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文档简介
第十六章电流做功与电功率第四节科学探究: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)(2024北京燕山期末)下列四种
用电器中,主要利用电流热效应工作的是 (
)A.电煮锅
B.迷你电冰箱C.扫地机器人
D.笔记本电脑A解析电煮锅工作时,主要把电能转化为内能,是利用电流的
热效应工作的,A符合题意;迷你电冰箱、扫地机器人工作时,
主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,
故B、C不符合题意;笔记本电脑工作时,主要将电能转化为
光能和声能,少部分转化为内能和机械能,不是利用电流热效
应工作的,D不符合题意。故选A。2.一个“220V
300W”的电热杯,一个“220V
300W”
的煮蛋器,一台“220V
300W”的小型洗衣机,分别接在220V的电压下,则相同时间内它们产生的热量 (
)A.小型洗衣机最少
B.电热杯最少C.煮蛋器最少
D.一样多A解析因它们都在额定电压下工作,所以P=P额,即实际功率P
相同,由W=Pt可知,工作时间相同时,三个用电器消耗的电能
相同,又因小型洗衣机工作时消耗的电能大部分转化为机械
能,少部分转化为内能,而煮蛋器和电热杯工作时电能全部转
化为内能,所以产生热量最少的是小型洗衣机。故选A。知识点2焦耳定律3.(新情境·安全与健康)(2023广西中考)小明家连接插线板的
导线折断后,他把两根导线拧在一起继续使用,用久后发现连
接处容易发热,其主要原因是连接处 (
)A.电阻变小
B.电流比别处电流小C.电阻变大
D.电流比别处电流大C解析连接插线板的导线折断后,他把两根导线拧在一起继
续使用,因接触不良,导线相互连接处的电阻较大,根据公式
Q=I2Rt可知,在电流、通电时间相同时,该处产生的热量较多,
比别处更容易发热。4.(2024辽宁营口期末)(多选)在探究电流通过导体产生热量
的多少与哪些因素有关时,采用了如图所示的装置进行实验,
下列关于该装置的说法正确的是 (
)
A.该装置是探究热量与电阻的关系B.该装置是探究热量与电流的关系C.该装置中的U形管是连通器D.通过U形管内液面的高度差比较电流通过导体产生热量
的多少BD解析由题图可知,两个透明容器中的电阻丝都是5Ω,阻值
相同,但右边容器内的电阻丝和容器外的电阻丝并联后,再和
左边的电阻丝串联,则通过左边电阻丝的电流较大,故该装置
是探究热量与电流的关系,A错误,B正确;该装置中的U形管
一端封闭,另一端开口,不是连通器,C错误;电流通过导体产
生热量越多,U形管中两液面的高度差越大,则可以通过U形
管内液面的高度差比较电流通过导体产生热量的多少,D正确。故选B、D。5.(跨学科·物理学与日常生活)(2022四川成都中考)小玥在妈
妈指导下用电熨斗熨烫衣服,她首先阅读说明书,知道电熨斗
有“低温”“高温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2
是电热丝,R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,S为旋转式开关。当她旋转触
片接触触点1和2时,电熨斗为
挡位,该挡位通电1min,电流产生的热量为
J。6×104低温解析由P= 可知,当旋转触片接触触点1和2时,只有R1接入电路,电阻较大,功率较小,为低温挡;当旋转触片接触触点2
和3时,电阻R1、R2并联,总电阻较小,功率较大,为高温挡。当
旋转触片接触触点1和2时,功率P= = =1000W,通电1min产生的热量Q=W=Pt=1000W×1×60s=6×104J。6.(教材变式·P133T3)一台电动机的额定电压是
220V,其电阻是1Ω,正常工作时通过的电流为5A。若电动
机正常工作10min,求:(1)电动机消耗的电能;(2)电动机的额定功率;(3)电动机因发热损失的功率。解析
(1)电动机消耗的电能:W=UIt=220V×5A×10×60s=
6.6×105J;(2)电动机的额定功率:P=UI=220V×5A=1100W;(3)电动机因发热损失的功率:P热= =I2R=(5A)2×1Ω=25W。7.(2024天津西青期末,10,★☆☆)将标有“220V
100W”
字样的电视机、电风扇、电热水袋都接入家庭电路中,正常
工作相同时间,则 (
)A.电视机产生的热量最多B.电风扇产生的热量最多C.电热水袋产生的热量最多D.三者产生的热量一样多能力提升全练C解析题中的三种电器,都标有“220V
100W”的字样,
将它们都接入家庭电路中,正常工作相同时间,由W=Pt知道,
三种电器消耗的电能相同。电视机主要把电能转化为声能
和光能;电风扇主要把电能转化为机械能;只有电热水袋把电
能全都转化为内能,所以正常工作相同时间,电热水袋产生的
热量最多,故选C。8.(新考法·设计实验)(2023黑龙江大庆中考,9,★★☆)下面几
个实验探究,研究方法相同的是(
)①探究“声音的产生条件”时,利用扬声器上泡沫塑料小球
的跳动说明声源在振动②探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,保持压力相
同,改变受力面积③探究“电流产生热量与哪些因素有关”时,保持电阻和通
电时间相同,改变电流大小④探究“同一直线上二力的合成”时,一个力与两个力分别
使橡皮筋产生相同形变量A.①和④
B.②和③
C.①和③
D.②和④B解析①探究“声音的产生条件”时,利用扬声器上泡沫塑
料小球的跳动说明声源在振动,采用的是转换法;②探究“压
力的作用效果与哪些因素有关”时,保持压力相同,改变受力
面积,采用的是控制变量法;③探究“电流产生热量与哪些因
素有关”时,保持电阻和通电时间相同,改变电流大小,采用
的是控制变量法;④探究“同一直线上二力的合成”时,一个
力与两个力分别使橡皮筋产生相同形变量,采用的是等效替代法。所以研究方法相同的是②③。故选B。9.(2022广东深圳中考,10,★★☆)(多选)某爱心团队去养老院
送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,
以下说法正确的是(
)品牌
型号HY2215-11E额定电压220V挡位3挡额定功率低温880W中温1100W高温1980WA.使用“低温挡”只需要闭合S2B.使用“高温挡”要闭合S1、S2C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5∶4D.中温挡正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104JBD解析由P= 可知,当电压一定时,R越大,P越小,为低温挡,R越小,P越大,为高温挡。由电路图可知,S1、S2同时闭合时,R
1、R2并联,电阻最小,功率最大,为高温挡;由于R1>R2,因此只
闭合S1时,电阻最大,功率最小,为低温挡;只闭合S2时,为中温
挡,故A错误,B正确。当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联
分流可知通过R1、R2的电流之比为 = = = ,C错误。中温挡正常工作时,R2接入电路,工作1分钟产生的热量为Q=
P中t=1100W×60s=6.6×104J,D正确。故选B、D。10.(新情境·安全与健康)(2022云南中考,17,★☆☆)如图是2022
年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成
本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导致导
线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣
质导线的电阻
(选填“较大”或“较小”),若在通
有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量
(选填“较多”或“较少”)。较大较多解析将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导
致导线横截面积减小,在长度、材料不变的情况下,横截面积
越小,电阻越大,所以劣质导线的电阻较大;根据Q=I2Rt知,在
电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,
温度越高,安全隐患越大。11.(新考法·设计实验)(2023云南中考,20,★★☆)实验小组在
老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关
系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝,装入适量的煤油,插
入一支温度计,设计了如图甲所示的电路。(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求滑动变
阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导线不交叉。(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有
故障,则电阻丝R
(选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察
来比
较相同时间内不同电流产生热量的多少。开路温度计示数的变化量(3)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电
阻丝阻值和通电时间一定时,电流I越大,通电导体产生的热
量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一定时,Q可能与I成
正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了多组Q与I的数
据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法:
。(4)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了作Q-I图像看是否是一条过原点的直线(或计算Q与I的比值是否是定值)当电阻和通电时间一定时,电流产生的热量跟电流的二次方
成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有
(请举一例)。(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择
图乙中
(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲
烧瓶中的电阻
联(选填“串”或“并”)进行实验。(6)本实验应用的研究方法有转换法和
法。电饭锅(合理即可)B串控制变量答案
(1)如图所示解析
(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻
器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路
中。(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,说明电路开路,
由于经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R开路;由于电流产
生的热量不能用眼睛直接观察,此时应采用转换法,通过温度
计示数的变化量来反映产生热量的多少。(3)实验小组测出
了多组Q与I的数据,可以将测得的Q与I的数据描点画出Q-I
图像,若Q-I图像为一条过原点的直线,则Q与I成正比,否则不
成正比(或求出Q与I的比值,若Q与I的比值为定值,则Q与I成正比,否则不成正比);(4)利用电热工作的家用电器的特点是
将电能转化为内能,根据生活常识可知,电饭锅、电热水壶等
都是利用电热工作的;(5)根据控制变量法可知,探究电流通
过导体产生的热量与电阻的关系时,应控制电流和通电时间
相等,改变电阻的阻值,因此应该选用阻值与原来烧瓶中电阻
丝阻值不同的B烧瓶中的电阻,由于要控制通过两电阻的电
流相等,因此应将图乙中B烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电
阻串联;(6)在研究某个因素对电流通过导体产生的热量的影
响时,只改变这个因素,而保持其他因素不变,从而确定该因素是否影响电流通过导体产生热量的多少,这种研究方法称
为控制变量法,因此还采用了控制变量法。12.[2022山东济南中考,17(2),★★☆]小梅家的电热水器有
“关”“加热”和“速热”三个挡位,其简化电路如图所
示。若电热丝R1的阻值是48.4Ω,通过计算回答,该电热水器
在“加热”挡位工作时:①通过它的电流是多少安?②它的电功率是多少瓦?③它工作100s消耗了多少焦的电能?解析①该电热水器在“加热”挡位时,电路为R1的简单电
路,电路中的电流I= = ≈4.55A;②该电热水器在“加热”挡位工作时的电功率P加热= = =1000W;③该电热水器在“加热”挡位工作100s消耗的电能W=P加热t
=1000W×100s=1×105J。13.(新情境·安全与健康)(2023山西中考)如图是某地消防部
门公布的2022年各场所火灾数据统计图,其中住宅火灾占比
达43%,不正确的家庭用电是形成住宅火灾的主要原因。在
“安全用电”主题班会上,小梦和小兰针对家庭电路火灾原
因发表了不同见解。请你任选一个同学的观点,用所学物理
知识解释家庭电路引发电线火灾的原因。素养探究全练
解析造成家庭电路中电流过大的原因:一是短路,二是用电
器的总功率过大。小梦的观点:发生短路是
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