13.3电流的热效应随堂同步练习 ----2025-2026学年北师大版物理九年级上学期

13.3电流的热效应 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．小王用如图所示的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的玻璃瓶中，且。下列说法正确的是（　　） A．实验中，通过比较红色液柱上升的情况来反映电阻丝产生热量的多少 B．该装置用来探究电流热效应与电阻的关系 C．闭合开关后，电阻丝对应的玻璃管中红色液柱上升较快 D．以上均错 2．如图所示，甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油，烧瓶中两电阻丝的阻值相同，烧瓶内插入相同的温度计。下列说法正确的是（　　） A．比较甲、乙温度计的示数，可得出升温快的烧瓶中电阻丝放出热量多 B．比较甲、乙温度计的示数，可得出升温快的烧瓶中所装液体比热容小 C．该实验装置可用来探究电流产生热量与电阻的关系 D．通电一段时间，水和煤油均未沸腾，温度计示数大小关系为 3．中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关S1、温控开关S2、水量开关S3、加热电阻和限流电阻（、阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路，其中S1为总开关，电源电压为。闭合开关S1，能实现下表所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是（　　） 温度 温控开关S2 壶内水量 水量开关S3 的功率 煎煮方式 闭合 闭合 武火 断开 闭合 武火 断开 断开 文火 A．煎药壶进行“武火”加热时，与并联 B．当壶内水量小于，水温低于时，煎药壶进行“武火”加热 C．加热电阻的阻值为 D．煎药壶进行“文火”加热，会消耗电能 4．下列用电器工作时，将电能主要转化为内能的是（    ） A．电风扇 B．电饭锅 C．洗衣机 D．扫地机器人 5．小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知，，若通过的电流，此过程中（    ） A．为保证实验进行，乙容器中的阻值应为 B．流过电阻的电流大小为1A C．10s内电流通过电阻产生的热量为200J D．电阻两端的电压为30V 6．导体中有电流的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。第一个准确地确定了电流产生的热量与电阻、电流大小和通电时间之间的定量关系的物理学家是（　　） A．伏特 B．欧姆 C．焦耳 D．瓦特 7．如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气，下列有关说法正确的是（    ） A．该实验装置是利用U形管中液体热胀冷缩的性质来反映电流产生热量的多少 B．甲装置中闭合开关后，通过的电流小于中的电流 C．乙图是用于探究电流通过导体时产生的热量与电阻大小关系的 D．乙装置中，将容器外的电阻与并联，可以使通过的电流小于中的电流 8．LED灯具有节能、环保特点。“220V 8.5W”LED灯泡和“220V 60W”白炽灯泡正常发光的亮度相当。下列说法正确的是（　　） A．节能灯只发光，不会发热 B．白炽灯的额定电流小于节能灯的额定电流 C．白炽灯的发光功率等于节能灯的发光功率 D．白炽灯的发光功率大于节能灯的发光功率 9．有两根电热丝和，且，若单独用烧开一壶水，所用时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水，则所需的时间分别为（不计热损失）（　　） A．、 B．、 C．、 D．、 10．如图所示，将多个阻值相同的电阻以不同的连接方式接入电路中，并将三个相同的空烧瓶的瓶口分别用完全相同的气球密封。通电一段时间后体积变化最大的气球是（　　） A．a B．b C．c D．三个相同 二、多选题 11．下列情况属于防止电热危害的是（　　） A．冬天用电暖器取暖 B．电脑机箱内装有小风扇 C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电 D．电动机外壳上有散热片 三、填空题 12．如图是“探究通电导体产生的热量与 大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 J，左右两侧容器中电阻丝产生的热量之比是 。 13．某品牌电动玩具如图甲所示，内部等效电路如图乙所示，电源电压为，小灯泡的电阻为，电动机线圈的电阻为，当玩具正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为，则灯泡两端的电压是 V，5min内电动机线圈产生的热量是 J，5min内电路消耗的总电能为 J。（不考虑温度对电阻的影响） 14．电炉在工作时，电炉丝与导线是 联的，通过它们的电流相等．根据 定律，在相同情况下，电流通过导体产生的热量跟电阻 。电炉丝的电阻比导线大，因此产生的热量 ，所以电炉丝比导线热。 15．如图所示为一台便携式塑料封口机，接通电路后发热电阻温度升高，利用电流的 实现高温封口；电源电压为3V，发热电阻的阻值为，接通电路后，发热电阻20s内产生的热量为 J；若封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 （选填“大”或“小”）的。 16．手工技艺“葫芦烙画”从民间进入课堂，传承了非物质文化遗产。小红同学用电烙铁在葫芦上烙画的情景如图所示。电烙铁温度升高，利用了电流的 效应，将电能转化为 能。 四、实验题 17．物理学家焦耳最先通过实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，他的名字被命名为功和能量的单位。小明在学习相关知识后，想自己动手探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，于是设计了如图甲所示的电路进行实验。       (1)请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路。 (2)小明采用了两个完全相同的烧瓶，烧瓶中分别装有质量、初温相等的煤油，且电阻丝阻值R1<R2，小明连接好电路后闭合开关一段时间，记录两个温度计的示数，他设计该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 (3)闭合开关，经过一定的时间后，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，则Δt1 Δt2（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 (4)小明同学在完成上面的实验后，还想用此装置继续探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，请你帮他设计一个实验方案： 。 五、综合题 18．小明家购买了一个多挡位电火锅，其内部电路如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；不考虑电热丝的电阻随温度变化，c冰=4.2×103J/（kg•℃）。 物理量 参数 额定电压 220V 中温挡功率 1100W 低温挡功率 440W (1)此电火锅利用电流 效应原理工作。 (2)当旋转开关S跟触点3和4接触时，电火锅处于 挡。 (3)电加热器中的R2阻值为多少 ？ (4)在高温挡模式下，电路1min内消耗的电能是多少 ？ 《13.3电流的热效应》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B B B C C D C C B 题号 11 答案 BD 1．A 【详解】A．电流通过电阻丝产生热量，发出的热量会使瓶内空气受热膨胀，从而推动红色液柱上升。液柱上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越多，这种通过“红色液柱上升情况”间接反映“电阻丝产生热量多少”的方法叫做转换法，所以说该实验通过比较红色液柱上升的情况来反映电阻丝产生热量的多少，故A正确； B．因为电流热效应的影响因素包括电流大小、电阻大小、通电时间。在这个实验中，电阻相同，但电源电压不同。根据欧姆定律，而且，所以通过的R1电流小于通过R2的电流，根据实验控制单一变量的原则，该实验是改变的是电流的大小，因此该装置是用来探究电流热效应与电流的关系，故B错误； C．根据焦耳定律，因为改变的是电流的大小，已知，通电时间相同，因为，故，所以，故R2产生的热量更多，因为热量越多，瓶内空气膨胀越明显，红色液柱上升越快。因此，R2对应的玻璃管中红色液柱上升更快，而不是R1电阻丝对应的玻璃管中红色液柱上升较快，故C错误； D．因为该实验通过比较红色液柱上升的情况来反映电阻丝产生热量的多少，选项A是正确的，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】AB．由题意可知，甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油，烧瓶中两电阻丝的阻值相同，相同时间内，两电阻丝产生的热量相同，烧瓶内的物质不同，升温快的烧瓶内的液体的比热容更小，故A错误，B正确； C．因为两烧瓶中的电阻相同，故不能探究电流产生热量与电阻的关系，故C错误； D．水和煤油均未沸腾，因为水的比热容比较大，吸收相同的热量，上升的温度比较少，即，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】AB．根据电路中只有两个电阻，而的功率可以改变，说明电路中的电流改变，则两个电阻必须串联，武火时，限流电阻被短路；当温控开关和水量开关同时断开时，两个电阻串联，处于文火状态；而当温控开关断开、水量开关闭合时，处于武火状态，说明此时限流电阻仍被短路，因此温控开关、水量开关、限流电阻三者并联，若壶内水量小于，但温度较低是武火加热，温控开关将限流电阻短路，仍是武火加热，故A错误、B正确； C．武火时，限流电阻被短路，只有工作，的功率是，由可知，的阻值为 故C错误； D．由可知，煎药壶进行“文火”加热，消耗的电能为 但此时R2也要消耗电能，因此煎药壶消耗的电能大于，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．电风扇主要将电能转化为机械能，故A不符合题意； B．电饭锅是利用电流热效应工作的，将电能主要转化为内能，故B符合题意； C．洗衣机将电能主要转化为机械能，故C不符合题意； D．扫地机器人将电能主要转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 5．C 【详解】A．探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”时，应控制电阻和通电时间相同，改变电流大小。在该实验装置中，R1与R2串联，为保证实验进行，应使R1=R2=5Ω，而不是10Ω，故A错误； B．与并联，干路电流，电流为，电流为，与两端电压为，则，，则，，，则，解得，故B错误； C．根据焦耳定律，10s内电流通过电阻产生的热量，故C正确； D．，，电阻两端的电压，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年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；焦耳定律的内容为：电流通过导体产生的热量跟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，即，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】A．根据转换法，该实验装置是利用U形管中气体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少，故A错误； B．甲装置中，两电阻串联，由串联电路电流的规律可知通过两个电阻丝的电流相等，故B错误； CD．乙图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大小大于通过右侧容器中电阻的电流，即通过R2的电流小于R1中的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误，D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．节能灯工作时，电能主要转化为光能，但仍有一部分电能会因电流的热效应等原因转化为内能，所以节能灯也会发热，故A错误； B．根据P=UI可得，对于“220V 8.5W”的LED灯，其额定电流 对于“220V 60W”的白炽灯，其额定电流 可知，白炽灯的额定电流大于节能灯的额定电流，故B错误； CD．灯的亮度由其发光功率决定，已知“220V 8.5W”LED灯泡和“220V 60W”白炽灯泡正常发光的亮度相当，则白炽灯的发光功率等于节能灯的发光功率；故C正确，D错误。 故选C。 9．C 【详解】烧开同一壶水所需热量相同，设为Q吸，不计热损失，单独用烧开一壶水时，吸收的热量 若将这两根电热丝串联接入电路，由串联电阻的规律，电路总电阻 由可得，电热丝串联烧开同一壶水所用的时间 若将这两根电热丝并联接入电路，则电路总电阻 电热丝并联在同一电源中烧开同一壶水所用的时间 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．B 【详解】由电路图可知，三个烧瓶串联，串联电路中，电流处处相等，所以通过三个烧瓶的电流相同；烧瓶内电阻按照不同方式接入电路，a烧瓶中一个电阻，b烧瓶中两电阻串联，c烧瓶中两个电阻并联，由串、并联电阻规律可知，b烧瓶中电阻最大，而c烧瓶中电阻最小； 由焦耳定律可知，当电流和时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，瓶中气体温度越高，则气球体积就会越大，即b烧瓶气球体积最大。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 11．BD 【详解】A．冬天用电暖器取暖属于利用了电流的热效应，不属于防止电热危害，故A不符合题意； B．电流通过电脑内部的电路元件产生大量的热，容易烧坏电路元件，所以在电脑机箱内装有小风扇散热，属于防止电热危害，故B符合题意； C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电是为了防止家电受潮，属于利用电热，故C不符合题意； D．电动机工作时会产生大量的热，温度过高容易烧坏电动机，因此电动机外壳上有散热片，属于防止电热危害，故D符合题意。 故选BD。 12． 电流 12 4:1 【详解】[1]观察可知，右侧中两个5Ω的电阻并联后再与左侧一个5Ω的电阻串联。根据串联电路的电流特点可知右侧两个电阻的总电流和左侧的电阻电流相等，右侧两个5Ω的电阻并联，所以，容器内的电阻值都是5Ω，通电时间相同，在电阻和通电时间相同的情况下，电流不同，所以探究的是通电导体产生的热量与电流大小的关系。 [2]已知通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，根据并联电路的电流特点，通过右侧容器中电阻丝的电流为 在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 [3]由可知，左右两侧容器中电阻丝产生的热量之比为 13． 1 150 900 【详解】[1]小灯泡的电阻为，当玩具正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为，由于灯泡与电动机串联，则通过灯泡的电流也为，则灯泡两端的电压 [2]电动机线圈产生的热量 [3]电路消耗的总电能 14． 串 焦耳 成正比 多 【详解】[1][2][3]串联电路中电流处处相等。电炉子工作时，电炉丝与导线是串联的，通过它们的电流相等；根据焦耳定律知，在I和t相同情况下，可得不同导体产生的热量之比为 即电流通过导体产生的热量跟电阻成正比。 [4]电炉丝的电阻比导线大，由焦耳定律知，电炉丝产生的热量多，所以电炉丝比导线热。 15． 热效应 90 大 【详解】[1]封口机接通电路后，电流通过发热电阻，电能转化为内能，发热电阻温度升高，这种现象叫电流的热效应。 [2]发热电阻20s内产生的热量为 [3]若封口时总是把塑料袋烫坏，是因为发热电阻功率太大，根据公式可知，应将发热电阻换成阻值更大的。 16． 热 内 【详解】[1][2]电流通过导体时会产生热量，这种现象称为电流的热效应。电烙铁通电后，电能转化为内能，导致其温度升高，利用了电流的热效应。 17．(1) (2)电阻 (3)小于 (4)见解析 【详解】（1）由电路图可知，电源、开关、电流表、电阻R1、R2和滑动变阻器串联，滑动变阻器右下接线柱接入电路，因此连接实物图如图所示： （2）由图可知，R1、R2两电阻串联，根据串联电路电流的特点可知，通过R1、R2的电流相同，闭合开关一段时间，通电时间相同，且电阻丝阻值R1<R2，根据控制变量法可知，该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 （3）根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相等时，电流通过导体产生的热量与电阻成正比，因为R1<R2，所以Q1<Q2；根据Q=cmΔt可知，在煤油的比热容和质量相等时，温度变化量与吸收的热量成正比，所以Δt1<Δt2。 （4）要想探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，应控制电阻和通电时间一定，只改变电流，因此可以闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，保证通电时间相同，比较每一次实验中R1所在烧瓶中煤油的温度计示数的变化情况，便能探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系。 18．(1)热 (2)高温 (3) (4)1.32×105J 【详解】（1）电火锅是利用电流通过导体发热来加热的，故电火锅是利用了电流的热效应原理工作。 （2）由可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻越小，总功率就越大，当开关S和触点3、4接触时，R2与R3并联，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电火锅处于高温挡。 （3）开关S跟触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温挡，所以 （4）开关S跟触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温挡 电路在此模式下1min内消耗的电能 学科网（北京）股份有限公司 $