北师大版物理九年级上册课时同步训练
第十三章 电功和电功率
第四节 电流的热效应
自主预习 要点感知
要点1 电流的热效应
1. 定义：电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫作电流的热效应。
2. 能量转化：在电流的热效应现象中， 转化为 。
3. 影响电流热效应的因素： 、 、 。
要点2 焦耳定律
1. 焦耳定律：电流通过导体时产生的热量跟 成 ，跟导体的 成 ，跟 成 。
2. 表达式： 。
3. 单位：在国际单位制中，电热Q的单位是焦耳(J)；电流I的单位是安培(A)；电阻R的单位是欧姆(Ω)；时间t的单位是秒(s)。
要点3 电热的利用和防护
(1)电热的利用：利用电流热效应而制成的设备有：电饭煲、电烤箱等。
(2)电热负面作用的防护：利用流动空气散热。
课后集训 巩固提升
1. 在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中，为了比较两根不同的电阻丝放出的热量跟电阻的关系，实验时应该同时保持两根电阻丝的( )
A. 两端的电压和通过的电流相同
B. 电阻和通电时间相同
C. 通电时间和通过的电流相同
D. 两端的电压、通过的电流和通电时间相同
2. 下图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 计算器 B. 电风扇
C. 电暖气 D. 电视机
3. 如图所示，由同种金属制成的两质量相等的电阻丝R1、R2，并联在电路中，且R1＝5R2，另用两根相同的火柴杆分别与它们相接触，则火柴杆被点燃的次序是( )
A. 同时点燃 B. R1上火柴杆先点燃
C. R2上火柴杆先点燃 D. 无法确定
4. 有三个电阻R1、R2、R3，且R1>R2>R3，若将它们按不同的方式接入电路中，那么在相同的时间内产生热量最多的接法是( )
A. R2和R3串联 B. R2和R3并联
C. R1和R2串联 D. R1和R2并联
5. 电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为( )
A. 5∶4 B. 1∶5 C. 5∶1 D. 4∶5
6. 将一个阻值是4Ω的电热水器放进质量是0.5kg的冷水中，当通过它的电流是5A时，7min内能使水的温度升高 ℃。[设电热水器产生的热量全部被水吸收，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
7. 如图所示，甲、乙两只烧瓶中装有质量相同、初温相同的煤油。闭合开关S后，观察到甲温度计比乙温度计示数上升得快。由此可判断电阻丝R1的阻值 (选填“大于”或“小于”)电阻丝R2的阻值。
8. 电炉丝通过导线接到照明电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，是因为电炉丝的
比导线大得多，根据焦耳定律可知，在 和 相同时，电炉丝产生更多的热量。
9. 小蕾把两段电阻不同的金属丝A、B(RA
第9题 第10题
10. 小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率。如图所示是其内部简化电路图。开关S1可分别与触点a、b接触。已知R1＝60.5Ω，R2＝121Ω，电源电压保持不变。当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱处于 档位；电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是 W；电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min，消耗的电能是 J。
11. 三个电阻的阻值比为R1∶R2∶R3＝1∶3∶5，若把它们串联在电源上，在相同的时间内产生的热量之比为Q1∶Q2∶Q3＝ ，若把它们并联在同一电源上，在相同的时间内三个电阻产生的热量之比为Q1′∶Q2′∶Q3′＝ 。
12. 采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀。使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝发热的多少。
(1)如图所示是探究电流产生的热量跟 的关系，通电一段时间 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系，一段时间后电阻丝产生的热量 (选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
13. 如图所示的电路中，已知电阻R＝20Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，求滑片置于a端5min内和置于中点c处5min内电阻R产生的热量之比。
14. 一台直流电动机，线圈电阻为0.5Ω，接在12V电源上时，通过的电流为2A，这台电动机工作5min消耗了多少电能？有多少电能转化为机械能？
15. 电饭煲的原理如图所示，煮饭时按下温控开关S，使之与a、b接触，红色指示灯亮；饭熟后，温控开关自动断开；当饭的温度低于68℃时，开关S自动上升与触点c接触，电饭煲处于低温加热状态，黄色指示灯亮；温度升至68℃时自动断开，如此反复。(红、黄指示灯的电阻很小，计算时可忽略不计)
(1)试分析R1、R2各起什么作用？
(2)若煮饭时发热板的功率为484W，而低温加热时发热板的功率为4.84W，求R2的阻值。
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 2. 电能 内能 3. 电流大小 电阻大小 通电时间的长短
要点2 1. 电流的平方 正比 电阻 正比 通电时间 正比 2. Q＝I2Rt
课后集训 巩固提升
1. C 2. C 3. C 4. B 5. A
6. 20
7. 大于
8. 电阻 电流 通电时间
9. 电阻 热 增大 B
10. 低 800 3.6×105
11. 1∶3∶5 15∶5∶3
12. (1)电流 左瓶 (2)电流 右瓶
13. 解：由公式Q＝I2Rt可得Q＝t，则Qa端∶Qc处＝×5×60s∶×5×60s＝∶＝3∶2。
14. 解：电流通过电动机所做的功为W＝UIt＝12V×2A×300s＝7200J。电流通过线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(2A)2×0.5Ω×300s＝600J。所以电能转化为机械能为W－Q＝7200J－600J＝6600J。
15. 解：(1)当S与a、b接通时，等效电路如图甲所示，R1跟红灯串联，然后与发热板并联，红灯所在的支路不影响发热板的功率。红灯起加热煮饭指示的作用，由于红灯的电阻很小，必须串联一较大的电阻R1，所以R1起分压限流保护红灯的作用。
当S与c接触时，等效电路如图乙所示。R2、黄灯与发热板三者串联，发热板两端的电压降低，发热板的功率减小，电饭煲处于低温加热状态，所以R2起分压降低发热板功率作用。 (2)S与a、b接通时，发热板功率P1＝＝＝484W，解得R板＝100Ω；S与c接触时，发热板功率P2＝I2R板＝()2R板＝()2×100Ω＝4.84W，解得R2＝900Ω。
