13.4 电流的热效应 同步练习（二）（含解析）

《电流的热效应》同步练习
1、利用电流的热效应工作的家用电器是（　　）
A．洗衣机? B．电饭煲? C．电冰箱? D．电视机
2、如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值．比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（　　）【来源：21cnj*y.co*m】
A．U甲=U乙，Q甲=Q乙?? B．U甲＜U乙，Q甲＞Q乙
C．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙?????? D．U甲＞U乙，Q甲＜Q乙
3、用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来接在原来的电路中，则烧开同样一壶水的时间是（不计热量损失）（　　）
A．2.5min?? B．5min????? C．20min?? D．40min
4、电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，造成上述现象的主要原因是（　　）【版权所有：21教育】
A．导线的绝缘外皮隔热
B．导线散热比电阻丝快
C．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
D．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
5、某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝。下列说法正确的是
A. S1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态??????
B.S1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
C.S1闭合、S2断开时，电饭锅处于加热状态
D.S1断开、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
6、甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样，把它们串联在220V的电路中．在相同时间内产生热量较多的是　?? 　，将它们并联在电路中，产生热量较多的是　?? 　（选填“甲”或“乙”）．串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为　?? 　．【出处：21教育名师】
7、如图所示，是研究“在相同时间内电流通过导体产生的热量与　　的关系”的实验装置和．若电阻丝R甲=5Ω，R乙=10Ω，通过电路中的电流为0.5A，则甲电阻丝在2min内产生的热量是　　J．
8、某导体的电阻是5Ω，通过它的电流为0.2A，10s内通过该导体产生的热量是　　J，电热器中的电饭锅是利用电流的　　效应制成的加热设备．
9、如图是电饭锅内部简化电路图，已知R0=55Ω，R1=1045Ω，当S接“1”时，电饭锅正常工作电路中电流是　　A；当S接“2”时，通电1min产生的热量是　　J．
10、将电阻R1、R2接入电路中，通过R1、R2的电流之比是2：3，则R1、R2是　　联在电路中的，在相同时间内，R1、R2上产生的热量之比是　　．

11、为了探究影响电流产生热量的因素，实验室准备了两个相同的烧瓶（内装质量相等的煤油）、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同温度计，四根不同阻值（R1＞R2???? R3=R4）的电阻丝，以及相同的滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲所示的两个方案．2·1·c·n·j·y
（1）甲方案可探究电流和通电时间一定时，电流产生的热量跟　　关系．
（2）乙方案可探究　　和通电时间一定时，电流产生的热量跟　　关系．
（3）电阻在一定时间内产生的热量是通过烧瓶中煤油　　的多少反映出来的，这种研究问题的科学方法叫做　　法．
12、小明要用图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系．其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同．
（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整．
（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是通过　　显示电流产生热量的多少的．象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫　　法．（填“转换法”，“控制变量法”，或“等效替代法”）
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有　　．
（4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则　　瓶内温度计的示数升高的多．
13、如图是小明家新买额电热水壶，它的额定电压是220V，额定功率是2000W，小明在壶中装入1.5kg初温为20℃的水，电热水壶正常工作6min将这壶水烧开（1标准大气压下）．求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电热水壶烧开这壶水的效率是多少？
（3）烧开这壶水消耗的电能相当于完全燃烧多少m3的煤气？
（q煤气=4.0×107J/m3）
14、电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉．现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A．若已知该电动机线圈的电阻是0.4Ω，问：
（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？
（2）线圈每分钟产生的热量是多少？
（3）该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？
答案与解析
1、B【考点】电流的热效应、化学效应和磁效应．
【分析】要解答本题需掌握：电流的热效应就是把电能转化为内能．
【解答】解：
洗衣机、电冰箱主要是把电能转化为机械能；电视机主要是把电能转化为声能和光能．
只有电饭煲是把电能转化为内能，是利用电流的热效应．
故选B．
2、C【考点】焦耳定律；欧姆定律的应用．
【分析】两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，
由U=IR判断它们间的电压关系，由Q=I2Rt判断它们产生的热量关系．
【解答】解：由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，
由题意知：R甲＜R乙，由U=IR知：U甲＜U乙；由Q=I2Rt知：Q甲＜Q乙；
故选C．
【点评】本题考查了串联电路的特点，欧姆定律，焦耳定律，熟练掌握基础知识是正确解题的关键．
3、A【考点】影响电阻大小的因素；焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】（1）导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关，长度越长、横截面积越小，电阻越大．（2）纯电阻电路电热计算公式：Q=．21世纪教育网版权所有
【解答】解：影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积．电热丝对折，长度为原来的一半，横截面积是原来的2倍，因此电阻为原来的四分之一．21*cnjy*com
由Q=可知：当Q和U一定时，t和R成正比，所以加热时间成为原来的四分之一，即10min÷4=2.5min．
故选A．
4、C【考点】焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】电炉丝和导线串联，通过的电流相等，通电时间相同，利用焦耳定律Q=I2Rt分析．
【解答】解：电炉丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，
根据Q=I2Rt可知，因为R电炉丝＞R导线，
所以Q电炉丝＞Q导线，
即电阻越大，相同时间内产生的热量越多；而与散热快慢、隔热效果无关．
故选：C．
5、A

6、【考点】JI：焦耳定律的计算公式及其应用；JA：电功率的计算．
【分析】（1）知道两只电炉的额定电压和额定功率，根据R=比较两只电炉的电阻，根据串联电路的电流特点和焦耳定律比较两电炉的产生热量关系；www.21-cn-jy.com
根据并联电路中各并联支路两端的电压相等和Q=W=Pt比较两电炉的产生热量关系；
（2）分别计算两种情况下甲消耗的实际功率并确定其比例关系．
【解答】解：
（1）由P=得，电炉的电阻R=，
因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率P甲＜P乙，
所以甲、乙两只电炉的电阻：R甲＞R乙，
又因为串联电路中的电流处处相等，
即通过甲、乙两只电炉的电流：I甲=I乙，
根据Q=I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＞Q乙，故串联时产生热量较大的是甲；
将它们并联在220V电路上，
根据并联电路中各支路两端的电压相等，即U甲=U乙=220V，
则两电炉的实际功率等于额定功率，即：P甲=500W；P乙=1000W，
根据Q=W=Pt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＜Q乙，故并联时产生热量较大的是乙；
（2）甲电炉的电阻为R甲===96.8Ω，乙电炉的电阻为R乙===48.4Ω，
串联在220V电路中甲消耗的实际功率为P实甲=I实2R甲=（）2×R甲=（）2×96.8Ω≈222W；21cnjy.com
当甲电炉并联在220V电路中，P实甲′=P额甲=500W，
所以两种情况下甲消耗的功率之比为P实甲：P实甲′=222W：500W=111：250．
故答案为：甲；乙；111：250．
7、（1）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阻关系时，控制通电时间和电流不变；www-2-1-cnjy-com
（2）产生的热量直接运用焦耳定律Q=I2Rt计算．
【解答】解：
（1）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，是探究电流产生热量跟电阻的关系；21*cnjy*com
（2）甲电阻丝在2min内产生的热量：
Q甲=I2R甲t=（0.5A）2×5Ω×2×60s=150J．
故答案为：电阻；150。
8、【考点】焦耳定律；电流的热效应、化学效应和磁效应．
【分析】根据Q=I2Rt求出电流通过导体时产生的热量；
电流通过导体时向外放出热量，这一现象叫做电流的热效应，将电能转化为内能．
【解答】解：（1）电流通过导体时产生的热量：
Q=I2Rt=（0.2A）2×5Ω×10s=2J；
（2）电热器中的电饭锅在使用时，将电能转化为内能，是根据电流的热效应制成的加热设备．
故答案为：2；热．
【点评】此题主要考查的是学生对焦耳定律计算公式和电流热效应的理解和掌握，基础性题目．
9、【考点】欧姆定律的应用；焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】由电路图可知，当S接“1”时，R0与R1串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；当S接“2”时，电路为R0的简单电路，根据Q=I2Rt=t求出通电1min产生的热量．21教育网
【解答】解：当S接“1”时，R0与R1串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I===0.2A；
当S接“2”时，电路为R0的简单电路，则通电1min产生的热量：
Q=I2Rt=t=×60s=5.28×104J．
故答案为：0.2；5.28×104．
10、【考点】超纲知识；串联电路和并联电路的辨别；焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】两电阻串联时通过的电流相等，然后结合通过R1、R2的电流之比是2：3判断两电阻的连接方式，根据并联电路的电流特点和Q=W=UIt求出在相同时间内R1、R2上产生的热量之比．21·cn·jy·com
【解答】解：因串联电路中各处的电流相等，且通过R1、R2的电流之比是2：3，
所以，两电阻的连接方式为并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，在相同时间内R1、R2上产生的热量之比：
====．
故答案为：并； 2：3．
11、【考点】焦耳定律．
【分析】（1）（2）分析甲图和乙图中电阻丝的连接方式（串联时电流相同、通电时间相同），并结合焦耳定律找出相同的量和不同的量，据此分析得出答案．21教育名师原创作品
（3）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来．
【解答】解：
（1）由图甲知，两电阻丝串联，通过的电流相同、通电时间相同，两电阻的阻值不同，所以可探究的问题是在通过的电流一定时，电热与电阻的关系；
（2）由图乙知，两电阻丝并联，并且两电阻的阻值、通电时间相同，探究的问题是在电阻和通电时间一定时，电热与电流的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，但可以通过煤油的温度升高把电流通过导体产生热量的多少体现出来．
这种研究问题的科学方法叫做转换法．
故答案为：（1）电阻；（2）电阻；电流；（3）温度升高；转换．
12、【考点】焦耳定律．
【分析】（1）要探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，需要使两个电阻并联，保持电压相等，但电阻不同，所以选择两端导体的材料不同．在连接滑动变阻器时，要注意一上一下．
（2）实验中通过温度计示数的变化来测量产生热量的多少，这种方法是转换法，例如在研究分子的无规则运动时，通过扩散现象来说明．
（3）在做此实验时，要注意控制变量法的应用，煤油的量相等，通电时间相同，煤油的初温相同．
（4）在电压一定时，根据公式Q=t，电阻越小，产生的热量越多．
【解答】解：（1）因为电压一定，所以两电阻并联，滑动变阻器连接时按照“一上一下”的接法，如下图所示：21·世纪*教育网
（2）实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少，这也是物理中常用的一种方法﹣﹣转换法．例如通过乒乓球的振动显示音叉的振动；通过扩散现象来反映分子的无规则运动．
（3）此实验充分显示了控制变量法的应用，注意控制煤油的质量、通电时间和煤油的初温．
（4）甲导线是铜的，电阻很小，根据公式Q=t得，在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多．
故答案为：（1）如上图；（2）温度计示数升高的多少；转换；（3）两瓶内煤油的质量、通电时间、油的初始温度相同等；（4）甲．【来源：21·世纪·教育·网】
13、【考点】电功与热量的综合计算．
【分析】（1）由于是在1标准大气压下将水烧开，则可知水的末温为100℃，然后根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量．
（2）已知加热时间和额定功率，根据P=可求得加热过程中消耗的电能，然后求出效率；
（3）由题知，Q放=W，再利用Q放=Vq求需要完全燃烧多少煤气．
【解答】解：
（1）由于是在1标准大气压下将水烧开，则可知水的末温t=100℃，
所以水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×=5.04×105J；
（2）根据P=可得，加热过程中消耗的电能：
W=Pt=2000W×6×60s=7.2×105J，
电热水壶烧开这壶水的效率：
η=×100%=×100%=70%；
（3）由题意可知：Q放=W=7.2×105J，
由Q放=Vq可得：
V===0.018m3．
答：（1）水吸收的热量是5.04×105J；
（2）电热水壶烧开这壶水的效率是70%；
（3）烧开这壶水消耗的电能相当于完全燃烧0.018m3的煤气．
14、【考点】电功的计算；能量利用效率；焦耳定律的计算公式及其应用．
【分析】（1）知道电动机工作的电压和通过的电流和工作时间，根据W=UIt求出每分钟该电动机消耗的电能；2-1-c-n-j-y
（2）知道电路中的电流和线圈的电阻，根据Q=I2Rt求出线圈每分钟产生的热量；
（3）每分钟该电动机消耗的电能减去线圈每分钟产生的热量即为获得的机械性能，获得的机械能与消耗电能的比值即为该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率．
【解答】解：（1）每分钟该电动机消耗的电能：
W总=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J；
（2）线圈每分钟产生的热量：
Q=I2Rt=（50A）2×0.4Ω×60s=6×104J；
（3）每分钟该电动机正常工作时电能转化为的机械能：
W=W总﹣Q=6.6×105J﹣6×104J=6×105J，
该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率：
η=×100%=×100%≈90.9%．
答：（1）每分钟该电动机消耗的电能是6.6×105J；
（2）线圈每分钟产生的热量是6×104J；
（3）该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是90.9%．