13.4 电流的热效应 同步练习

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.(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.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.(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.(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10Ω④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.①② B.②③ C.②④ D.③④5.(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.(2022湖南长沙中考)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)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)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)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)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.(2022辽宁锦州中考)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.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.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)

第十三章电功和电功率四、电流的热效应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=UL2PL=(6V)26W=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=PLUL=6V6W=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IAIA'=23所以IA'=32IA=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R7.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R1<R2，所以R2产生的热量比R1多，则右侧U形管液面高度变化更大；Q1Q2=I2R1tI2R2t=R18.B电热水壶烧水、电饭锅煮饭、电熨斗熨衣服，都属于利用电流的热效应，A、C、D不符合题意；电视机的后盖有很多孔，是为了防止电热产生危害，B符合题意。能力提升全练9.C电蚊香加热器是利用电流的热效应工作的。电饭煲工作时把电能全部转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故选C。10.A电饼铛工作时，电能转化为内能，是利用电流的热效应来工作的，故选A。11.D取暖器利用了电流的热效应，电热丝是由电阻较大、熔点高的材料制成的，A错误。由Q=W=Pt可知，取暖器产生热量的多少，除了与取暖器的电功率有关，还与通电时间的长短有关，所以“高温”挡不一定比“低温”挡产生的热量多，B错误。电热丝的工作电阻R=U212.答案550热解析饮水机上标有“220V制热550W”的字样，其中“制热550W”表示发热部件正常工作时的功率是550W。电流通过导体时，会将电能转化为内能，产生热量，这是电流的热效应。13.答案10解析电路中的总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω；电路中的电流I=UR=3V30Ω=0.1A；根据串联电路的电流特点可知，通过R1的电流I1=I=0.1A；通电100s电阻R1产生的热量Q=I12R1t=(014.解析(1)电热水器正常工作时的电阻R=U2P1=(220V)(2)水箱中水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；水箱中的水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J；此次加热消耗的电能W=Q吸η=8.4×10(3)由P=WtW1=P1t'=2000W×4×60s=4.8×105J；电饭锅4min内消耗的电能W2=P2t'=700W×4×60s=1.68×105J；消耗的总电能W'=W1+W2=4.8×105J+1.68×105J=6.48×105J=0.18kW·h；“2000r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h电能电能表的转盘转过2000r，则电能表的铝盘4min内的转数n=0.18kW·h×2000r/(kW·h)=360r。素养探究全练15.答案(1)电流越大(2)C(3)如图所示电路中电流太小或电源电压太低将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压解析(1)图甲的装置中，右边两个5Ω的电阻丝并联后再与左边5Ω的电阻丝串联；根据串联电路的电流特点可知，通过右边两个电阻丝的总电流和通过左边电阻丝的电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻丝并联，根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外，比较可知I左>I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=PU(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；