16.4科学探究：电流的热效应 2024—2025学年沪科版九年级全一册物理

2024—2025学年九年级物理沪科版16.4科学探究:电流的热效应 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．额定电压、额定功率都相同的电热毯、电风扇和洗衣机均在额定电压下工作相同的时间，则它们放出的热量（　　） A．电热毯最多      B．电风扇最多      C．洗衣机最多     D．一样多 2．下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．电视机 C．电脑 D．电热水壶 3．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电脑 B．电热杯 C．电视机 D．电风扇 4．下列有关材料的说法中正确的是（　　） A．光敏电阻是由绝缘材料制成的 B．我国J20战斗机上的新型材料具有高强度、低密度的特性 C．取暖器的发热电阻用超导材料制作可以提高效率 D．保险丝的材料具有电阻小、熔点高的特点 5．关于电热下列说法正确的是（    ） A．电热对我们总是有利的 B．电热对我们总是不利的 C．电视机工作过程中没有产生电热 D．电冰箱不是利用电流热效应原理制成的 6．如图所示，R2=2R1，当开关S打开和闭合时，在相同时间内，电流通过电阻R1产生的热量之比为（  ） A．1：3 B．1：9 C．3：1 D．9：1 7．如图所示，下列电器设备工作时，将电能主要转化为内能的是 A． B． C． D． 8．两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝两端加上相同的电压，下列说法正确的是（  ） A．长的镍铬合金丝电阻较小，相同时间内产生的热量较多 B．长的镍铬合金丝电阻较大，相同时间内产生的热量较少 C．两合金丝串联接到相同电压下，比将它们并联接到相同电压下，相同时间发热多 D．两合金丝串联接到相同电压下，比将它们并联接到相同电压下，相同时间发热少 9．下列情况中防止电热危害的是（ ） A．电视机背后有散热窗 B．家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次 C．家庭电路一般安装的漏电保护器 D．大型爆破工程用电热引发炸药 10．电阻R1与R2阻值之比是2: 3，把它们串联后接入电路，则在相同时间内电流通过R1、R2产生的热量之比是(    ) A．2: 3 B．3: 2 C．9: 4 D．4: 9 11．下列利用电流热效应工作的用电器是（    ） A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉 12．如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1<R2．下列说法正确的是 A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系” B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢 D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动 13．通过一根电阻丝的电流为2A，通电1min产生了2.64×104J的热量，它的电阻是（ ） A．66Ω B．6600Ω C．110Ω D．220Ω 14．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析不正确的是（     ） A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法 B．甲实验通电一段时间后，右侧容器内空气吸收的热量更多 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 15．如图甲是小灯泡L和电阻R2的I——U图象，将小灯泡L、电阻R1和电阻R2接入图乙所示电路中，电源电压恒定不变。只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为0.2W；只闭合开关S3时，电路的总功率为1W。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．电阻R1的阻值为 C．所有开关都闭合，在15min内电路中产生的总热量为2400J D．若将L和R1并联在4.5V的电源两端，L和R1消耗的电功率之比为 二、填空题 16．小明在探究电流产生的热量与什么因素有关，设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，里面各放入一根5Ω的电阻丝，再将一个5Ω 的电阻丝与乙容器内5Ω电阻丝并联，两个U型管中装有等量的水。把这个装置接入电源，通电相同的时间，来比较电流产生的热量。利用这套装置可来探究电流产生热量与 的关系。如果把乙容器外面的5Ω电阻丝直接放入乙容器内， 通电相同的时间， 容器U型管液柱高度差较大。 17．热熔胶在室温下为固体，加热会变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起，如图所示是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝电热丝的电阻是1 000Ω，通过的电流是0. 2 A时，1 min产生的热量是 J. 18．通过110Ω电阻丝的电流是2A，产生8800J的热量需要通电 s，这段时间电流做的功是 ． 19．某工厂开发研制了一种高、中、低三档家用电火锅，观察其内部结构发现是由两个相同的发热电阻丝构成，改变档位就是改变电热丝连入电路的方式。研究发现：旋动开关，当转换开关在中档位置时，发热功率为600W，这时只有一个电阻丝连入电路，那么，当转换开关分别处于高、低两档位置时，其发热功率分别为 W和 W。 三、计算题 20．在如图所示的电路中，电源电压为3V，开关闭合后，电流表为0.2A，电压表示数为2V，求： （1）R2两端的电压是多少伏？ （2）R2的电阻是多少欧？ （3）通电1min电流通过R2所产生的热量是多少焦？ 21．如图所示的电路中，R1＝6Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，电源电压保持不变。当 S1、S2 都闭合时， 电流表的示数是 0.6A，求： (1)电源电压是多少？ (2)这时 R2 中的电流是多少？ (3)当 S1、S2 都断开时，1 分钟 R1 产生的热量是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年2月20日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D B B D B D D A A 题号 11 12 13 14 15 答案 D C C C C 1．A 【详解】三个电器的额定功率相同，且在额定电压下工作相同的时间，则说明消耗的电能相同，电热毯主要是把电能转化为内能；电风扇和洗衣机主要是把电能转化为机械能，故电热毯放出的热量最多，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．D 【详解】A．电冰箱是将电能转化为电动机的机械能，通过做功发生物态变化工作的，不是利用电流的热效应来工作的，故A不符合题意； B．电视机将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故B不符合题意； C．电将电能转化为声音与图像，不是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意； D．电水壶工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的; 故D符合题意。 故选D。 3．B 【详解】A． 电脑的部分部件利用了电流的磁效应，故A错误； B． 电热杯利用了电流的热效应，故B正确； C． 电视机也是利用了电流的磁效应来工作的，故C错误； D． 电风扇利用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．有些半导体材料对光比较敏感，可以制成光敏电阻，故A错误； B．为减轻飞机的重量，同时保证飞机的强度，在飞机体积一定时，制作飞机的材料应具有高强度、低密度的特点，故B正确； C．取暖器的工作原理是利用了电流的热效应，即电流通过取暖器时电能转化为内能，使取暖器发热。超导体即电阻为零的导体，根据焦耳定律可知，如果取暖器的发热电阻用超导材料制作，将不会产生热量，那么取暖器就不能产生热量，无法取暖，故C错误； D．保险丝的作用是在电路电流过大时，产生较多的热量，温度升高，自动熔断，从而保护电路。根据焦耳定律可知，电流和时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；同时，为更容易熔断，保险丝的材料的熔点应较低，所以保险丝的材料具有电阻大、熔点低的特点，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】A. 电热很多时候对我们是不利的，如导线发热，使用电脑、电动机时发热，都是不利的，且浪费电能，故A错误； B. 使用电流热效应工作的用电器很多，这些时候电热对我们是有利的，故B错误； C. 根据焦耳定律知，电流通过时，只要有电阻存在，就会有电热，所以电视机工作过程中也产生电热，故C错误； D. 电冰箱中的主要工作部件是电动机，不是利用电流热效应原理制成的，故D正确； 选D． 6．B 【详解】当开关S打开和闭合时，R1接在不同的电路中，可以运用上面的公式求解，(1)当开关打开时，R1和R2串联在某一电源上，∵R2＝2R1∴I1＝-------①,(2)当开关闭合时，只有R1接入同一电源，-------②,由上面的①②得：,∴＝()2＝()2＝故选B. 点睛：同一导体，在不同的电路中，功率之比＝电功之比＝电热之比＝电流之比的平方＝电压之比的平方．＝＝ ＝( )2＝( )2使用公式时灵活的选择． 7．D 【详解】试题分析：在常见的家用电器中，电风扇、洗衣机主要是电能转化成机械能，电视机主要是电能转化为声能和光能，电热水壶是利用了电流的热效应工作的，将电能转化成内能，故选D． 考点：能量的转换 8．D 【详解】AB.横截面积相同时，长的镍铬合金丝电阻大，根据Q＝t可知，当电压和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，故AB错误；CD. 两合金丝串联后的总电阻大于它们并联后的总电阻，根据Q＝t可知，当电压和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，故两合金丝串联接到相同电压下，比将它们并联接到相同电压下，相同时间发热少，故C错误，D正确．故选D. 9．A 【详解】A. 电视机背后有散热窗可以将工作时由于电流的热效应而产生的热量散发到空气中，而这些热量如不及时散发出去，会使电视机的温度过高，故A符合题意； B. 家电长时期不使用会积聚潮气，所以隔一段时间要通电一次，可以利用电热驱除潮气，是电热的利用，不符合题意； C. 家庭电路一般安装的漏电保护器，可以防止人触电，不符合题意； D. 大型爆破工程用电热引发炸药，是电流热效应的应用，故不符合题意． 故选A． 点睛：电流的热效应是个普遍的效应，除了超导现象，日常生活中的电线及用电器有电流通过时都会产生热量，而电热可以被利用为人们服务，有时也是害的，需要想办法消除，注意根据实际情况进行判断． 10．A 【详解】因为R1与R2串联，所以通过二者电流相等，因为Q=I2Rt，通电时间t相等，所以通过R1与R2热量比为： Q1:Q2= (I2R1t): (I2R2t)=R1:R2=2:3 . 【点睛】知道电阻R1与R2串联,通过的电流相等;又知道通电时间相等和电阻的大小关系,利用焦耳定律求电流通过R1、R2产生的热量之比. 11．D 【详解】A．电视机工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意； B．电风扇工作时电能主要转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意； C．电脑工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意； D．电炉工作时电能主要转化为内能，是利用电流热效应工作的，故D符合题意。 故选D。 12．C 【详解】由于图中两电阻串联，所以，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB错误； 由于R1 ＜R2，由Q=I2 Rt知道，右边容器中电阻丝产生的热量多，所以，由转换法知道，甲管中液面上升比乙慢，故C正确； 闭合开关后，由欧姆定律知道，要使电流增大，需要减小电路的电阻，即应将滑动变阻器滑片P向右移动，故D错误． 13．C 【详解】试题分析：由Q=I2 Rt可得，电阻丝的阻值： R===110Ω， 故选C． 14．C 【详解】A．Q与I、R及t有关，甲实验电阻丝串联，电流和通电时间相等，是探究电热与电阻关系的；乙实验中右侧电阻丝并联一个电阻丝后与左侧电阻丝串联，电阻和通电时间相等，是探究电热与电流关系的，都用到控制变量法，故A正确，不符合题意； B．甲实验两电阻丝串联，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=I2 Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B正确，不符合题意； C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误，符合题意； D．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律Q=I2 Rt可知，左侧电阻产生热量多；则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故D正确，不符合题意。 故选C。 15．C 【详解】A．由图甲可知，R2的电流随电压的变化关系为一过原点的直线，定当时通过的电流，则由可得，R2的阻值为 只闭合开关S3时，R2与L串联，由图甲可知，当时通过的电流， 因串联电路各处电流相等，所以 由于串联电路两端总电压等于各分电压之和，所以电源电压 此时电路的总功率 即电源的电压为4V，故错误； B．只闭合开关S1时，R1与L串联，由图甲可知，当时，通过的电流，此时小灯泡L的实际功率 则R1两端电压 R1的阻值 故B错误； C．所有开关都闭合时，电阻R1和电阻R2并联，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路的总电阻 在15min内电路中产生的总热量 故C正确； D．L和R1并联在4.5V的电源两端时，由图甲可知，当时，通过的电流，此时通过R1的电流 因并联电路两端电压相等，所以L和R1消耗的电功率之比 故D错误。 故选C。 16． 电流 甲 【详解】[1]两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系。 [2]乙容器中两相同的电阻并联接入，总电阻是甲容器中电阻阻值的一半，根据焦耳定律，在通电时间和电流相同时，甲容器中的电阻阻值大，所以产生的热量多。 17．2400 【详解】焦耳定律的内容是：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。由焦耳定律可知，1 min内电热丝产生的热量是 Q=I2Rt=(0.2A)2×1000Ω×60s=2400J 18． 20 8800J 【分析】已知电阻阻值、通过的电流及产生的热量，利用焦耳定律变形公式可以得到通电时间；电流做功的过程，也就是将电能转化为其他形式的能量的过程．电阻丝通电时，不计热损失，电能全部转化为内能． 【详解】因为，所以通电时间为电热丝工作过程中，电流做的功等于产生的热量，所以电流做功8800J． 故答案为20；8800J． 【点睛】此题考查了焦耳定律变形公式的应用和电功与电热的关系，是一道基础题，难度不大． 19． 1200 300 【分析】根据题意可知，当转换开关在中档位置时，只有一个电阻丝工作，当转换开关处于高档位置时，发热功率大于中档，所以两电阻丝并联；当转换开关处于低档位置时，发热功率小于中档，所以两电阻丝串联，电源电压不变，根据比例关系可求出高档位置时的功率和低档位置时的功率。 【详解】[1]设电阻丝的电阻为R，则两根电阻丝并联的电阻 串联的电阻 则根据，当R越小时，P越大，因此高档位置时两个电阻并联，中档位置时只有一根电阻接入电路，低档位置时两个电阻串联，当转换开关在高档位置时，其发热功率 [2]当转换开关处于低档位置时，其发热功率 20．（1）1V；（2）5Ω；（3）12J 【详解】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压 U2=U-U1=3V-2V=1V （2）由可得，R2的电阻 （3）1min电流通过R2所产生的热量 Q1=I2R2t=(0.2A)2×5Ω×60s=12J 答：（1）R2两端的电压为1V； （2）R2的电阻为5Ω； （3）1min电流通过R2所产生的热量为12J。 21．(1)18V(2)0.9A    (3)90J 【详解】(1)当S1、S2都闭合时，R2与R3并联，电流表测R3支路的电流， ∵并联电路中各支路两端的电压相等， ∴根据欧姆定律可得，电源的电压： U=U3=I3R3=0.6A×30Ω=18V， (2)通过R2的电流： I2== =0.9A； (3)当S1、S2都断开时，R1与R3串联， ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和， ∴此时电路中的电流： I== =0.5A， 1分钟R1产生的热量： Q=I2R1t=(0.5A)2×6Ω×60s=90J。 答：(1)电源电压是18V； (2) R2中的电流是0.9A； (3)当S1、S2都断开时，1分钟R1产生的热量是90J。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$