北师大版物理九年级全册13.4 电流的热效应素养提升练含解析

第第页北师大版物理九年级全册13.4电流的热效应素养提升练（含解析）第十三章电功和电功率

四、电流的热效应

基础过关全练

知识点1电流的热效应

1.【跨学科·物理学与日常生活】(2023北京海淀期末)如图所示的用电器中,主要利用电流热效应工作的是()

A.抽油烟机B.电熨斗

C.台式电风扇D.笔记本电脑

2.【新独家原创】小明同学需要热水,但身边没有加热装置,于是他将电阻丝接在电源上,放在水里,可以加热水,此时的能量转化是电能转化为。这是利用电流的工作的。

3.【中华优秀传统文化】(2022辽宁抚顺、葫芦岛中考)“葫芦烙画”是从民间进入课堂的手工技艺,

传承了非物质文化遗产。如图是小明同学用电烙铁在葫芦上烙画的情景。电烙铁温度升高,利用了电流的效应。插线板上的LED指示灯是由材料制成的。

知识点2焦耳定律

4.【教材P120图片变式】(2022内蒙古通辽中考)在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是()

①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的

②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系

③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω

④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象

A.①②B.②③C.②④D.③④

5.(2022辽宁营口中考)如图所示,

甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后(选填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差较大,实验表明:电流通过导体产生的热量跟(选填“电流”或“电阻”)的大小有关;当电流为0.2A时,通电10s甲容器中的电阻产生的热量是J。

6.(2022山东烟台中考)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V6W”字样。

闭合开关S1,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为Ω;再闭合开关S2,前后两次电流表的示数之比为2∶3,则电阻R的阻值为Ω,电阻R在10s内产生的热量为J。

7.(2022辽宁本溪、辽阳等中考)用如图所示的装置探究电流产生的热量与的关系。通电2min,(选填“左”或“右”)侧U形管液面高度变化更大,电阻R1与R2产生的热量之比为。

知识点3电热的利用和防止

8.(2022广西梧州中考)下列属于防止电流热效应产生危害的实例是()

A.家里使用电热水壶烧水

B.利用电视机后盖的小孔散热

C.家里使用电饭锅煮饭

D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服

能力提升全练

9.【跨学科·物理学与日常生活】(2022湖南长沙中考,3,★☆☆)下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是()

A.电风扇B.电视机C.电饭煲D.电冰箱

10.(2023北京房山期末,1,★☆☆)下列用电器中,利用电流热效应工作的是()

A.电饼铛B.电脑C.电视机D.电冰箱

11.(2022湖北天门、仙桃等中考,9改编,★★☆)某款家用电热取暖器有两个挡位,它正常工作时,下列说法正确的是()

A.取暖器的电热丝是由电阻较小、熔点高的材料制成

B.“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多

C.“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大

D.连接电热丝的导线比电热丝的电阻小

12.(2022湖北恩施州中考,27,★☆☆)某饮水机上标有“220V制热550W”的字样,发热部件正常工作时的功率为W。饮水机加热一段时间,插座线会变热,这是电流通过导体时产生的效应。

13.(2022安徽中考,10,★★☆)如图所示,电源电压保持3V不变,电阻R1=10Ω,R2=20Ω。闭合开关S,则通电100s电阻R1产生的热量为J。

14.【学科素养·科学思维】(2022辽宁锦州中考,22改编,★★☆)小明家购买了一台电热水器,铭牌显示:容量是50L,额定电压是220V,额定功率是2000W。[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]求:

(1)该电热水器正常工作时的电阻;

(2)某次洗浴时,水箱装满初温为20℃的水,正常工作加热到60℃,若热水器的加热效率是84%,则此次加热消耗的电能;

(3)一天,小明家只有该热水器和额定功率为700W的电饭锅接入电路,它们都正常工作,则标有2000r/(kW·h)的电能表的铝盘4min内转了多少转。

素养探究全练

15.【科学探究】小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中,在两个透明容器中密封等量的空气,各放置一段电阻丝,并连接一个装水的U形管,通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好,电源电压为6V。

(1)小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时,,电阻产生的热量越多”的结论。

(2)小芳猜想电流产生的热量与电阻有关,下列能支持她猜想的现象是。

A.正常工作时,“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮

B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热

C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热

(3)为了验证猜想,小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接完整。

闭合开关,她发现较长时间后两个U形管中水面的高度差均不明显,原因是,请你提出改进办法:。

16.【科学思维】小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置(如图甲),该装置电路如图乙所示:L为照明装饰小彩灯(标有“6V3W”),S1为总开关,S2为温控开关(温度低于20℃自动接通,温度升高到24℃时自动断开),R是阻值为3Ω的电热丝。某次换水后,鱼缸内有10kg初温为19℃的水,闭合开关S1、S2,L正常发光,R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[c水=4.2×103J/(kg·℃)]:

(1)电源电压是多少

(2)R开始发热到停止工作,水吸收了多少热量

(3)R开始发热到停止工作的时间是多少秒(不考虑热量损失,电热丝产生的热量均被水吸收)

答案全解全析

基础过关全练

1.B电熨斗工作时将电能全部转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故选B。

2.答案内能热效应

解析用电阻丝加热水的过程是将电能转化为内能,这是利用电流的热效应工作的。

3.答案热半导体

解析电流通过电烙铁使其温度升高,利用的是电流的热效应;插线板上的LED指示灯是由半导体材料制成的。

4.CU形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的,故①错误;图甲装置中,两阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相同,探究电流通过导体产生的热量跟导体电阻的关系,故②正确;图乙是探究电流产生的热量与电流的关系,通过它们的电流不同、通电时间和电阻相同,故右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻,为5Ω,故③错误;图甲中两电阻串联,电阻不同,通过两电阻的电流相同,10Ω电阻产生的热量更多,电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同,电流相同,电炉丝电阻更大,产生的热量更多,故④正确。综上所述,C选项正确。

5.答案甲电阻4

解析电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关,由图可知,甲、乙两容器中的电阻串联,电流和通电时间相同,电阻越大,产生的热量越多,所以甲容器连接的U形管液面高度差较大,说明电流通过导体产生的热量跟电阻的大小有关;当电流为0.2A时,通电10s甲容器中的电阻产生的热量Q甲=I2R甲t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J。

6.答案61230

解析灯泡电阻RL===6Ω。由图可知,灯泡与电阻并联,闭合开关S1时,灯泡L正常发光,因此电源电压U=UL=6V;由P=UI得,灯泡正常发光时灯泡中的电流IL===1A,闭合开关S1时,电路为灯泡L的简单电路,电流表测通过灯泡L的电流IA=IL=1A;再闭合开关S2时,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,因为前后两次电流表的示数之比为2∶3,可得=所以IA'=IA=1.5×1A=1.5A,通过电阻R的电流IR=IA'-IL=1.5A-1A=0.5A,电阻R与灯泡L并联,两端电压相等,等于电源电压,则UR=6V,电阻R的阻值R===12Ω。由焦耳定律得,电阻R在10s内产生的热量Q=Rt=(0.5A)2×12Ω×10s=30J。

7.答案电阻右1∶2

解析由图可知,两容器中的电阻丝R1、R2串联,则通过R1、R2的电流相同,通电时间相同,而R1与R2的阻值不同,所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系;根据Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电流产生的热量与电阻成正比,因为R1I内;两瓶中的电阻丝的电阻值相等,通电时间相等,电流不同,故探究的是电流产生的热量跟电流的关系;通电一段时间后左瓶内的电阻丝产生的热量多,故在电阻和通电时间相同时,电流越大,电阻产生的热量越多。

(2)在探究电流产生的热量与电阻的关系时,需要控制电流、通电时间相同,导体的电阻不同。正常工作时,“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮,根据I=可知,此时通过两个灯泡的电流是不同的,故A错误;接线板上接入的用电器越多,导线中的电流越大,没有控制电流相同,故B错误;电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热,此时通过电熨斗与导线的电流、通电时间相同,电阻不同,故C正确。

(3)为了验证猜想,小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验,电阻的大小不同,需要控制电流、通电时间相同,所以两个电阻丝应串联接入电路中;较长时间后两个U形管中水面的高度差均不明显,这说明导体产生的热量较少,其原因可能是电路中的电流太小