16.4 科学探究：电流的热效应 （含答案） 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

16.4 科学探究：电流的热效应
　央视节目《是真的吗》中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些,将锡纸条锡面一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火。
(1)用一条中间较窄的锡箔纸把两节新干电池正负极相连,其总电压为　　　　V;锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来,电能转化为　　　　能,这是电流的　　　　效应。
(2)锡箔纸串联在电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以通过整个锡箔纸的电流相等,材料和长度相同时,导体越细,电阻越　　　　,所以锡箔纸较窄处电阻较　　　　,根据　　
　　可知,锡箔纸较窄处产生的热量更　　　　。
【基础堂清】
1.如图所示,手艺人利用电流的　　　　效应刻蚀竹筒表面形成精美的画,为使效果更好需要较大的电流,可通过增大　　　　来实现。
2.有一只小灯泡,正常工作电压为4 V,小灯泡正常工作时的电阻为8 Ω,如果我们只有6 V的电源,要使小灯泡正常工作,需要串联一个　　　　Ω的电阻。若小灯泡正常工作5分钟，产生了　　　　J的热量。
3.　如图所示,这是物理兴趣小组发明的泡沫切割器,主要由输出电压为3 V的电源和阻值为6 Ω的电热丝构成。该切割器在正常工作时通过电热丝的电流是　　　　A,电热丝1 min时间内放出的热量是　　　　J。
【素养日清】
4.电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220 V　1000 W”“220 V　1800 W”和“220 V　500 W”的字样,它们各自正常工作相同时间,　　　　(选填“电饭煲”“电水壶”或“电熨斗”)产生的热量最多。标有“220 V　1000 W”的电饭煲正常工作0.3 h,电流所做的功为　　　　kW·h。
5.电热水袋(俗称电暖宝)是冬季暖手、暖足的理想用品。
(1)电热水袋的工作原理是利用了电流的　　　　。电热水袋用水作加热物质,是利用了水的　　
　　大的特性。
(2)如图所示的是某电热水袋的主要参数,要使电热水袋内水温升高30 ℃,则水需要吸收的热量为　　　　J。电热水袋正常工作,不考虑其外壳吸收的热量及其他热量损失,电热水袋初温为20 ℃,通电8 min后将处于　　　　(选填“通电加热”或“自动断电”)状态。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
6如图所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是 （ ）
A.电动牙刷　　　B.电动剃须刀
C.电蒸蛋器　　　D.迷你电风扇
7.家用洗衣机的主要部件是电动机,若一台洗衣机在220 V的电路中正常工作时通过的电流为2 A,每分钟产生的热量为960 J,则下列说法不正确的是 （ ）
A.电动机的功率为440 W
B.电动机线圈的电阻为110 Ω
C.电动机的发热功率为16 W
D.电动机被卡住不转动时,电功率为12100 W
8.　R1、R2分别组成如图所示的甲、乙两种电路,R1=2R2,电源电压均为U。图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量Q甲1∶Q甲2=　　　　,图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量Q乙1∶Q乙2=　　　　。
9.　小轩同学在探究“电流通过导体产生热量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热量的多少。
(2)你认为图甲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)由图乙所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的　　　　越大,电阻产生的热量越多。
(4)该实验采取的探究方法是　　　　(答出一种即可)。
(5)按照图甲的实验装置进行实验,发现随着通电时间的延长,玻璃管A、B中液面均逐渐上升,这表明在电阻和电流相同时,　　　　越长,电阻产生的热量越多。
(6)生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的,请举一例:　　　　。
(7)请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时,电炉丝发红而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”:　　　　。
10.如图所示电路,电阻R'的阻值为50 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为100 Ω,电源电压10 V保持不变。闭合开关,求:
(1)当P移至a端时,电阻R'消耗的功率。
(2)当P移至b端时,电路中的电流大小和通电2 min产生的热量。
【参考答案】
情境创生
(1)3　内　热
(2)大　大　Q=I2Rt　多
基础堂清
1.热　电压
2.4　600
3.0.5　90
素养日清
4.电水壶　0.3
5.(1)热效应　比热容
(2)1.26×105　自动断电
6.C　7.B
8.2∶1　1∶2
9.(1)液面高度
(2)电阻
(3)电流
(4)控制变量法
(5)通电时间
(6)电饭锅
(7)电炉丝与导线是串联的,通过的电流和通电时间相等,电炉丝的电阻较大,产生的热量较多,而导线的电阻极小,所以几乎不发热
10.解:(1)当P移至a端时,电阻与滑动变阻器R并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
则电阻R'消耗的功率:P'===2 W
(2)当P移至b端时,电阻R'被短路,是滑动变阻器R的简单电路,且接入阻值最大为100 Ω,则电路中的电流:I===0.1 A
通电2 min产生的热量:
Q=I2Rt=(0.1 A)2×100 Ω×2×60 s=120 J