第2章 第3节 电能(4)-常用电热器（上册）-【拓展与培优】2026-2027学年九年级全一册科学同步练习（浙教版·新教材 浙江专版）

例2(1)108J(2)81W 巩固练习 A组 1.1:11:3 2.B3.A4.D5.D6.A7.A8.2:1 1:12:1 9.1.510 B组 10.B11.D12.D13.D14.B15.C 16.0.35 17.100 18.(1)3V(2)102(3)0.1W C组 19.(1)R2和R:阻值大小分别为0.82、5002 (2)25：1:625(3)25：625：1 20.(1)0.8W(2)0.225W0.9W 21.(1)2W(2)0V8V 22.(1)540J(2)42(3)2.1W 第3节电能(3) 实验：测量小灯泡的功率 例(1)b(2)c,d间短路c,d间断路 (3)1 0.20.51.25 巩固练习 A组 1.B2.C 3.(1) C D (2)调到最大阻值(3)小灯泡短路滑动变阻 器阻值太小5021A(4)0.75符合(5)5 增大 4.(1)零刻度线(2)略(3)0.221.8电压 2.5V(4)灯泡断路(5)不正确不能把灯泡在 不同电压下的实际功率的平均值作为灯泡的额定 功率 B组 5.C 6.12.50.5406.8 7.(1) ⑤ 99g 额定电压：2.5V 3V电源 ·12· (2)③⑦断路(3)0.75C(4)>滑动变 阻器的电阻减小，电路中电流塔大，总电阻变小，此时 灯泡的电阻增大，所以滑动变阻器减小的阻值大于灯 泡增大的阻值 8.(1)略(2)最小值(3)0.260.65(4)10 (5)温度不同 9.(1)。④ (2)1.20.40.48(3)增大(4)A 第3节电能(4)—常用电热器 例B 巩固练习 A组 1.A2.C3.B4.C5.C6.A7.B 8.(1)变大(2)厚的导电墨线电阻虽然小，从丙 图可以看出导电墨线电阻随温度升高而增大，所以发 热功率减小，故电热膜不会因厚度不均而出现局部过 热的现象 9.6.6×1010006×10 10.(1)0.24(2)电流和通电时间(3)△M3>△h B组 11.B 12.温1.8×10 13.(1)水的比热容大，吸收相同的热量后，温度 升高得小，现象更加不明显(2)②抽出一部分瓶内 的气体直至玻璃管内外的液面相平③相同时间后， A瓶的玻璃管中水位上升的比B瓶玻璃管中水位上 升的高 14.(1)B(2)越多(3)方案二 15.(1)S断开，S闭合(2)R。=11662R= 442(3)温度开始降得快，后来降得慢(4)1.26× 105J 16.(1)由题知，闭合开关S,开关S:与触点b接 通，R,接入电路，电压力锅处于加热状态，根据P= P1=1000W U1,通过电阻R,的电流：山=元=220V ≈4.5A. (2)闭合开关S1,开关S与触点a接通，R,接人电 路，电压力锅处于保压状态，根据P=得：U=P 所片-片已归，=5廊”-是架得 U P:=20W.(3)根据Q=W=R,电路的实际电压 为210V,加热状态下需要热量相同，Q1=Q1',则： R1=R1',即：220V U2 U'2 ×10min=(210V)× R R t1',解得：t1'≈11min. C组 17.(1)由题意可知电梯高6m,电梯与地面夹角 为30°，电梯的运行速度为1m/s,可以计算出电梯的长 sn0一12m,根据速度公式可以计算扶梯将行 度s=6m s=12m=128 人从底端运送到顶端的时间t一。一1ms (2)最大电流下扶梯输送能力为2人/秒：W:= mgh=50kg×10N/kg×2×6m=6000J.电动机输 出的机械功：W电=W言=7500J,P电=7500w. 0.8 (3)P我=Pa-P电=U-P电=2000W,R=P监= 12 3.22. 专题拓展电能知识的实际应用 1.6正 2.3587.5% 3.3由于电流热效应，充电电流越大，单位时 间电池产生的热越多，锂电池寿命越短 4.1)相互的右(2)它飞行的速度是：0=产 120m-=4m/s(3)电动机的额定电压是15V,额定 308 P 30 W 功率为30W,故额定电流：1=元-15V2A (4)W电=15V×5000mA·h=2.7×10J,t= w电-2.7×10JX80%=2160s. P 100W 5.(1)火(2)减少(3)一只白炽灯的使用寿命 为1万小时，则工作4万小时需要4只白炽灯，4只白 炽灯需要的费用：4只×3元/只=12元，白炽灯的功 率P=100W=0.1kW,白炽灯消耗的电能：W=Pt= 0.1kW×40000h=4000kW·h=4000千瓦时，则电 费：0.53元/千瓦时×4000千瓦时=2120元，使用白 炽灯共需要支付费用：12元十2120元=2132元： LED灯的功率P'=5W=0.005kW,LED灯消耗的 电能：W'=P't=0.005kW×40000h=200kW·h= 200千瓦时，则电费：0.53元/千瓦时×200千瓦时= 106元，使用IED灯共需要支付费用：20元+106元 =126元<2132元：故选择LED灯比较经济 6.(1)9.9×10J(2)3A(3)740.7s 7.(1)cb(2)每天10小时，最多连续阴天4 晚，W=Pt=0.01kW×10×4h=0.4kW·h.(3)太 阳能电池板1s产生的电能为：W=Pt1=40W×1s= 40】因为W=P1t1S,所以太阳能电池板的面积S= W 40J P1t1'71000J/(s·m)×1s×0.08 =0.5m. _P=60W=2.5A,w=P1=60W× 8.(1)1==24V 10X3600s=2.16×10J(或0.6kW·h).(2)太阳 能电池板接收到的总功率Pa=800J/(s·m)× 1.25m=1000W,太阳能电池板平均输出功率P出= 100W,所以光电转换效率为：7-P:=100W P出=100W 10%.(3)蓄电池可储存的电能W=(P领一P灯)t= (260×10-3kW-60×10-3kW)×8h=1.6kW·h. ,P氢=Va (4)根据题意有：p=,当风速为5m/s时风力 发电机输出功率P= V金P数，所以最小年发电量约 5 为W=PY=TP'=8×260X103kw× 4000h=406.25kW·h 9.(1)A(2)以底座最左端与地面接触位置为 支点，力矩均为19.2N·m,故不会翻倒.(3)中挡 R1=3002,P箱出=36.8W. 10.(1)已知最大功率P,=1210W,所以正常工 P11210W 作时的最大电流：1-元-220V=5.5A.（2)由 图象可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1= 9min,电动机工作时间t2=2min,豆浆机正常工作做 一次豆浆消耗的电能：W=P1t1+P:t2=1210W× 9×60s+120W×2×60s=667800J.(3)豆浆机 1 1min内消耗的电能W去=2400kw·h×0= 0kW·h=6X10J,豆浆机实际功率：P W多 t 6×10J=1000W,电热管电阻：R=p=1210W U(220V) 60s 402,电路实际电压：U=√PR= /1000W×402=200V. 11.(1)在100℃时，Rr=400,由R=p 2202V 880w=552,R,=R-Rr=552-402=152. (2)在120℃时，R,=1002,电蒸锅的总功率：P= =0Q=440W.3)低于100℃时，Rr的阻值 随温度升高而减小，发热功率会变大，电蒸锅的温度 会升高，超过100℃后，Rr的阻值随温度升高而墙大， 发热功率会变小，电蒸锅的温度会降低，从而实现自 动保温在100℃左右. 第4节核能 例B ·13·科 第3节 电能(4) 思维拓展 一、常用电热器 1.电流的热效应 (1)定义：电流通过各种导体时，会使导体的温 度升高，这种现象叫作电流的热效应 (2)实质：从能量转化看，热效应是电能转化为 内能的过程。 2.电热器 (1)定义：利用电流做功将电能转化为内能的 装置叫作电热器。 (2)工作原理：利用电流的热效应工作 (3)主要元件：发热体，它由电阻率大、熔点高 的电阻丝绕在绝缘体上制成.与发热体材料相比，导 线的电阻率小. (4)一些常见的电热器：电吹风机、电熨斗、电 热毯、电磁炉、电热壶、电饭煲等」 3.电流热效应的利与弊 (1)优点：无污染、热效率高，方便控制和调节 温度 (2)缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热 效应，导线外的绝缘层会加速老化，甚至会烧毁绝 缘层而引发火灾；②会影响家电的使用性能和寿 命：③浪费能源. (3)防止措施：①加装散热系统（如散热电扇） 或为了更好散热而特别设计的结构（散热窗）；②减 少电阻，以减少由于热效应造成的能量损失，如超 导材料的应用。 4.探究影响电热的因素 (1)提出问题：电流通过导体产生的热的多少 跟哪些因素有关？ (2)猜想与假设：可能与导体的电阻有关，还可 能与电流的大小有关。 (3)设计实验： 影响电热的因素很 多，因此实验采用 控制变量法，如图 所示，电阻丝产生 的热看不见，可利 用电阻丝产生的热 量使玻璃管内煤油上升的高度比较（转换法）. 06 常用电热器 ①控制电流和通电时间相同，研究电热与电阻 的关系； ②控制电阻和通电时间相同，研究电热与电流 的关系； ③控制电阻和电流相同，研究电热与通电时间 的关系. (4)进行实验 ①将两根电阻丝串联，通电加热一段时间后， 观察两玻璃管中煤油上升的高度，并作出标记； ②减小滑动变阻器的阻值使电流增大，在与① 相同时间内，观察玻璃管中煤油上升的高度，并作 出标记 (5)得出结论： ①当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生 的电热越多； ②当电阻和通电时间相同时，电流越大，产生 的电热越多； ③当电流和电阻相同时，通电时间越长，产生 的电热越多 二、焦耳定律 1.焦耳定律的内容 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.表 达式为Q=IRt. (1)焦耳定律是由实验总结出来的，凡是有电 流通过导体时，都可以用它来计算所产生的热量， 它定量地表示了电能向内能转化的规律. (2)公式中各个物理量都是针对同一段电路或 同一个导体.计算时单位要统一到各物理量的国际 单位上 2.电热与电功的关系 (1)对于纯电阻，用电器消耗的电能全部转化 为内能，即Q=W,可用电功公式和欧姆定律推导焦 耳定律.如电流通过电炉、电饭煲等电热器时，消耗 的电能几乎全部转化为内能，计算这些用电器产生 的电热，也可以用这些用电器的电功来代替，即Q一 W-PI-UIL-RiRI (2)对于非纯电阻，用电器消耗的电能只有一 部分转化为内能，即Q<W如电动机通电转动时， 电能大部分转化为机械能，仅少量的电能转化为内 能此时的电热只能用焦耳定律来计算.即只能用 九年级 W=Pt=UIt计算电功，用Q=I2Rt计算电热.两者 差值即为输出的机械能E=W一Q. 例如图，四个相同的容器中盛有质量和温度 都相等的水，电热丝R1,R2,R3,R4的阻值关系是 R1=R4<R2=R3,设闭合开关一段时间后，四个容 器中的水温分别为T1,T2,T3,T4,若此时水都未 沸腾，且假定电热丝的热全部被水吸收，则四个容 器内水温高低关系是 ( R R2 R R A.T1=T2=T3=T4 B.T1>T2>T3>T4 C.T1<T2<T3<T4 D.T1=T2<T3=T4 【分析】首先明确比较通电导体的发热量，其 依据是焦耳定律，但由于本题中涉及的导体均为纯 电阻，则可结合欧姆定律，推导出比较通电导体发 U2 热量的又一常用公式Q=R,再根据题中电热丝阻 值关系和电热的相关计算公式推出四个容器中水 温的高低关系. 因四个容器中水的质量和初温都相等，且电热 丝放出的热量全都被水吸收，根据Q故=Q吸= cm(t一to)可知，电热丝放出的热量越多，则该容器 内水温越高.先比较R1和R2,两者并联，故两端电 压相等，可用Q三尽+进行判断，R,放出的热量比 R2多，因此T1>T2;再比较R3和R4的发热量，两 者串联，故流过的电流相等，可用Q=IRt进行判 断，R,放出的热量比R4多，因此T3>T4;最后比较 R2和R3的发热量：因R2、R3的电阻相等，U2=220V, U3<220V,可用公式Q= R判断，R:放出更多的热 量，故T2>T3,综上所述，有T1>T2>T3>T4. 巩固练习 A组 1.下列家用电器中，属于电热器的是 ( A.电取暖器 B.电风扇 C.电话机 D.洗衣机 全一册 2.用2A的电流通过一电阻器，在一定时间内 产生一定的热量，如果电流增加到4A,在相同的时 间内产生的热量是前者的 () 1 A.2 1 B.4 C.4倍 D.2倍 3.字样都标有“220V100W”的白炽灯、电烙 铁、电风扇三个用电器，当它们各自在额定电压下工 作时，在相同的时间里产生的热量最多的是() A.白炽灯 B.电烙铁 C.电风扇 D.一样多 4.粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段 时间将水加热至沸腾.若将电阻丝对折并联后放入 同样一壶水中，通电到将水加热至沸腾所需时间与 第一次的通电时间相比（电源电压恒定，不计一切 热损失)，下列判断正确的是 () A.相等 B.增加 C.减少 D.无法确定 5.如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完 全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝(R, <R2<R)分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一 段时间后体积变化最大的气球是 () ue 气球 A.a B.6 C.c D.三个相同 6.严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴.一 只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三档 旋钮开关（金属片M可分别拨至a,b,c处），电阻丝 R1、R规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点. 这只电热靴的低温档为6W,则其中温档和高温档 ● ● 分别为 ) WWwW A.8W,12W B.8W,24W C.12W,18W D.12W,24W 7.如图是探究电流通过导体时产生热的多少 与哪些因素有关的实验装置两个透明容器中密封 9> 科 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.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻 的关系 B.甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸 收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电流 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 8.电热膜是一种新型的电热器件，如图甲所示 是一种常见的电热膜.电热膜是在绝缘的聚酯薄膜 表面，经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨 线，导电墨线两端与金属导线相连，形成网状结构， 其内部结构如图乙所示.导电墨线电阻随温度变化 的关系如图丙所示， 线 绝缘材料 导电墨线 甲 R/2 /C 分 (1)某根导电墨线的局部导电材料脱落，这根 导电墨线的电阻将会 (2)在制造电热膜时，会出现不同区域导电墨 线厚度不均的现象，而厚的电热膜不会因厚度不均 而出现局部过热的现象，原因是 9.如图所示是电吹风机送热风时的工作电路， 对应的额定功率为1100W,将它接入电压为220V 的电路中，正常工作（送热风）l0min,电吹风机消耗 的电能为 J如果电热丝电阻为48.42，则 此时电热丝消耗的功率为 W,在10min内 它产生的热量为 J. 98 学 热 插头厂 小电 四 扇丝 10.某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应 的影响因素，实验步骤如下： 0.4 A。 588 乙 ①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A, B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路； ②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位 置，记录此时电流表的读数I,通电一段时间，记录 A,B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为 △h1,△h2； ③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初 始位置； ④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流 表的读数为2I,当通电时间与步骤②相同时，记录 A,B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h3, △h4,实验数据如表， (1)步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时 电流为 A. (2)本实验通过设计串联电路来研究电阻对电 流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？ (3)小明认为：只要选择“△h1,△h2,△h3,△h4” 四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流 产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这 两个量的大小关系： 烧瓶玻璃管内液面的变化高度 电流大小 A烧瓶(R4=102) B烧瓶(RB=202) △h △h2 21 △h3 △h: 九年级 B组 11.如图所示，甲、乙、丙三个密闭容器中密封 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.三个容器中的电阻丝串联起来接 到电源两端，其中在丙容器的外部，将一个电阻和 这个容器内的电阻并联通电一段时间后，U形管中 两侧的液面高度差最大的是 A.甲 B.乙 C.丙 D.三个相同 12.如图是某款电热水龙头的电路原理图.R1、 R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接 触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水档之间的切 换.当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是 水（填“冷”“温”或“热”）.若R2=2R1,水龙 头在温水挡正常工作时电功率为2000W,则它在热 水挡正常工作1min消耗的电能为 0220Vo- 13.在研究影响电流热效应的因素时，同学们 发现用电阻丝对煤油加热，温度计的示数变化过程 非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下 改进的设想： B 设想一：将煤油换成水来做实验；设想二：通过 加热空气来做实验 (1)根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一 是错误的，你认为他们判断的依据是 (2)为了验证设想二，他们设计了下面的实验： ①用相同的电阻丝及锥形瓶组成如图A、B的 全一册 装置，在装置中装入等量的红墨水，使得A瓶中的 电热丝放置在液体上空（如图A); ②在塞橡皮塞时发现A装置中有液体进入玻 璃管并高出瓶内的液面，为使管内的液柱与瓶内液 面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入 瓶内如图所示，接下来的操作是 ③完成上述实验步骤后，再将它们分别接入相 同的电路，如若猜想二是正确的，请预测会观察到 什么现象？ 14.为探究“电流通过导体产热的多少与导体 电阻的关系”，小柯用如图甲所示装置进行实验，图 中两个250mL的同规格烧瓶内装有等体积的煤 油，瓶塞上各插一根同规格的玻璃管，瓶内连接的 电阻丝的阻值分别为52和102. R=52R=102 R=42R,=122 甲 (1)【实验步骤】 ①连接好电胳，将滑动变阻器的滑片移至 端（填字母），分别标记两烧瓶内玻璃管中液面 的起始位置；②闭合开关，通电t。时间后，分别标记 此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置；③比较发现 102电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高. (2)【推测结论】在电流和通电时间相同的情况 下，电阻越大，电流产生的热量 (3)【交流反思】 方案一：在前一次实验后，待玻璃管中的液面 将回到起始高度后，按小柯的实验步骤②再次进行 实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论. 方案二：用乙图所示装置替换甲图中对应装置 (乙图中两个烧瓶规格相同，容积都为500mL),按 小柯的实验步骤①②进行实验，得出结论 以上两种方案，你认为可行的有 15.如图甲、乙所示为某型号电水壶的电路示 意图及铭牌，R与R。产生的热能均能被水吸收，保 温状态水温保持在80℃以上.回答下列问题： 9 ▣出 科 货号 ××XXX× 型号XXXXXx R 额定功率加热1100W 保温40W 220y 容量 0.5L M温度0 20 0 >时间/min 102030405060 芮 (1)保温状态下，开关S。、S分别处于什么状态？ (2)求电阻R。和R的阻值. (3)80℃的一杯水，放在桌上自然冷却，每隔 5分钟记录一次水温，得出丙图图线.从图中可以得 出什么降温规律？ (4)一满壶80℃的水自然冷却到室温，水释放 的热量为多少？〔水的比热容c=4.2×103J/ (kg·℃)门 ● 16.如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它 的简化电路图.R1、R2是定值电阻，闭合开关S1,开 关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时 电压力锅的功率P,=1000W,通过R,的电流为 I1,当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断 开并与触电α接通，S,仍闭合.电压力锅处于保压状 态，此时电压力锅的功率为P2,通过R2的电流为 I2.图2是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加 热到保压消耗的电功率与时间的关系，已知I1= 512.求： 2 AP/W 10 20t/min 图2 100 学 (1)电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的 电流 (2)电压力锅处于保压状态时的功率P2· (3)用电高峰期，电路的实际电压为210V,电 压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的 时间.（不考虑能量损失） C组 17.为确保G20峰会顺利召开，杭州对城市基 础设施进行大力提升与改造.在一部正在进行检修 的人行天桥的扶梯上，小杨向检修师傅了解到相关 的信息：扶梯的阶梯在电动机的带动下顺时针匀速 转动，扶梯的倾斜角为30°，将行人竖直提升的高度 为6米；阶梯正常情况下的运行速度为1m/s,电动 机允许通过的最大电流为25A;由于轮轴、机械传 动等方面的摩擦，自动扶梯工作时的机械效率？为 80%.在最大电流工作时，扶梯的输送能力为2人/s; 电动机接在电压U=380V不变的电源上，人的平 均质量为50kg,求： 扶手驱动器 扶手 驱动齿轮 阶梯 电动机 T内栏 导链返回轮 (1)扶梯将行人从底端运送到顶端的时间. (2)电动机输出的机械功率. (3)电动机线圈的电阻，