北师大版九年级全册四 电流的热效应习题

13.4电流的热效应同步练习北师大版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法中正确的是．

A. 该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B. 将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C. 通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的

2. 将规格都是“”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法中正确的是．

A. 电风扇产生的热量最多 B. 电视机产生的热量最多
C. 电烙铁产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多

3. 电冰箱、电视机等用电器的后面分别装上铁片或制成空格状，这样做的目的是．

A. 让用电器更美观 B. 防止用电器漏电
C. 节约制作用电器的材料 D. 便于用电器向外散发热量

4. 电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用．如图所示是我们常见的家用电器，其中主要利用电流的热效应工作的是．

A. 液晶电视 B. 电饭锅
C. 电冰箱 D. 电风扇

5. 如图所示的用电器中，主要利用电流的热效应工作的是

A. 电视机 B. 电脑音箱
C. 电热水壶 D. 空气净化器

6. 在生活中，电热有的地方需要利用，有的地方需要防止。下列情况中，属于防止电热危害的是

A. 用热水器烧水 B. 冬天用空调取暖
C. 浴池内浴霸取暖 D. 电动车充电器内有小风扇

7. 电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热。其原因是

A. 电炉丝的电阻大 B. 导线的电阻大
C. 通过导线的电流小 D. 通过电炉丝的电流大

8. 用“220V，800W”的电热壶烧水，若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，在32min内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用的时间为

A. 8 min B. 16 min C. 64 min D. 128 min

9. 如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是

A. 乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
B. 甲图通电段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C. 甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D. 将乙图右侧密闭容器中的的电阻换成，即可探究电流产生的热量与电阻的关系

10. 如图所示电路，电阻，闭合开关S，电流表的示数为，电流表的示数为。下列说法正确的是

A. 通电100s电流通过电阻产生的热量120J
B. 电阻消耗的电功率为3W
C. 电阻的阻值为
D. 电源电压为3V
 

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 电热器是利用电流的          效应制成的加热设备，工作时将          能转化为          能，常见的电热器有          、          等．
12. 如图甲是一种家用电暖器，图乙是其简化的电路图，已知，电暖器的部分参数如表中所示．闭合开关S，要让电暖器处于第二挡工作，则应再将开关          闭合；若电暖器在第二挡正常工作，则产生的热量是          J.

13. 如图甲所示，电源电压恒定不变，，开关S闭合，电压表的示数为，电流表的示数如图乙所示，则的功率为          W；通电，产生的热量为          J.

14. 如图所示，电源电压保持不变，电阻R的阻值为，闭合开关S后，在的时间内电阻R上放出的热量，则灯泡L的实际功率为          
     

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，这是探究电流产生的热量与电阻大小关系的实物图，请将导线用曲线连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电阻变小。

16. 在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到图所示的实验器材。若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的器材完成实验电路的连接。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 小明要用如图所示的实验器材探究“电流、通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。

请用笔画线代替导线，把电路连接完整；

电流通过导体产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过__________________显示电流产生热量的多少的，这种方法叫___________法；

在相同时间内，_________选填“甲”或“乙”容器内的电阻丝放出的热量较多。

18. 学完焦耳定律后，王刚同学设计了如图所示的实验探究电流产生的热量与电流、电阻的关系。A、B、C是三个完全相同的密闭容器，容器内装有等量的有颜色的水，容器内电阻丝的阻值如图所示，初始状态三个容器的玻璃管内液面相平。

本实验通过密闭容器与玻璃管内的_________来表示产生热量的多少，这种研究方法是_________法；

通过比较_________两容器的玻璃管内液面变化情况来探究电流产生的热量与电阻的关系，能够得到的结论是：当通电时间和电流相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越_________；

若A容器中电阻丝被短路，则B容器和C容器的玻璃管内液面变化情况是_________选填“B大”“C大”或“一样大”。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 在计算电动机工作时所消耗的电功率时，小杰和小施产生了不同意见．小杰利用公式计算电动机所消耗的电功率，小施利用来计算电动机所消耗的电功率．已知：电动机线圈电阻为R，电动机工作时两端的电压为U，通过电动机的电流为

请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功率的方法是否正确，并说明理由．

求这台电动机在时间t内，电动机线圈产生的热量．

求电动机在时间t内所做的机械功．






 

20. 如图所示电路中，灯泡L上标有“12V3W”字样，R为定值电阻。闭合开关S后，灯泡L恰好正常发光，电流表的示数为。通过计算回答：
    灯泡L的电流是多少安？
    定值电阻R的阻值是多少欧？
    该电路工作10s，定值电阻R产生的热量是多少焦？
    
    
    
    
    
    
     

六、综合题（本大题共1小题，共10.0分）

21. 小梅家有一台电吹风机，既能吹冷风也能吹热风，电路图如图甲所示。小梅在家中把该吹风机单独接入家庭电路正常工作，并使其吹热风，发现图乙中的电能表转盘6min内转过156圈。已知电动机额定功率是40W。求：
    如甲图，开关闭合，断开，电吹风吹______风选填“热”或“冷”；
    电吹风电热丝额定功率；
    若电动机线圈电阻为，计算电吹风正常吹热风6min，电热丝与电动机产生热量的比值。

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻的电流相等，即，两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故A错误，C正确．
将左边容器中的电阻丝换成的电阻丝后，左右两端的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误．
由可知，该实验装置是利用容器中气体的热胀冷缩来反映电流通过导体时产生的热量的多少，故D错误。
 

2.【答案】C
 

【解析】在相同情况下，它们消耗的电能一样多，但是电烙铁把电能转化为内能，释放热量，而其他用电器主要不是把电能转化为内能，产生的热量只是其消耗电能的一小部分．
 

3.【答案】D
 

【解析】非电热性家用电器工作时产生的热量是有害的，必须设法防止热量集聚．
 

4.【答案】B
 

【解析】略
 

5.【答案】C
 

【解析】 电视机工作时主要是电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，A不符合题意；电脑音箱工作时主要是电能转化为声能，不是利用电流的热效应，B不符合题意；电热水壶工作时，电能转化为内能，是利用电流的热效应，C符合题意；空气净化器的主要部件是电动机，其工作时主要是电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，D不符合题意。故选C。
 

6.【答案】D
 

【解析】 用热水器烧水、冬天用空调取暖是利用电热来工作的，属于电热的利用，A、B不合题意；浴池内浴霸取暖是利用电能转化为内能，属于电热的利用，C不合题意；电动车充电器内有小风扇属于防止电热危害，D符合题意。故选D。
 

7.【答案】A
 

【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，，通电时间t相同，根据，，电流产生的热量，从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，A正确。故选A。
 

8.【答案】A
 

【解析】解：烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，
则根据可得：
，
即：
，
解得：
。
故选：A。
电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据得出等式，据此求出需要的时间。
本题考查了电功与热量的综合计算，关键是知道烧开同一壶水需要的热量相同。
 

9.【答案】A
 

【解析】解：A、乙图实验装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即，两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右两测容器内电阻相同，所以该装置是研究电流产生的热量与电流的关系，故A正确；
B、甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差更大，故B错误；
C、该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故C错误；
D、乙图右侧密闭容器中的的电阻换成后，两容器内的电阻不同，通过两电阻的电流也不相等，无法控制变量，故D错误。
故选：A。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。
探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；
探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；
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，体现的是转换思想。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律的理解和掌握。
 

10.【答案】D
 

【解析】解：由电路图可知，两电阻并联，电流表测干路电流，测中的电流；
因为两电阻并联，且并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过的电流：，
由可得，电源电压：；故D正确；
电阻的阻值：，故B错误；
电阻消耗的电功率：，故C错误；
通电100s电流通过电阻产生的热量：，故A错误。
故选：D。
由电路图可知，两电阻并联，电流表测干路电流，测中的电流，根据并联电路的电流特点求出通过的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；根据欧姆定律求出的阻值；根据求出电阻消耗的电功率；最后根据焦耳定律计算电阻产生的热量。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率、焦耳定律的计算，关键是正确判断出电流表测量的对象。
 

11.【答案】热

热

内 

电饭煲  

电水壶

【解析】其他答案，如电烙铁、电熨斗等都对．
 

12.【答案】 

【解析】由电路图可知，闭合开关S、时，单独接入电路，由可知，电路中电阻最大，由可知，功率最小，电暖器处于第一挡；
闭合开关S、时，单独接入电路，由可知，电路电阻较大，由可知，功率较大，电暖器处于第二挡；
闭合开关S、、时，、并联，电路中电阻最小，由可知，功率最大，电暖器处于第三挡；
电暖器在第二挡正常工作产生的热量为 J．
 

13.【答案】  

864 

【解析】本题考查了串联电路特点、电功率和焦耳定律公式的应用．由图甲电路知，、串联，电流表测电路中电流，电压表测两端电压，串联电路中电流处处相等，由图乙知，电流表使用量程，分度值，所以电路中的电流，电压表示数，即两端电压，的功率：；通电，产生的热量：．
 

14.【答案】1
 

【解析】由焦耳定律先算出电路中的电流，再依次计算出电路中的总电阻、灯泡L的电阻和工作电压，最后可求得实际功率．可用、或计算．
 

15.【答案】解：探究电流产生的热量与电阻大小关系时采用的是控制变量法，需要控制电流和通电时间相同，则甲、乙两个烧瓶要与滑动变阻器串联在电路中；滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电阻变小，这说明滑动变阻器接入电路的电阻线的长度变短，故应连接左下接线柱，如图所示：

 

【解析】探究电流产生的热量与电阻大小关系时采用的是控制变量法，实验中需要控制电流和通电时间相同，电阻的大小不同，所以甲、乙两个烧瓶要与滑动变阻器串联在电路中；根据滑动变阻器工作的特点判定滑动变阻器的连接方式。
本题考查了电路的连接，明确该实验的原理是解题的关键。
 

16.【答案】解：
电流产生的热量与电阻的大小、通电时间、电流的大小有关，探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，而通过电阻的电流不同；
左侧装置中两电阻丝串联，通过的电流相同，而电阻不同，可以探究电热与电阻的关系；右侧装置中，容器内两电阻丝的阻值相同，但通过容器内两电阻丝的电流不同干路电流大于其中一条支路上的电流，所以可以探究电热与电流的关系；
从电源正极依次串联滑动变阻器、右侧电热装置以及开关回到电源负极；如下图所示：

 

【解析】探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，通过电阻的电流不同，并能进行多次测量。
本题考查了探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，本实验应用了控制变量法，关键能选择出合适的器材，并确定其连接方式。
 

17.【答案】如图所示 

形管内液面高度差  转换 
乙

【解析】 物理核心素养要求我们在物理实验探究中具有分析论证的能力，会使用各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释实验探究结果和变化趋势；具有合作与交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。
因为探究“电流、通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，需要控制通过导体的电流相同，所以两电阻丝应串联，滑动变阻器“一上一下”串联在电路中；
电流通过导体产生的热量不能用眼睛直接观察，可通过U形管内液面高度差判断产生热量的多少，应用了转换法；
根据公式得，在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多，因为乙容器内的电阻较大，所以乙容器内的电阻丝放出的热量较多。
 

18.【答案】液面高度差  转换  、B  多一样大
 

【解析】本实验通过密闭容器与玻璃管内的液面高度差来表示产生热量的多少，这种研究方法是转换法；
该电路中，A与B中电阻丝串联后再与C中电阻丝并联在电路中，所以通过A、B中电阻丝的电流是相同的，两电阻丝电阻不同，故通过比较两容器的玻璃管内液面变化情况可知通电时间和电流相同时，电阻越大，在相同时间内产生的热量越多；
若A容器中电阻丝被短路，此时B与C中电阻丝并联在电路中，电阻相同，电流也相同，通电时间也相同，故B容器和C容器的玻璃管内液面变化情况是一样大。
 

19.【答案】小杰正确，小施不正确．因为是线圈的发热功率，而电动机正常工作时的电能没有全部转化为内能，所以利用来计算电动机消耗的电功率是不正确的．

【解析】略
 

20.【答案】解：由电路图可知，电阻R与灯泡并联，电流表测干路的电流。
由可得，灯泡L的额定电流：；
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，电所以阻两端的电压为；
根据并联电路的电流规律可知，通过电阻的电流为：；
由可得，R的阻值：；
电阻在10s内产生的热量等于消耗的电能：。
答：灯泡L的额定电流是；
定值电阻R的阻值是；
定值电阻R产生的热量是36J。
 

【解析】知道灯泡的额定电压和额定功率，根据求出额定电流；
根据并联电路的电压特点和灯泡正常发光可知R两端的电压，根据欧姆定律求出R的阻值；
利用求出R在10s内产生的热量。
本题考查了电功率公式和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等、电流和额定电流相等。
 

21.【答案】冷
 

【解析】解：如甲图，开关闭合，断开，只有电动机接入电路，电热丝不工作，所以电吹风吹出的是冷风；
正常工作吹热风时，6min消耗的电能为：，
电吹风吹热风时的额定功率为：，
因吹热风时电动机和电热丝并联，且并联电路的总功率等于各元件消耗电功率之和，
则电热丝的额定功率为：；
根据可得通过电动机的电流为：，
电动机工作6min产生的热量：，
电热丝工作6min产生的热量：，
则电热丝与电动机产生热量的比值为：。
答：冷；
电吹风电热丝额定功率为480W；
电热丝与电动机产生热量的比值为2904：1。
根据题意结合电路图分析是哪部分连入电路，有电流经过的部分，才能正常工作；
根据电能表转盘转过156圈和参数计算吹热风时消耗的电能，再根据计算吹热风时的电功率，吹热风时的电功率为，由此计算电热丝的功率；
根据计算通过电动机的电流，再根据焦耳定律计算电动机产生的热量，根据计算电热丝产生的热量，由此计算电热丝与电动机产生热量的比值。
本题主要考查了电功率、电功及焦耳定律的计算，是综合性题目，有一定的难度。