16.4 科学探究电流的热效应 同步练习

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.(2022吉林长春中考)下列家用电器中利用电热工作的是()A.电风扇 B.洗衣机 C.电饭锅 D.吸油烟机2.(2022吉林长春九台期末)一个“220V300W”的电热杯，一个“220V300W”的煮蛋器，一台“220V300W”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.一样多知识点2焦耳定律3.(2022山西运城盐湖期末)他一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，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，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础，我们为了纪念他，将他的名字命名为下列哪个物理量的单位()A.电阻 B.能量 C.电功率 D.电压4.将一个定值电阻接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q，如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的为()A.将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的一半B.将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的一半C.将电阻变为原来的一半，通电时间变为原来的2倍D.将电压变为原来的一半，电阻变为原来的2倍5.(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。

6.一根100Ω的电阻丝接入电路后，它两端的电压为30V。求：(1)通过电阻丝的电流；(2)电阻丝的实际功率；(3)通电10s电阻丝产生的热量。能力提升全练7.(2022河南中考)(多选)如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是()A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系C.通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大8.(2022广东深圳中考)(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S2 B.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∶4 D.中温挡正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J9.(2023北京大兴期末)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10.(2022云南中考)如图是今年“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”)。

11.(2023福建三明期末)小滨设计实验对“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”进行探究。(1)为了科学地比较电流通过导体时产生的热量，图中容器A、B、C内应装相同的煤油。

(2)在实验中，通过观察温度计示数的变化量来比较

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(3)用图甲装置探究时，观察到A的温度计示数变化量比B的大，则A中电阻丝的电阻(选填“大于”或“小于”)5Ω。

(4)小滨想用图乙装置来探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系，请判别该方案是否可行，并简述理由：

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12.(2022山东济南中考)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)电路中的电流是多少安?(2)它的电功率是多少瓦?(3)它工作100s消耗了多少焦的电能?素养探究全练13.小明将废旧电热器上规格为“220V968W”的完好电热丝R0拆下，用于科技小组制作电烘箱，设计电路如图甲所示。经过多次试验，当选用的电阻R1的阻值为5Ω时，刚好满足箱体内烘干功率要求。(不考虑温度对电阻的影响，熔断器的电阻忽略不计) (1)电热丝R0的阻值是多少?(2)整个电路工作时的电流是多少?整个电路工作1h产生的热量是多少?(3)图甲电路工作时存在着电能没有被充分利用的不足。在保证箱体内烘干功率及R0不变的情况下，请你针对电路中的不足进行改进，在图乙中将改进后的电路图补充完整，并在图乙中标出相关电阻的阻值。(此问不要求写出计算过程)

第十六章电流做功与电功率第四节科学探究：电流的热效应答案全解全析基础过关全练1.C电风扇、洗衣机和吸油烟机工作时主要将电能转化为机械能；电饭锅工作时主要将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的。故选C。方法归纳当电流通过电阻时，电流做功消耗电能，并将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。对于此类问题，根据各用电器的能量转化可做出判断。2.A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。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；煮蛋器和电热杯工作时把电能全转化为内能，所以产生热量最少的是小型洗衣机。故选A。3.B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的物理学家是焦耳，能量的基本单位是焦耳，故选B。4.A将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的一半，由Q=U2Rt可知，产生的热量为2Q，A可行；将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的一半，由Q=U2Rt可知，产生的热量变为原来的四分之一，B不可行；将电阻变为原来的一半，通电时间变为原来的2倍，由Q=U2Rt5.答案低温6×104解析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，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=U2R1=220V248.4Ω=1000W，通电1min产生的热量Q6.解析由题知，电阻丝的电阻R=100Ω，电阻丝两端电压U=30V。(1)通过电阻丝的电流I=UR=30V100Ω=0.3A；(2)电阻丝的实际功率P=UI=30V×0.3A=9W；(3)通电10s电阻丝产生的热量Q=I2Rt=(0能力提升全练7.AC电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，A正确；两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，可探究电流产生热量跟电阻的关系，B错误，C正确；两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多，即右侧U形管中液面高度差较大，D错误。故选A、C。8.BD由P=U2R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，R1．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I1I2=R2R1=44Ω55Ω=9.D电流通过导线时，导线会发热，会产生热效应，A错误；在使用电炉时，电炉丝和导线串联，通过的电流相等，B错误；电炉丝和导线通电时间t相同，由于R电炉丝>R导线，根据Q=I2Rt可知，电流产生的热量Q电炉丝>Q导线，根据P=I2R知，导线消耗的电功率比电炉丝消耗的电功率小，因而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象，故C错误，D正确。故选D。10.答案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.答案(1)质量和初温(2)电流通过导体产生的热量的多少(3)大于(4)可行，图乙中电阻和通电时间相同，通过容器B中电阻的电流大于通过容器C中电阻的电流解析(1)为了便于比较电流通过两种电阻丝后产生热量的多少，容器A、B、C中要装入质量相同、初温相同的同种液体；(2)实验中通过观察两支温度计的示数变化来比较电流产生热量的多少；(3)用图甲装置探究时，观察到A的温度计示数变化量比B的大，说明A中的电阻丝产生的热量多，即A中电阻丝的电阻大于5Ω；(4)由图乙可知，B、C中的电阻丝的阻值是相同的，通电时间也相同，C中并联了一个阻值为5Ω的电阻，使得通过B、C容器内电阻的电流不同，故可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。12.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=UR1=(2)该电热水器在“加热”挡位工作时的电功率P加热=U2(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。素养探究全练13.解析(1)电热丝R0的阻值R0=U0(2)R0与R1串联，R=R0+R1=50Ω+5Ω=55Ω，整个电路工作时的电流I=UR整个电路工作1h产生的热