北师大版 九年级 全一册 13.4 电流的热效应 练习（带答案）

电流的热效应练习
一、单选题
如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，，当开关S闭合后，下列说法正确的是
A.
该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B.
通过电阻和的电流相等
C.
通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
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放出热量的多少
超导体指某些材料当温度下降至某一临界温度时，其电阻完全消失，变为零。假如将来科学家研制出室温下的超导材料，它可以用来制作成
A.
输电线路上的电线
B.
加热器内的电热丝
C.
白炽灯泡里的灯丝
D.
光感和热感元件
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
将一台“”的电风扇、一个“”的充电器、一把“”的电烙铁分别接到220V的电源上，在相同的时间内，产生的热量最多的是
A.
电烙铁
B.
充电器
C.
电风扇
D.
一样多
如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，先后将两个电阻和以串联和并联的方式分别放入甲、乙、丙、丁容器中，其中，若通电相同时间，则这四个容器中的水温从高到低的顺序是
A.
甲、乙、丙、丁
B.
丁、丙、乙、甲
C.
丙、丁、乙、甲
D.
甲、乙、丁、丙
用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示．将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度．正确的是
A.
甲导体的温度升高得多
B.
乙导体的温度升高得多
C.
甲、乙两导体升高的温度相同
D.
条件不足，无法判断
下列说法正确的是
A.
电荷的移动一定能形成电流
B.
电路中有电压就一定有电流
C.
把一根铜丝均匀拉长后电阻变小
D.
长时间使用的手机发烫，是因为电流的热效应
下列情况中属于防止电热危害的是
A.
电视机背后有散热窗
B.
家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次
C.
家庭电路一般安装自动保护装置，当电流过大时，自动切断电路
D.
大型爆破工程，用电热装置引发炸药
家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，这是因为
A.
通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大
B.
通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小
C.
电炉丝两端电压比连接导线两端电压小
D.
电炉丝的电阻比连接导线的电阻大
在如图所示的家用电器中，相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是
A.
?电风扇
B.
?电水壶
C.
?电熨斗
D.
电暖气
下列电路中，已知、为加热电阻，电源电压相等，且，则在相同的时间内，整个电路产生的电热最少的是
A.
B.
C.
D.
二、填空题
从能量转化的角度看，电动机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。现将一台电动机接在家庭电路中正常工作1分钟，通过电动机线圈的电流为，其线圈电阻为。则该电动机1分钟消耗的电能是_______J，1分钟内线圈产生的热量是_______J。
如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上，通过灯泡的电流为______A，若这6只灯泡同时工作10s，整个电路产生的热量是______J；若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上，总电流为，则该电阻的阻值为______。
如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物。已知电源电压为80V，电压表示数60V，线圈电阻，电动机正常工作时，通过线圈的电流2A，在10s内电动机将重物提升了40m，此过程中电动机消耗电能____J，电流通过线圈产生的热量____J。
如图所示，两个密闭容器中接入电热丝、，右边容器上方接入电热丝，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。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。已知，，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则______。若将和并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与______的关系。
如图所示是一款新型节能装置：空气能热水器，它的制热能效比制热量和压缩机所耗电能之比为3：1，某同学洗一次澡用水40kg，这些水温度由升高到吸收的热量为______J，若这些热量分别由空气能热水器和效率为的电热水器提供，则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比，可节约电能______J.
小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个，同时使用时它们之间是___“串”或“并”联的。若让它们各自正常工作相同时间，_____产生的热量最多，______消耗的电能最少。
三、实验探究题
小西在探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的实验中，采用如图所示的装置，接通电源，瓶内空气被加热而膨胀，使U型管的液面高度发生变化。
在实验过程中，通过观察_____来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；
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；
由图乙可知：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越_____，产生热量越多。
某班同学利用如图所示的电路进行实验探究，电路的甲、乙是两个完全相同的烧瓶，其中分别装有电阻、和相同的温度计。
小丽利用这套装置可以探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，她设计电路时应使、阻值_______________选填“相同”或“不同”；除控制电流大小和通电时间相同外，还应控制液体的种类和___________________相同。该实验中用到了转换法，即用________________来反映电流产生热量的多少。
小明利用这套装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容，为了使两种液体在一定时间内吸收的热量相等，他设计电路时必须满足的条件是、的阻值__________选填“相同”或“不同”。实验中保持液体质量相同。闭合开关，通电一段时间后，小明发现甲瓶中温度计示数升高，乙瓶中温度计示数升高，则____________
?选填“甲”或“乙”瓶中液体的比热容较小。该实验中也用到了转换法，即用_________来反映液体吸热的多少。
小明同学对于“电流产生的热量与哪些因素有关”的问题，作了如下猜想：
猜想A：电流产生的热量可能与电阻有关。
猜想B：电流产生的热量可能与电流有关。
猜想C：电流产生的热量可能与通电时间有关。
小明为了验证自己的猜想，他选择了如图所示的装置除电阻丝阻值不同外，其余条件均相同及电源、电流表，开关、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路，如图乙所示。
将两电阻丝串联接入电路的目的是为了控制通过电阻丝的_______和通电时间相同，他采用的科学探究方法是_______；
试验中选择的液体是煤油而不是水，试说出煤油相对于水的优点是_______；
接通电路前他想：通电一段时间后观察_______
变化，间接反映导体产生热量的多少，他采用的是科学探究方法是_______。若结论不同，则说明电流做功与电阻丝的______有关，这就验证了猜想_______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【试题解析】
解：
A、装置中、并联后再与串联，通过的电流，而，所以右边容器中通过的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、由图知，通过的电流，而，所以通过电阻和的电流不相等，故B错；
C、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻的电流大于的电流，通电时间相同，由可知，左边容器中的电阻产生的热量多，左边U形管内液面的高度差比右边U形管内液面的高度差大，故C正确；
D、电流产生的热量不能用眼睛直接观察，对密封容器中空气加热，引起U型管中液面变化，通过液面高度差的变化来反映，是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少，故D错。
2.【答案】A
【解答】
假如科学家已研制出常温下就能使用的超导体，利用超导体的零电阻可以实现远距离输电，也可以做电动机线圈等，故A符合题意。
所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作。B、C、D中都是利用电流热效应工作的，不符合题意。
3.【答案】B
【解析】【试题解析】
解：
英国物理学家焦耳做了大量实验，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；为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量能量的单位，
4.【答案】A
【解析】
【解答】
3个用电器虽然功率一样，但是电风扇主要把电能转化为机械能，发热量较小，充电器将电能转化为化学能在电池里储存起来，发热量很小，只有电烙铁是利用电热，电能全部变成内能。?
故选A。
5.【答案】C
【解答】
左图中，与串联，根据串联电路特点和焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。因为，所以；
右图中，与并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的产生的热量多。因为，所以；
左图中，通过的电流是：，所以；
右图中，通过的电流是：，所以；
通电时间相同，所以；
这样我们得出了这四个电阻产生的热量关系是：乙。
故选C。
6.【答案】B
【解析】【试题解析】
解：如图所示，
甲、乙两导体用同种材料制成、长度相等、甲比乙的横截面积大，
，
甲、乙两导体串联，
通过的电流：
，
，，
，
即：电流通过甲产生的热量比通过乙产生的热量少，
即乙产生的热量多，而乙的质量小，乙导体的温度升高得多，故B正确．
7.【答案】D
【解析】解：
A、电荷的定向移动形成电流，该说法中缺少“定向”二字，故A错误。
B、电路中有电压时，要形成电流还必须保证电路是通路，故B错误。
C、铜丝被均匀拉长之后，材料和温度不变，铜丝的横截面积变小、长度变长，铜丝的电阻变大，故C错误。
D、手机电路中的元件有电阻，长时间使用后，由于电流的热效应会使得手机发热，故D正确。
8.【答案】A
【解析】【试题解析】
A、电视机背后有散热窗，是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，符合题意；
B、家用电器长时间停止使用，隔一段时间应通电一次，是应用电热来给电器驱潮，不符合题意；
C、家庭电路一般安装自动保护装置，当电流过大时，自动切断电路，是应用电热的例子，不符合题意；
D、大型爆破工程，用电热装置引发炸药，是应用电热的例子，不符合题意。
故选A。
9.【答案】D
【解析】【试题解析】
解：电炉在使用时，电阻丝和铜导线串联，在串联电路中电流处处相等，即：；通电时间t相同，根据焦耳定律：，因为，所以电流产生的热量：，即电阻丝产生的热量大于导线产生的热量，从而出现电阻丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线却不发烫的现象．
10.【答案】A
【解析】解：电水壶、电熨斗、电暖气三个用电器都是利用电流热效应工作的，电流通过它们做功时电能全部转化为内能，即。
而电流通过电风扇做功时，将电能大部分转化为机械能使风扇转动，只有一少部分转化为内能，即。
所以相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是电风扇。
11.【答案】B
【解析】解：电阻串联相当于增加导体的长度，电阻越串越大，即总电阻大于任何一个分电阻，
所以选项B中电路的总电阻最大，
电路的并联相当于增加导体的横截面积，电阻越并越小，即总电阻小于任何一个分电阻，
所以A选项中电路的总电阻最小，
电源电压一定，由可知，B选项电路总电阻最大，相同时间内整个电路产生的热量最少。
12.【答案】；
【解答】
1分钟电动机消耗的电能：；
1分钟内线圈产生的热量：。
故答案为：；。
13.【答案】?
12?
6
【解析】解：若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时，
因灯泡的电阻相等且通过的电流相等，
所以，由的变形式可知，每只灯泡两端的电压相等，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，每只灯泡两端的电压，
由图象可知，通过灯泡的电流为；
若这6只灯泡同时工作10s，整个电路产生的热量：
；
若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由图象可知，通过灯泡的电流，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电阻的电流：
，
则该电阻的阻值：
。
14.【答案】1200；60
【解答】
由图可知，电动机与电阻串联，电压表测电动机两端电压，即电动机两端电压，电动机消耗电能为；
电动机线圈产生的热量公式为。
故答案为：1200；60。
15.【答案】转换?
10?
电阻
【解析】解：电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气温度的变化可以通过U形管内液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
为了研究电流产生的热量与电流的关系，则应该控制两个容器中的电阻相等、通电时间相同，故；
和并联接入右边密闭容器中，左右两个密闭容器中电阻不同，可控制通电时间相同、电流相同来研究电流产生的热量与电阻的关系。
16.【答案】?
【解析】解：这些水温度由升高到吸收的热量：
；
因空气能热水器的制热能效比为3：1，
所以，由空气能热水器提供这些热量时，消耗的电能：
，
已知电热水器的效率为，
由可得用电热水器加热时消耗的电能：
，
则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比可节约的电能：
。
17.【答案】并；电饭煲；电熨斗
【解析】
【解答】
家庭电路中，各用电器都是并联，工作时才会互不影响，由此可知，同时使用时它们之间是并联的；
电饭煲的额定功率大于电熨斗的额定功率，它们工作时都将电能全部转化为内能，若它们各自正常工作相同时间，由可知，电饭煲产生的热量比电熨斗多；
电饭煲与电吹风的额定功率相同，但电饭煲将电能全部转化为内能，电吹风还会产生一部分机械能，因此，若它们各自正常工作相同时间，电饭煲产生的热量比电吹风多，即它们各自正常工作相同时间，电饭煲产生的热量最多；
因为电熨斗的额定功率最小，所以由可知，工作相同的时间，电熨斗消耗的电能最少。
故答案为：并；电饭煲；电熨斗。
18.【答案】形管中液面高度?
电阻?
大
【解析】【试题解析】
解：电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但温度的变化可以通过液面高度来反映，这种研究方法叫转换法；
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，这是探究电流产生热量跟电阻的关系；
图乙装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即；两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，所以，，烧瓶内的电阻值都是，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，乙图左容器中U形管液面高度大，电流产生的热量多；
分析图乙装置的实验现象，可以得出的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，产生热量越多。
19.【答案】不同；质量；温度计升高的度数；相同；甲；加热时间
根据控制变量法，探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，应使、阻值不同，控制电流大小和通电时间相同外，还应控制液体的种类和质量相同；实验中用温度计升高的度数来反映电流产生热量的多少。
根据控制变量法，为了使两种液体在一定时间内吸收的热量相等，他设计电路时必须满足的条件是、的阻值相同；闭合开关，通电一段时间后，小明发现甲瓶中温度计示数升高，乙瓶中温度计示数升高，则甲瓶中液体的比热容较小。该实验中用加热时间来反映液体吸热的多少。
20.【答案】电流；控制变量法；
煤油的比热容较小，温度变化得更明显；
温度计示数；转换法；电阻；A
第2页，共2页
第1页，共1页