【北师大版物理（2024）九年级全册同步练习】四电流的热效应（含答案）

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【北师大版物理（2024）九年级全册同步练习】四电流的热效应
一、单选题
1．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电冰箱 B．电风扇 C．洗衣机 D．电热毯
2．最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是（　　）
A．欧姆 B．焦耳 C．奥斯特 D．法拉第
3．甲.乙两电阻之比为1：3，在相同时间内产生热量之比为3：4，则通过甲.乙两个电阻的电流之比为（）
A．3：2 B．2：3 C．1：3 D．3：4
4． 下列是常见的家用电器，其中主要利用电流的热效应来工作的是（　　）
A．笔记本电脑 B．电风扇 C．台灯 D．电饭锅
5．如图为“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，下列说法正确的是（　　）
A．图甲可探究电流热效应与电压的关系
B．图乙可探究电流热效应与电阻的关系
C．用 U 形管液面的高度差反映产生热量的多少
D．图乙容器中的电阻产生的热量一样多
6．小明对如下探究实验的叙述，其中正确的是（　　）
A．图甲：探究不同物质的吸热能力时，必须控制两种物质的体积和初温都要相同
B．图乙：探究电流跟电阻、电压的关系时，滑动变阻器在实验中的作用是一样的
C．图丙：探究电功率跟电流、电压的关系时，电流一定，电压越大，电功率越大
D．图丁：探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将R1 和R2 并联
二、填空题
7．如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟　 　的关系”的实验装置。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的　 　（选填“多”或“少”）。
8．塑料袋封口夹的电路图如图所示，它利用电流的　 　效应实现高温封口，已知电源电压恒为6V，电热丝R为1Ω，闭合开关S，3s内产生的热量为　 　J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以　 　（选填“增大”或“减小”）R的阻值。
9．如图所示的电路中，R的阻值为10Ω，闭合开关，电流表指针正常偏转，则电源的右端是极；滑动变阻器的滑片向左移动，电流表示数　 　（填“变大”、“变小”或“不变”），当电流表示数为0.2A时，通电10s，R产生的热量是　 　J。
10．两只电阻之比R1：R2=3：5，把它们串联在某电路中，则通过的电流之比I1：I2=　 　，电阻产生的热量之比Q1：Q2=　 　．
11．在如图所示的实物电路中，电源电压恒定不变，R1=30Ω。当只闭合开关S1和S3时，电流表的示数为0.3A，则电源电压大小为　 　V。将滑动变阻器R2的滑片P移到最右端，当闭合开关S1、S2和S3时，电流表的示数为I1；移动滑片P到某处，此时电流表的示数为I2，I1：I2=7：10；保持滑片P的位置不变，只闭合开关S2，调节电阻箱R3的阻值，在保证电路各元件安全的前提下，电流表的最小示数为0.2A，则滑动变阻器R2的最大阻值为　 　Ω。
12．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时，10s消耗的电能为　 　J，产生的热量为　 　J，该电动机的效率为　 　。
三、实验探究题
13．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
（1）利用甲装置可探究电流产生的热量与　 　的关系，通电一段时间后，　 　（选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差较大；
（2）乙装置中的电阻的作用主要是使电阻和中的电流　 　（选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将的阻值换成　 　（选填“更大的”或“更小的”）；
（3）通过观察乙装置，　 　（选填“左”或“右”）容器中导体产生的热量较多。
（4）该实验用到的物理研究方法有　 　。
A．转换法 B．模型法 C．控制变量法 D．类比法
四、综合题
14．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，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R2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？　 　
15．小明家购置了一台集加热和保温为一体的温热饮水机，其铭牌如下表所示．如图所示是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是分压电阻，R2是供加热时的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态．
额定频率 50Hz 环境温度 10℃～38℃
加热功率 2200W 最大容积 1.5L
额定电压 220V 制热水能力 ≥90℃5L/h
（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）正常工作时该饮水机将最大容积的水从20℃加热到100℃，用时4min．求水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率；[C水=4.2×103J/（kg ℃）]
（3）如果要使R2在保温状态时的功率是550W，求R1的阻值．
16．小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察图甲、乙两图。
（1）实验中通过观察两个U形管中　 　的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这种实验方法叫做　 　。
（2）你认为乙图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　的关系。
（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是：在电阻、通电时间相同的情况下，　 　越大，电阻产生的热量越多。
（4）本实验也可以采用图来完成，在图甲、乙两个容器里装入的是煤油。你认为，在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验时，应选用图　 　更好，原因是　 　。
（5）通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是　 　
（6）使用电饭煲煮饭时，电饭煲的内胆主要结构是发热体，它是利用了电流的　 　效应来工作的。煮饭时，内胆温度很高，但与之两连的导线不怎么热，这是因为　 　
五、计算题
17．如图甲所示是一款家用迷你双控温暖风机，其内部加热部分简化电路如图乙所示，R1和R2是加热电阻，该暖风机正常工作时开关拨到“3”时为低温挡，加热功率为400W；开关拨到“2”时为高温挡，加热功率是低温挡的5倍。求：
（1）低温挡通电10min，电路消耗的电能；
（2）加热电阻R2的阻值。
18．标有“12V 3W”的灯L和标有的电阻接入如图所示的电路中。开关闭合后，灯正常发光。求：
（1）电阻两端电压；
（2）小灯泡正常工作时的电阻；
（3）通电10s时间电阻产生的热量。
19．如图所示为一种电热加湿器及其原理图。当加热仓中的电热丝（阻值保持不变）加热到沸腾后变成蒸气喷出，增加空气的湿度。已知储水仓为圆柱形，当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时，阀门便会自动打开，储水箱中的水就会自动流入补充。加湿器的额定电压为220V，加热丝最大功率为40W。求：
（1）电热丝R1的电阻值；
（2）当调节电阻R2，使加热丝的实际功率为最大功率的时，求此时气雾调节电阻R2的接入电路中的电阻为多少？
（3）小明发现当加热仓中水的质量最大时，此时加热丝以最大功率工作（电热丝加热效率为84%），要把加热仓中的水由20℃加热到100℃，需要5分钟，请计算出加热仓中水的质量最大为多少？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）]
六、作图题
20．
（1）如题图为一人体身高测量仪的电路示意图，A、B、C、D为四个接线柱，电表及一定值电阻未画出，金属板M可带动金属片P滑动，从而与R构成滑动变阻器，若弹簧下端金属线的电阻不计，电源电压保持不变，要求被测人身高变高时，电表的示数也增大，试根据题目要求，将“定值电阻”、“电流表”或“电压表”符号（选两个）填入电路AB和CD之间。
（2）如图所示，请你将图中各元件连接完整，完整的电路可用于探究电流产生的热量与电流大小的关系。
（3）根据图中的实物图画出相应的电路图，要求在图上标出元件名称。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电流的热效应
2．【答案】B
【知识点】焦耳定律
3．【答案】A
【知识点】焦耳定律的应用
4．【答案】D
【知识点】能量的转化或转移；电流的热效应
5．【答案】C
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
6．【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验；电功率；电流的热效应；比较不同物质吸热的情况实验
7．【答案】电流；多
【知识点】焦耳定律
8．【答案】热；108；增大
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
9．【答案】变大；4
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律
10．【答案】1：1；3：5
【知识点】焦耳定律的应用
11．【答案】9；75
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功与热量的综合计算
12．【答案】38000；2000；94.7%
【知识点】热机的效率；电功的计算；焦耳定律的应用
13．【答案】电阻；右；不相等；更小的；左；AC
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
14．【答案】内；C；50h；40W
【知识点】焦耳定律的应用
15．【答案】（1）开关闭合时电路中为R2的简单电路，电路中的电阻最小，饮水机处于加热状态，
根据P=UI可得，正常工作时电路中的电流：
I1===10A；
（2）根据ρ=可得，饮水机装满水时水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）=5.04×105J，
饮水机消耗的电能：
W=P加热t=2.2×103W×4×60s=5.28×105J，
该饮水机加热状态时的效率：
η=×100%=×100%≈95.5%；
（3）根据欧姆定律可得，R2的阻值：
R2===22Ω，
开关断开时，R1与R2串联，电路中的电阻最大，饮水机处于保温状态，
此时R2两端的电压：
U2===110V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴R1两端的电压：
U1=U﹣U2=220V﹣110V=110V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴I2==，即=，
解得：R1=22Ω．
【知识点】电功与热量的综合计算
16．【答案】（1）液柱高度差；转换法
（2）电流
（3）电流
（4）图22；气体受热膨胀迅速，比液体明显，可缩短时间
（5）该容器漏气了（气密性不好）
（6）热；发热体的阻值远大于导线，产生热量显著
【知识点】焦耳定律
17．【答案】（1）2.4×105J；（2）96.8Ω
【知识点】电功率的计算；电功与热量的综合计算
18．【答案】（1）12V；（2）48Ω；（3）240J
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
19．【答案】（1）1210Ω；（2）1210Ω；（3）0.03kg
【知识点】比热容；电功率的计算；焦耳定律的应用
20．【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】根据实物图画电路图；串联电路和并联电路的辨别；电压表的连接；串联电路的电压规律；焦耳定律
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