沪科版物理九年级上学期16.4 科学探究：电流的热效应 同步练习（含解析）

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沪科版物理九年级上学期16.4 科学探究：电流的热效应
一、单选题
1.下列用电器利用电流热效应工作的是（????? ）
A.?电视机????????????????????????????????B.?洗衣机????????????????????????????????C.?电风扇????????????????????????????????D.?电饭煲
2.下列科学家中，通过实验总结出电流热效应规律的是（?? ）
A.?牛顿??????????????????????????????????B.?法拉第??????????????????????????????????C.?焦耳??????????????????????????????????D.?奥斯特
3.下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（? ）
A.?养鸡场使用电热孵化器孵小鸡????????????????????????????B.?家里使用电热水壶烧水
C.?小明妈妈用电熨斗熨衣服???????????????????????????????????D.?电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
4.甲、乙两个电热器的电阻之比为 ，通电相同时间产生的热量之比为 ，则通过甲、乙的电流之比为（?? ） 21cnjy.com
A.???????????????????????????????????????B.???????????????????????????????????????C.???????????????????????????????????????D.?
5.如图所示，长度、横截面积一_??·???????????????_的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1=2Ω，R2=4Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到（?? ）
A.?R1上的蜡熔化得快????????B.?R2上的蜡熔化得快????????C.?R1、R2上的蜡熔化得一样快????????D.?无法比较
6.如图所示，将_é????????5?????_10Ω的电阻丝分别放在装有相同质量的煤油的烧瓶中，再用带有温度计的橡胶塞盖紧瓶口，煤油的初始温度相同。把两个电阻串联起来连在电路中，闭合开关，通电一段时间，下列说法中正确的是（?? ） 21·cn·jy·com
A.?通过R1的电流比通过R2的电流大????????????????????????B.?右瓶（R2）的温度计示数较高
C.?左瓶（R1）的温度计示数较高????????????????????????????D.?R1两端的电压比R2两端的电压大
7.某电炉丝电阻为100Ω，通电10秒钟产生热量4×103J，则通过电炉丝电流是（?? ）
A.?2A???????????????????????????????????????B.?4A???????????????????????????????????????C.?20A???????????????????????????????????????D.?40A
8.小明采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，其中说法正确的是(??? )
A.?该装置能探究电流产_?????????é??è·????_流的关系，也能探究电流产生的热量跟电阻的关系
B.?接通电源左瓶内电阻丝产生的热量是右瓶的2倍
C.?将右瓶外的电阻丝放入瓶内，可探究电流产生的热量跟电阻的关系
D.?左右两边U型管实质为两个连通器【来源：21·世纪·教育·网】
9.如图是探究电流通过_???????????§??????_的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（?? ）
A.?通电一段时间后，左侧U形_?????????é?????é??_度差比右侧的小
B.?若容器外面的电热丝R3发生了断路，若与没断时的 通电时间相同，则左侧U形管中液面高度差变小
C.?将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，通 电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
D.?该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映 电阻丝放出热量的多少21*cnjy*com
10.如图是探究“电流_é??è?????????????§_生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，A、B两个U型管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2 ， 则（?? ） 【出处：21教育名师】
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管中的液面较低?????????????????????????????????D.?I1＞I2 ， A管中的液面较高
11.有两条电阻丝，它们的_???é???????????2_：1，把它们串联接入电压为U的电路中，则在相等的时间里，它们放出的热量之比是 （?? ?） www-2-1-cnjy-com
A.?1：2????????????????????????????????????B.?2：1????????????????????????????????????C.?1：4????????????????????????????????????D.?4：1
12.如图电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（?? ）
A.?导线的绝缘皮隔_???
B.?????_线散热比电阻丝快
C.?通电导线的电流小于通过电阻丝的电流
D.?导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量较少2·1·c·n·j·y
13.某直流电动机标有“_36V??_1_8W”字样，经测量其线圈电阻为2Ω，使电动机正常工作10min．则电动机在这段时间内产生的热量是（?? ） 【来源：21cnj*y.co*m】
A.?1.08×104J??????????????????????????B.?300J??????????????????????????C.?3.888×105J??????????????????????????D.?1.05×104J
二、填空题
14.最先精确_??°???????????????_通过导体产生的热量（电热）与电流、电阻和通电时间关系的物理学家是________；将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为________J。
15.电流流过导体，导体会发热的_??°è±?????????????_流的________（选填“热”或“磁”）效应。通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电________有关。 21教育名师原创作品
16.1840年英国物理学家________最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流?电阻和通电时间的关系，其表达式为：Q=________? 21*cnjy*com
17.小军利用如图所示装置探究_???é????§?????????_量与电流大小的关系，当电路正常工作且通电时间一定时，电阻________产生的热量多；若通过R1的电流为1A，通电时间为10s时，阻值为10Ω的电阻R2产生的热量为________J。
18.如图所示为“探究电流通过导_?????§?????????é??_跟________的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫________（选填“控制变量”或“转换”）法。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”）。
三、解答题
19.初春时节，新冠疫情来_è??????°??????????_爸是一名志愿者，每天结束忙碌的工作后，为了小区的群众安全，义务到小区门卫岗亭值夜班，岗亭里没有暖气，为了给爸爸取暖，小征把家里的电取暖器送到岗亭使用。接通电源工作一段时间后，小征发现电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过的物理知识，帮助小征解释产生此现象的原因。
20.如图所示是我们常用的电热水壶，它的电源线又粗又短，请解释这样制作的道理。
四、实验探究题
21.如图是_????????????é??è??_导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的________不相等；
（2）由于电流产生的热量不_????????????é?????_因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是________；
（3）通过对比观_??????_________（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越________导体产生的热量越多。
22.某同学_???????????????é??_过导体产生的热量与电流、电阻通电时间是否有关。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和初温都相同的煤油，以及阻值为R1和R2的电阻丝（R1（1）该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与________是否有关；
（2）该实验中，电流通过导体产生热量的多少用________来反映。
23.电炉丝_é??è?????????????°_电路里，电炉丝和导线通过的电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其中R1>R2。 21世纪教育网版权所有
（1）实验中通过_________???é??????????????_计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块________来反映动能的大小；
（2）实验表明：在电流和通_??????é???????????_，电阻越大，电流产生的热量越多。请解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：________。
答案解析部分
一、单选题
1.答案: D
解析:A．电视机是利用电流的磁效应工作，A不符合题意；
BC．洗衣机、电风扇利用电动机带动工作，利用电流的磁效应，B、C不符合题意；
D．电饭煲是利用了电流的热效应来加热，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】电流具有热效应，电饭锅利用电流的热效应工作。
2.答案: C
解析:A．牛顿最先提出了关于力的三定律，奠定了经典力学体系，故不符合题意；
B．法拉第的重要贡献是磁生电，即电磁感应现象的发现，故不符合题意；
C．焦耳是通过实验研究出电流热效应规律的科学家，故符合题意；
D．奥斯特首先发现了电流的磁效应，故不符合题意。
故答案为：C。

【分析】奥斯特首先发现了电流的磁效应。
3.答案: D
解析:ABC．用电热孵_?????¨????°?é?????_使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服，都是将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，ABC不符合题意； 21·世纪*教育网
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温，是为了防止电热产生危害，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】利用电热工作时，不需要散热，空气流动可以散热，对物体降温。
4.答案: C
解析:甲、乙两个电热器通电相同时间产生的热量之比为 ，根据Q=I2Rt有
已知甲、乙两个电热器的电阻之比为 ，则
即通过甲、乙的电流之比为
故答案为：C。

【分析】利用Q=I2Rt，根据电流产生的热量、电阻和时间，可以计算电流的比值。
5.答案: B
解析:由电路图可知，两个电阻串联，通过的电流相同；由焦耳定律可知电阻发热为
通电相同时间后，电阻越大则发热量越大，即R2上的蜡熔化得快；B符合题意。
故答案为：B。

【分析】当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
6.答案: B
解析:A．电阻丝与滑动变阻器串联在电路中，通过R1的电流与通过R2的电流相同，A不符合题意； 【版权所有：21教育】
BC．由焦耳定_????????????é??è??_导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，R2的电阻中R1的两倍，相同时间内产生的热量更高，温度计示数也更高，B符合题意、C不符合题意；
D．根据串联电路分压特点，电阻越大则其两端电压也越大，R2两端的电压更大，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】电流通过导体时会产生热量，此现象就是电流的热效应，产生的热量通过焦耳定律来计算。
7.答案: A
解析:解：∵Q＝I2Rt，
∴电流I＝ ＝ ＝2A；
故答案为：A。

【分析】根据焦耳定律Q＝I2Rt，计算电流的大小。
8.答案: C
【解析】【解答_??????????????????_探究电流产生热量的影响因素，密闭空气盒中电子相同，右侧盒外有电阻，可使左侧盒中电流是右侧盒中电流的2倍，根据Q=I?Rt，左侧盒中产生的热量是右侧的4倍，B不符合题意；由于两盒中的电阻相同，不能探究电热和电阻的关系，A不符合题意；若将盒外电阻丝放入盒内，则电流相同，可以探究电热和电阻的关系，C符合题意；由于U型管的一端和密闭空气盒相连，不是连通器，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】探究电流产生热量的影响因素时，需要利用控制变量法，使被研究的量不同，而其它两相同。
9.答案: B
解析:解：A、由图可知_????????§?????¤???_电阻并联后与左侧的电阻串联在电路中，根据并联电路的电流特点可知，左侧电阻中的电流大于右侧盒中电阻的电流，在电阻和通电时间相同的情况下，左侧盒中的电流大，产生的热量多，所以左侧U形管中液面的高度差大，A不符合题意；
B、R3发生断路前，左侧的电阻为5Ω，右侧的电阻为 ＝2.5Ω，则电路的总电阻为5Ω+2.5Ω＝7.5Ω；
R3发生断路后，电路中只有R1和R2串联，则总电阻为：5Ω+5Ω＝10Ω；
R3发生断路后，整个电路的总电阻增大了，根据I＝ 可知，电路中的总电流减小了，在电阻、通电时间不变时，电流减小，则产生的热量变少，所以左侧U形管中液面高度差变小，B符合题意；
C、将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，右侧的电阻为 ＝2.5Ω，左右两侧的电流和通电时间相同，左侧的电阻大于右侧的电阻，则左侧产生的热量多，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小，C不符合题意；21教育网
D、该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映，D不符合题意。www.21-cn-jy.com
故答案为：B

【分析】电流通过导体时会_??§??????é???????¤_现象就是电流的热效应，产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt，来求解，其中I是流过用电器的电流，R是用电器的电阻，t是用电器工作的时间。
10.答案: D
解析:解：由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1＞I2 ， AB不符合题意；
由Q＝I2Rt可知，通电时间相同时，I1＞I2 ， R1＝R2＝5Ω，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侧玻璃管液面较高。
故答案为：D

【分析】并联电路中总电流等于各支路电流之和，当电阻和通电时间相同时，电流越大，产生热量越多。
11.答案: B
解析:当电阻串联时，_??????Q=I2_Rt，电阻产生的热量的比等于电阻之比，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】在串联电路中，电流和通电时间相同，电阻丝产生的热量的比值等于电阻之比。
12.答案: D
解析:电炉中的电阻丝与连接导线串联，通过的电流相等，通电时间相同，由 可知，电阻越大产生的热量越多．由于导线的电阻远小于电阻丝的电阻，所以Q电炉丝＞Q导线 ， 即相同时间内导线产生的热量较少，而与散热快慢和隔热效果无关，D符合题意，ABC不符合题意．
故答案为：D。

【分析】电流通过导体时会产生热量，此现象就是电流的热效应，结合的热量通过焦耳定律计算导体的电阻即可。
13.答案: B
解析:解：直流电动机的电流I＝ ＝ ＝0.5A，
所以电动机线圈产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×2Ω×10×60s＝300J。
故答案为：B。
【分析】先根据公式I＝ 计算出直流电动机的电流，再根据公式Q＝I2Rt可求这台电动机10min内产生的热量。
二、填空题
14.答案: 焦耳；270
解析:在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系，即发现了焦耳定律。将10Ω的电阻丝接在3V的电源上，5min内产生的热量为
【分析】焦耳定律探究电热和电流、电阻和时间的关系，利用电流、电阻和时间，可以计算电热多少。
15.答案: 热；时间
解析:电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应。根据焦耳定律 可知，通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电时间有关。
【分析】电流通过导体时产生热量的现象叫电流的热效应，通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电时间有关。
16.答案: 焦耳；I2Rt
解析:英国物理学家焦_è?????????¤§é?????_验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出了焦耳定律，内容是电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，表达式是Q=I2Rt。
【分析】电流通过导体时会产生热量，此现象就是电流的热效应，产生的热量通过焦耳定律来计算。
17.答案: R1；25
解析:由图可知， 与 并联后与 串联，由并联电路的电流特点可知
所以 ，而 ，由 可知，通电时间一定时，电阻 产生的热量多。因为 与 并联，所以两者电压相等，电阻也相等，由 知通过 和 的电流相等，所以
即 ，所以通电10s时 产生的热量为

【分析】当通电时间和电阻相同时，电流产生热量的多少和电流大小有关，根据电流、电阻和时间可以计算热量。
18.答案: 电阻；转换；少
解析:由图知，两电阻的阻值不同，串联于电路中，通过两电阻的电流相等，通过时间相等，故探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。在实验中无法直接测量电流通过导体产生热量，通过U形管内液面高度差的大小来判断电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫做转换法。通电一段时间后，左侧的电阻小于右侧的电阻，通过两电阻的电流相等，由焦耳定律 知，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的少。
【分析】电流和通电时间相等，探究电流产生的热量跟电阻的关系；通过U形管内液面高度差的大小来判断产生热量的多少，是转换法；电阻越大，产生的热量越多。
三、解答题
19.答案: 解：因为电阻丝和导线是串联，通过的电流相等，但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多，根据
在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。
【分析】电流通过导体时会产生热量，此现象就是电流的热效应，产生的热量通过焦耳定律来计算。
20.答案: 解：电源_??????????????????_减小了电线的电阻，根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻小产生的热量少，可以防止导线源烧坏。
【分析】在电流和通电时间一定时，电阻小产生的热量少。
四、实验探究题
21.答案: （1）电流
（2）转换法
（3）甲；越大
解析:(1)乙_?????¨?¤?é?¨??????_阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。(2)甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的转换法。(3)在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
【分析】（1）串联电路中电流处处相等；（2）利用U型管中液面高度变化反应热的多少，利用了转换法；（3）探究电流产生的热量和电流大小的关系，需要时电阻和通电时间相同，电流大小不同，切电流越大产生的热量越多。2-1-c-n-j-y
22.答案: （1）电阻
（2）温度计示数的变化量
【解答_???(1)è?????_验两段电阻丝串联，通过电流、通电时间相同，电阻丝的阻值不同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。(2)在探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻通电时间是否有关的实验中，利用转换法，将电流通过导体产生热量的多少用温度计示数的变化量来反映。
【分析】（1）当电流和通电时间相同时，电流产生的热量和电阻有关；（2）电流产生的热量太高温度计示数表示。
23.答案: （1）温度计示数的变化；滑行的距离
（2）电炉丝的电阻比导线的电阻大
解析:(1)在探_??????????????????_发红，而导线却几乎不发热的原因时，利用转换法将电阻丝产生热量的多少反映到温度计示数的变化来进行比较。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中同样利用了转换法，将动能的大小反映到木块滑行的距离来进行比较。(2)电炉丝通过导线接到电路里，根据Q=I2Rt可知，电炉丝和导线通过的电流相同，通电时间相同，而电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，其原因是电炉丝的电阻比导线的电阻大。
【分析】（1）探究电流产生热量多少的影响因素时，通过温度计示数变化反应热量的多少；探究动能大小时，通过物体做功多少反应动能的大小；（2）电流相同，通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。

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