第四节 科学探究:电流的热效应
考点一 电流的热效应
1.(2020·福建中考)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是
(C)
A.电风扇
B.电视机
C.电热水壶
D.电冰箱
考点二 探究电流产生的热量与哪些因素有关
2.如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是
(D)
A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法
B.右侧电阻丝的阻值比左侧小
C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
3.如图是小明“探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”的实验装置,两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和不同初温的煤油中,每一烧瓶里各插一支温度计。闭合开关,经过一段时间,两电阻丝产生热量的多少是通过 温度计的示数变化 反映出来的;图中 R2 (选填“R1”或“R2”)产生的热量较多。小明根据该实验结果得出,家庭电路中使用的两个电饭锅,电阻大的煮饭较快。你认为这个结论 不正确 (选填“正确”或“不正确”)。?
4.两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、乙所示的两个方案。
(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 电阻 的关系。?
(2)乙方案可探究 电阻 和通电时间一定时,电流产生的热量跟 电流 的关系。?
(3)电阻在一定时间内产生的热量是通过烧瓶中煤油 温度升高 的多少反映出来的。?
(4)本实验用到的物理方法有 转换法 和 控制变量法 。?
考点三 焦耳定律的应用
5.(2021·福州期末)如图所示,给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手,这是因为
(D)
A.电流通过导线时没有产生热效应
B.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
6.(2021·厦门一模)甲、乙两个电阻之比为2∶1,串联在同一电源上,闭合开关一段时间,电流通过甲电阻产生的热量600
J,则电流通过乙电阻产生的热量为
(A)
A.300
J
B.600
J
C.1
200
J
D.2
400
J
7.(2019·福建中考)一台标有“5
V 2.5
W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1
Ω,正常工作1
min,产生的热量是 15 J。工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘,这属于 静电(摩擦起电) 现象。?
8.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380
V,线圈的电阻为2
Ω,线圈中通过的电流为10
A,这台电动机工作1
s消耗的电能为W,产生的热量为Q。则
(A)
A.W=3
800
J,Q=200
J
B.W=3
800
J,Q=3
800
J
C.W=7
200
J,Q=200
J
D.W=7
200
J,Q=3
800
J
9.(2021·莆田期末)小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,画出如图所示的图像。其中图线①表示电阻R1,图线②表示电阻R2。根据图像信息可判断(B)
A.当R1和R2串联时,两个电阻的阻值不可能相等
B.当R1两端电压为9
V时,通过它的电流为0.9
A
C.当通过R1电流为0.5
A时,1
min内电阻R1产生的热量为120
J
D.当R1和R2串联,R2的功率为0.2
W时,R1的功率为0.4
W
10.如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图(虚线框内为蒸汽电熨斗的发热部位)。R1、R2为电热丝,其中R2=60.5
Ω。工作时,水升温并汽化成水蒸气,从而熨烫衣服。(电路中仅考虑R1、R2的阻值)
(1)闭合S1,当S2 闭合 (选填“闭合”或“断开”)时,电熨斗处于高温挡。?
(2)若电熨斗低温挡和高温挡的电功率之比是1∶5,则R1的电阻是 242 Ω;当电熨斗处于高温挡时,通电1
min产生的热量是 6×104 J。?
11.子轩做“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验。如图所示,有3个空烧瓶瓶口向下,固定在竖直的木板上,瓶口用橡皮塞塞紧,3根两端开口的L形的玻璃短管穿过橡皮塞与瓶内相通,每根玻璃管中各有一段相同长度的红色水柱,实验前使3条红色水柱在同一高度,每个瓶中各有一根电阻丝(阻值分别为6
Ω、3
Ω、3
Ω),电源电压调到3
V,烧瓶不漏气,请回答下列问题:
(1)此实验通过观察
玻璃管中红色水柱上升的高度 来判断电阻丝产生热量的多少。利用此装置实验时,实验所用时间比加热液体所用时间缩短很多,其原因是 气体受热膨胀比液体更明显 。?
(2)子轩要完成该实验,应采用
乙 电路图,并在图中用笔画线将电路连接完整。?
(2)答:
(3)子轩连好实物电路后,闭合开关,2
min后 ③ 号烧瓶玻璃管中的红色水柱更高。?
【拓展】
(1)在上面(3)小问中,①号烧瓶内的电阻丝产生的热量为
80 J。?
(2)闭合开关一段时间后,①②③三只烧瓶产生的热量之比为
2∶1∶9 。?
【视野放大镜】——初高中衔接
12.把两种不同材料的导线(如铁丝和铜丝)组成如图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。请回答下列问题:
(1)如图所示,①其他条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流
变小 。?
②其他条件不变,移去酒精灯,将B放入另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流
变为零 。(均选填“变大”“变小”“不变”或“变为零”)?
(2)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由 内 能转化而来。?
(3)热电偶电路可以把温度信号转换成 电 信号,利用这种性质可以把热电偶做成 温度计 (写出一种应用)。?
PAGE
-
6
-第四节 科学探究:电流的热效应
考点一 电流的热效应
1.(2020·福建中考)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是
(
)
A.电风扇
B.电视机
C.电热水壶
D.电冰箱
考点二 探究电流产生的热量与哪些因素有关
2.如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是
(
)
A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法
B.右侧电阻丝的阻值比左侧小
C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
3.如图是小明“探究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”的实验装置,两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和不同初温的煤油中,每一烧瓶里各插一支温度计。闭合开关,经过一段时间,两电阻丝产生热量的多少是通过
反映出来的;图中
(选填“R1”或“R2”)产生的热量较多。小明根据该实验结果得出,家庭电路中使用的两个电饭锅,电阻大的煮饭较快。你认为这个结论
(选填“正确”或“不正确”)。?
4.两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、乙所示的两个方案。
(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
的关系。?
(2)乙方案可探究
和通电时间一定时,电流产生的热量跟
的关系。?
(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。?
(4)本实验用到的物理方法有
和
。?
考点三 焦耳定律的应用
5.(2021·福州期末)如图所示,给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手,这是因为
(
)
A.电流通过导线时没有产生热效应
B.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
6.(2021·厦门一模)甲、乙两个电阻之比为2∶1,串联在同一电源上,闭合开关一段时间,电流通过甲电阻产生的热量600
J,则电流通过乙电阻产生的热量为
(
)
A.300
J
B.600
J
C.1
200
J
D.2
400
J
7.(2019·福建中考)一台标有“5
V 2.5
W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1
Ω,正常工作1
min,产生的热量是
J。工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘,这属于
现象。?
8.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380
V,线圈的电阻为2
Ω,线圈中通过的电流为10
A,这台电动机工作1
s消耗的电能为W,产生的热量为Q。则
(
)
A.W=3
800
J,Q=200
J
B.W=3
800
J,Q=3
800
J
C.W=7
200
J,Q=200
J
D.W=7
200
J,Q=3
800
J
9.(2021·莆田期末)小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,画出如图所示的图像。其中图线①表示电阻R1,图线②表示电阻R2。根据图像信息可判断(
)
A.当R1和R2串联时,两个电阻的阻值不可能相等
B.当R1两端电压为9
V时,通过它的电流为0.9
A
C.当通过R1电流为0.5
A时,1
min内电阻R1产生的热量为120
J
D.当R1和R2串联,R2的功率为0.2
W时,R1的功率为0.4
W
10.如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图(虚线框内为蒸汽电熨斗的发热部位)。R1、R2为电热丝,其中R2=60.5
Ω。工作时,水升温并汽化成水蒸气,从而熨烫衣服。(电路中仅考虑R1、R2的阻值)
(1)闭合S1,当S2
(选填“闭合”或“断开”)时,电熨斗处于高温挡。?
(2)若电熨斗低温挡和高温挡的电功率之比是1∶5,则R1的电阻是
Ω;当电熨斗处于高温挡时,通电1
min产生的热量是
J。?
11.子轩做“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验。如图所示,有3个空烧瓶瓶口向下,固定在竖直的木板上,瓶口用橡皮塞塞紧,3根两端开口的L形的玻璃短管穿过橡皮塞与瓶内相通,每根玻璃管中各有一段相同长度的红色水柱,实验前使3条红色水柱在同一高度,每个瓶中各有一根电阻丝(阻值分别为6
Ω、3
Ω、3
Ω),电源电压调到3
V,烧瓶不漏气,请回答下列问题:
(1)此实验通过观察
来判断电阻丝产生热量的多少。利用此装置实验时,实验所用时间比加热液体所用时间缩短很多,其原因是
。?
(2)子轩要完成该实验,应采用
电路图,并在图中用笔画线将电路连接完整。?
(2)
(3)子轩连好实物电路后,闭合开关,2
min后
号烧瓶玻璃管中的红色水柱更高。?
【拓展】
(1)在上面(3)小问中,①号烧瓶内的电阻丝产生的热量为
J。?
(2)闭合开关一段时间后,①②③三只烧瓶产生的热量之比为
。?
【视野放大镜】——初高中衔接
12.把两种不同材料的导线(如铁丝和铜丝)组成如图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。请回答下列问题:
(1)如图所示,①其他条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流
。?
②其他条件不变,移去酒精灯,将B放入另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流
。(均选填“变大”“变小”“不变”或“变为零”)?
(2)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由
能转化而来。?
(3)热电偶电路可以把温度信号转换成
信号,利用这种性质可以把热电偶做成
(写出一种应用)。?
PAGE
-
6
-
