V
B．定值电阻R1为10Ω
C．R2消耗的最大功率为0.45W
D．P在b端时，10s内R2产生热量12J
【答案】C
【详解】AB．由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图可知I1=0.6A，根据欧姆定律可得，电源的电压
U=I1R1=0.6A×R1
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图可知
I2=0.2A，U2=2V
串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V
电源的电压不变
0.6A×R1=0.2A×R1+2V
解得R1=5Ω，电源的电压
U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V
故AB错误；
C．R2消耗的电功率
P2=I2R2=()2R2=
当
R2=R1=5Ω
时，R2消耗的电功率最大
P2最大=
故C正确；
D．P在b端时，10s内R2产生热量
Q=W=U2I2t=2V×0.2A×10s=4J
故D错误。
故选C。
7．某同学想探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。根据上述实验，下列说法中（ ）
①此实验可以探究电流产生的热量与电阻的关系
②此实验可以探究电流产生的热量与电流的关系
③此实验可以探究电流产生的热量与时间的关系
④此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少
A．只有①④正确 B．只有②④正确
C．只有①③正确 D．只有①③④正确
【答案】A
【详解】由图可知，两电阻丝串联，则通过两电阻丝的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以可以探究热量与电阻的关系，故①正确，②③错误；电流通过电阻丝做功，消耗的电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量、温度升高，所以，本实验是通过温度计的示数变化反映电流产生的热量多少，故④正确。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．如图两个发热电阻R1＜R2，当它们并联在同一电源上时，闭合S后，对被凡士林粘住的相同火柴甲、乙，下列说法正确的是（ ）
A．甲先掉下 B．乙先掉下
C．一起掉下 D．都不会掉下
【答案】A
【详解】如图所示电路中，电阻R1、R2并联，电路两端电压相同，根据，电阻R小的电阻在相同时间内产生热量多，温度升得快，凡士林融化的快，因此粘在电阻小的电阻丝上的火柴先掉下来。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
9．为了研究电流产生的热量与电阻的关系，应该比较图 ；比较图 可以得出电流产生的热量与电流有关。
【答案】 甲和乙 甲和丙
【详解】[1]为了研究电流产生的热量与电阻的关系，应该控制电流和时间相同，电阻不同，所以比较图甲和乙。
[2]为了研究电流产生的热量与电流的关系，应该控制电阻和时间相同，电流不同，所以比较图甲和丙可以得出电流产生的热量与电流有关。
10．如图所示，小伟在铝箔条上的A、B、C三处剪出了高度相同但宽度不同的缺口。将铝箔条的两端连到电池的两极上，通过铝箔条A、B、C三处的电流是 （填“相同”或“不同”）的。铝箔条 （填“A”“B”或“C”）处的电阻最大，铝箔条 （填“A”“B”或“C”）处在相同时间内产生的热量最多。
【答案】 相同 A A
【详解】[1]由题意可得，将铝箔条的两端连到电池的两极上后，A、B、C三处串联，串联电路中电流处处相等。
[2]导体电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，当长度和材料相同时，横截面积越小，电阻越大。由图可得，A处横截面积最小，电阻最大。
[3]由Q=I2Rt可得，当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，由上述分析可得，在相同时间内A处产生的热量最多。
11．如图所示，在探究“电流热效应与电阻的关系”时，用细玻璃管中红色液柱上升的 来反映电流产生的热量的大小，在相等时间内， 相同时，电阻越大，产生的热量越多。
【答案】 高度 电流
【详解】[1]在探究“电流热效应与电阻的关系”时，通过玻璃管中红色液柱上升的高度来反映电流产生的热量的大小，红色液柱上升越高，说明电流产生的热量越多。
[2]从图中可知，甲和乙两根电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相等，甲、乙两烧瓶中的电阻丝阻值不相等。装有10Ω电阻丝的红色液柱上升较高，说明产生的热量较多，可以得到在相等时间内，电流相同时，电阻越大，产生的热量越多。
12．图甲是办公室常见的便携式养生壶，正常工作电压为220V，其底座的加热器有加热和保温两个挡位（如图乙），其中加热功率为1100W，R1的电阻为220Ω。当双触点开关S接触1和2时为保温挡，当调节到加热挡时，电阻R1和R2 联接入电路，通电1分钟电流通过R2产生的热量为 J。
【答案】 并 5.28×104J
【详解】[1]由图可知，当开关S接1和2时，电路为R1的简单电路；当开关S接2和3时，R1、R2并联，此时电路总电阻小于R1单独工作时的电阻，根据公式可知，此时功率较大，为加热挡。
[2]加热时，电阻R1的功率为
则电阻R2的功率为
P2=P-P1=1100W-220W=880W
通电1分钟电流通过R2产生的热量为
Q2=W2=P2t=880W×1×60s=5.28×104J
13．如图所示的装置，是根据 （选填“液体”或“气体”）的热胀冷缩程度，来研究电流通过导体产生的热量与 的关系。
【答案】 气体 电流
【详解】[1]通电之后，容器内的电阻丝产生热量，热量传递给容器内的空气，空气由于受热会膨胀，会使U形管内的液体产生高度差，进而反映出电流通过导体产生热量的多少。
[2]由图可知右侧容器内的R2与容器外的R3并联，再与左侧容器内的R1串联，则通过R1的电流与通过R2的电流不同，且R1=R2，因此该装置根据气体的热胀冷缩程度，来研究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
14．品学兼优的小雄同学周末在家里用电饭煲给父母煲粥。他发现该电饭煲有“加热”和“保温”两个挡位，模拟电路图如图所示。当闭合开关S1，断开开关S2时，电饭煲处于 挡。在220V电压下，处于该挡位的电饭锅10min产生的热量是 J。（已知R1=44Ω，R2=2376Ω）
【答案】 保温 12000
【详解】[1]当闭合开关S1、S2时，R2短路，电路中只有R1工作；当闭合开关S1、断开S2时，R1、R2串联；根据串联电阻的特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，根据可知，闭合开关S1、断开S2时电路中总功率最小，电饭煲处于保温挡。
[2]由串联电阻的特点，保温挡时电路中的总电阻
R=R1+R2=44Ω+2376Ω=2420Ω
处于该挡位的电饭锅10min产生的热量为
三、实验题
15．为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，在两个相同的烧瓶A、B中装入质量、初温均相等的食用油。瓶中的RA与RB是规格不同的电热丝（RA>RB），连接如图所示的实验电路。
（1）为了控制通电时间和电流相等，RA与RB应 在电路中。通电一段时间，A瓶中温度计示数更高，说明电流通过导体RA产生的 更多，以下采用与这种实验研究方法相同的实例是 （填选项）；
A．在探究杠杆的平衡条件时，要进行三组以上的多次实验
B．用木桩陷入沙坑的深度反映重锤重力势能的大小
通过以上实验得出：在电流、通电时间相同的情况下， ，产生的热量越多；
（2）小红想改装实验装置用来比较水和食用油的比热容大小，她将烧瓶B中的食用油换成质量相等的水，则两瓶中电热丝的阻值应 （选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 串联 热量 B 电阻越大 相等
【详解】（1）[1]串联电路中电流处处相等，且用电器相互影响，同时工作，同时停止，所以为了控制通电时间和电流相等，RA与RB应串联在电路中。
[2][3]通电一段时间，A瓶中温度计示数更高，说明电流通过导体RA产生的热量越多，这叫做转换法；在探究杠杆的平衡条件时，要进行三组以上的多次实验，是为了寻求普遍规律，没有用到转换法；用木桩陷入沙坑的深度反映重锤重力势能的大小体现了转换法思想，故选B。
[4]通电时间和电流相等的情况下，电阻大的RA所在的烧瓶内水温上升更多，说明产生热量更多，说明在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（2）[5]比较水和食用油的比热容大小，应该使用相同的加热器，所以两瓶中电热丝的阻值应该相同。
16．如图甲所示是项目学习小组设计的自制“电热切割机”。当电路中电压一定时，他们想通过改进电热条的长度、粗细来提高切割器的切割能力。小组同学利用器材进行了实验，并记录了如下表所示的数据。
实验次数 电热条的长度/cm 电热条的粗细/mm2 20s切断泡沫的张数
1 15 0.5 10
2 15 1.0 12
3 15 1.5 15
4 20 0.5 8
5 30 0.5 5
（1）分析第1、2、3组数据，你得到的初步结论是： ；分析1、4组数据，你能得到初步结论是 。
（2）根据数据分析，图乙中电热条 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）切割能力最强。
【答案】 长度相同时，越粗的电热条，切割能力越强
粗细相同时，越短的电热条，切割能力越强
b
【详解】（1）[1]这三次实验中，电热条的长度相同，随着横截面积的增大，电热条能够切割的泡沫的张数也越来越多。故结论是：在长度相同时，越粗的电热条，切割能力越强。
[2]这两次实验中，电热条的横截面积是相同的，20cm长的电热条比15cm长的电热条切割的泡沫张数少。故结论是：在粗细相同时，越短的电热条，切割能力越强。
（2）[3]四根电热条中，b最短、最粗，根据（1）中结论可知，b切割能力最强。
17．（1）电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做 。
（2）探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关？如图所示，将开关闭合一段时间t发现与电阻10Ω相连的U形管中液面升高的多，这表明，在电流和通电时间相同时， 越大，电流产生的热量越多。如果要研究电热的多少与电流大小的关系需要进行的实验操作是：
（3）电能转化为 能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少跟电流的大小、 和通电时间的长短都有关系。
【答案】 电流的热效应 电阻 见解析 其他形式 电压的高低
【详解】（1）[1]电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
（2）[2]电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究时运用了控制变量法；图中两电阻串联，电流相同，通电时间相同，电阻不同，电阻越大产生热量越多，液面越高。
[3]如果要研究电热的多少与电流大小的关系，需要变成电阻相同，电流不同，故实验操作是：左边装置中放一个5Ω的电阻，在右边容器中装一个5Ω的电阻，再在右边容器外面并联一个5Ω电阻。
（3）[4][5]电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低和通电时间的长短有关。
18．如图甲所示，电阻丝R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω，A、B两个烧瓶中装的是煤油，C烧瓶中装的是水，且A、B、C三个相同的烧瓶中液体的质量、初温都相等。
（1）简要说明怎样探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”： ；
（2）探究“水和煤油吸热能力强弱”时，若通电时间相同，如果发现 ，则说明水的吸热能力强；
（3）为了探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，小明将装置改进为图乙所示，U形管中各液面的初始高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，实验时发现左侧U形管两侧高度差变化比右侧明显的多，这是因为在相同的时间内，左侧容器中电阻产生的热量是右侧容器中电阻产生的热量的 倍。
【答案】 见解析 C烧瓶中水升温慢 9
【详解】（1）[1]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，实验中要采用控制变量法。在探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时，应控制电流和通电时间相同，改变电阻。通电后给质量相同的同种液体加热，根据A、B烧瓶温度计示数的变化判断电阻大小不同，温度计示数不同，从而判断电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
（2）[2]探究“水和煤油吸热能力强弱”时，要控制相同时间不同液体吸热相同，根据Q＝I2Rt，用B、C烧瓶比较，若通电时间相同，如果发现烧瓶中水升温慢，则说明水的吸热能力强。
（3）[3]乙图中，设通过左侧容器电阻的电流为I，由并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过两并联电阻的电流相等，由并联电路电流的规律可知，通过右侧容器内电阻的电流为，即通过左、右容器中电阻的电流之比为3∶1，根据Q=I2Rt，在电阻和通电时间不变的条件下，产生热量与电流的平方成正比，故左侧容器中电阻产生的热量是右侧容器中电阻产生的热量的9倍。
19．如图所示，是小明探究“电流产生的热量与电阻的关系”的实验电路；
（1）连接电路前，小明应在甲、乙两瓶中倒入 、 相同的煤油；
（2）连接电路时，应使R1、R2串联入电路，目的是 ；
（3）闭合开关后，将滑动变阻器的滑片调到适当的位置，进行实验；实验中我们通过观察 （选填“加热时间”或“温度计示数的变化”），判断甲、乙两瓶中液体吸收热量的多少；在测量中，记录温度的时间间隔不能太少，原因是 。
【答案】 质量 初温 控制电流和通电时间相同 温度计示数的变化 温度计示数的变化小，不便于观察比较
【详解】（1）[1][2]根据可知，在比热容和质量不变的条件下，电阻丝放出的热量越多，温度计示数变化越大，所以，通过温度计示数的变化反映电阻丝产生热量的多少，因此，连接电路前，小明应在甲、乙两瓶中倒入质量、初温相同的煤油。
（2）[3]两电阻丝串联，根据串联电路电流的规律，这样设计的目的是为了控制通过电阻丝的电流大小和通电时间相同，便于研究电热与电阻的关系。
（3）[4]根据（1）可知，实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少。
[5]根据可知，在电流和电阻丝的阻值一定的条件下，如果加热时间太短，产生热量过少，所以，在测量中，记录温度的时间间隔不能太少，原因是：温度计示数的变化小，不便于观察比较。
四、计算题
20．小明用如图所示的电路探究电路的规律，他采用两节干电池作为电源，闭合开关后，电流表的示数为0.2A，他用电压表测得AJ两端的电压U＝2.8V，DE两端的电压U1＝0.9V，FG两端的电压U2＝1.6V。小灯泡L1上标有“2.5V，0.3A”的字样。
（1）画出此电路对应的电路图；
（2）求小灯泡L1通电100s消耗的电能是多少；
（3）求电路的总功率；
（4）小明发现U＞U1+U2，与他学过的“串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和”不符，他猜想是电路其他部分分担了电压，于是他用分度值更高的电压表进行测量，其中测得IJ两端的电压UIJ＝0.018V：
①求IJ两点之间的电阻RIJ；
②请分析通电的100sIJ两点之间是否消耗电能？如果否请说明理由；如果是请计算出通电100s产生的热量是多少？
【答案】（1）；（2）18J；（3）0.56W；（4）①0.09Ω；②会消耗电能； 0.36J
【详解】解：（1）由实物图知，电流表、L1、L2、开关依次连接在电源两极上，电路图如图所示：
（2）由题知闭合开关后，电流表的示数为0.2A，由串联电路的电流规律知
小灯泡L1通电100s消耗的电能
（3）由题知，电源电压U＝2.8V电路的总功率
（4）①IJ两端的电压UIJ＝0.018V，电流为0.2A，所以IJ两点之间的电阻
②IJ两点之间有电阻，当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，所以电流通过IJ两点时会消耗电能；通电100s，IJ两点产生的热量
答：（1）间解析。
（2）小灯泡L1通电100s消耗的电能是18J。
（3）电路的总功率为0.56W。
（4）①IJ两点之间的电阻为0.09Ω；②电流通过IJ两点时会消耗电能；通电100s，IJ两点之间产生的热量是0.36J。
21．如图甲所示是小明家的电饭锅，图乙是该电饭锅的工作电路图。R1和R2均为加热电阻，S是温控开关，当锅内温度达到100℃时温控开关S自动跳转电饭锅转入保温状态。从说明书上收集到的部分数据如下表所示。电饭锅正常工作时，10min可将电饭锅中1.5kg的食物从20℃加热到100℃，之后转入保温状态。[食物的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)]
（1）加热时食物吸收的热量是多少？
（2）电热丝R2的阻值是多少？
（3）电饭锅的加热效率是多少？
额定电压 220V
额定功率 加热挡 1000W
保温挡 220W
电源频率 50Hz
【答案】（1）480000J；（2）171.6Ω；（3）80%
【详解】解：（1）加热时食物吸收的热量
（2）由电路图可知，当开关S接1时，电路为R1的简单电路，开关S接2时，两电阻串联，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，因此开关接2时电阻大，由
可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，即开关S接1时，电路电功率最大，为加热挡，开关S接2时为保温挡。电饭锅处于加热状态时，电热丝R1的阻值为
电饭锅处于保温状态时，电路的总电阻为
电热丝R2的阻值是
（3）电饭锅加热10min消耗的电能为
电热锅的加热效率
答：（1）加热时食物吸收的热量是；
（2）电热丝R2的阻值是171.6Ω；
（3）电饭锅的加热效率是80%。
22．某品牌豆浆机及铭牌如图所示。豆浆机正常工作，做一次豆浆（豆子打浆后，1L豆浆由30℃加热到100℃）用时12min，其中打浆2min，加热10min。求：[ρ豆浆=1.0×103kg/m3，c豆浆=3.8×103J/（kg·℃）]
（1）豆浆机正常工作时电热丝电阻是多少？
（2）将1升30℃的豆浆加热到100℃，豆浆吸收的热量是多少？
（3）豆浆机正常工作，做一次豆浆的加热效率是多少？
【答案】（1）96.8Ω；（2）2.66×105J；（3）88.7%
【详解】解：（1）由表中数据知，加热功率为500W，由得电热丝的电阻
（2）豆浆的体积为
根据密度公式知豆浆的质量为
豆浆吸收的热量为
（3）电热丝产生的热量
做一次豆浆的加热效率为
答：（1）豆浆机正常工作时电热丝电阻是96.8Ω；
（2）将1升30℃的豆浆加热到100℃，豆浆吸收的热量是2.66×105J；
（3）豆浆机正常工作，做一次豆浆的加热效率是88.7%。
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试卷第1页，共3页
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