第2章 第3节 电路中的电能（4）阶梯训练-2026-2027学年浙教版科学九年级上册

**基本信息** 本练习以“聚焦科学概念-升科学素养-拓展创新能力”三层递进设计，覆盖电路中电能核心知识点，通过基础巩固、综合应用到实验探究的路径，培养科学观念与探究实践能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |聚焦科学概念|电流热效应、电热器判断、焦耳定律基础计算|以选择、填空为主，如第1-7题辨析热效应应用，第11-15题强化公式直接应用，巩固科学观念| |升科学素养|电路故障分析、电功率与热量综合计算|含情境应用题，如第23题电热足浴盆效率计算，第18题电动机故障热量比较，体现科学思维| |拓展创新能力|实验探究设计、多挡位电路分析|实验题如第26题探究电热影响因素，综合题如第27题电热水壶三挡功率计算，培养探究实践与创新思维|

九上科学 第2章 第3节 电路中的电能（4）阶梯训练（答案版） ◆聚焦科学概念 1--5 D C C C B 6--10 D D D C D 11． 相等 小 12． 机械 内 散热 2200 20 13．(1) 一样 电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样 (2) 1200 水吸热相同，根据W＝Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以更省电 14． 奥斯特 通电时间 48 15． 小 2.52×105 0.75 16． 气体 10 电阻 17．解：(1)S闭合，R0短路，R两端电压为220伏，电路中电流最大，电水壶处于加热状态。 Q吸＝c水m水Δt升＝c水ρ水V水Δt升 ＝4.2×103焦/(千克·℃)×1.0×103千克/米3×2×10－3米3×(100 ℃－25 ℃)＝6.3×105焦。 (2)R＝＝＝44欧。 (3)UR＝IR＝0.2安×44欧＝8.8伏， UR0＝U－UR＝220伏－8.8伏＝211.2伏， PR0＝UR0I＝211.2伏×0.2安＝42.24瓦。 ◆升科学素养 18--21 C B A B 22．加热 电功 4.8×105焦 23．解： (1)水吸收的热量Q＝cm(t－t0)＝4.2×103焦/(千克·℃)×5千克×(42 ℃－22 ℃)＝4.2×105焦。 (2)由图乙指示灯可知，加热时足浴盆的功率P＝800瓦， 则足浴盆加热10分钟消耗电能W＝Pt＝800瓦×10×60秒＝4.8×105焦， 足浴盆的电热效率η＝×100%＝×100%＝87.5%。 (3)工作电流I＝＝≈3.6安，加热电阻的阻值R＝＝＝60.5欧。 (4)加热后，爷爷换成300瓦挡位，泡脚20分钟， 则泡脚时足浴盆消耗的电能W′＝P′t′＝300瓦×20×60秒＝3.6×105焦， 加热和泡脚消耗的总电能W总＝W＋W′＝4．8×105焦＋3.6×105焦＝8.4×105焦。 ◆拓展创新能力 24--25 D C 26．(1)高度差 转换法 (2) 使通过电阻丝R1和R2的电流不相等 (3) 甲 当电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 (4)200 27．解：(1)标准大气压下水的沸点为100 ℃， 则水吸收的热量Q吸= cm(t-t0)=4.2×103焦/(千克·℃)×2千克×(100 ℃-30 ℃)=5.88×105焦， 消耗的电能W=P中t′=500瓦×20×60秒=6×105焦， 电热水壶的效率η=×100%=×100%=98%。 (2)R1、R2为阻值相同的电热丝，要让电壶处于高温挡，其电阻应当最小。图乙所示连接方式中，图a连接为开路，Pa=0；Rb=2R，Pb＝＝；Rc=R，Pc==；Rd=0.5R，Pd===。所以图d连接为高温挡，图c连接为中温挡，图b连接为低温档，则电热水壶高温挡的额定功率P高=2P中=2×500瓦=1000瓦。 (3)电热水壶的实际功率P实===0.9千瓦=900瓦＜1000瓦，此时电热水壶不是正常工作。 学科网（北京）股份有限公司 $ 九上科学 第2章 第3节 电路中的电能（4）阶梯训练（原卷版） ◆聚焦科学概念 1．下列事例中，属于防止电流的热效应产生危害的是（ ） A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B．家里使用电热水壶烧水 C．小明妈妈用电熨斗熨衣服 D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温 2．下列家用电器不属于电热器的是（ ） A．电炉　 B．电熨斗　 C．洗衣机 D．电热毯 3．有下列家用电器：①普通灯泡；②电风扇；③电烙铁，它们铭牌上的字样均为“220 V　40 W”，正常工作相同时间，则产生的热量为（ ） A．普通灯泡最多 B．电风扇最多 C．电烙铁最多 D．一样多 4．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电阻丝的导线却不怎么热，主要是因为（ ） A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝缘皮隔热 C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻 D．导线散热比电阻丝快 5．甲、乙两种电热器电功率之比为1∶2，通电时间之比为3∶4，则产生的热量之比为（ ） A．1∶2 B．3∶8 C．3∶4 D．2∶3 6．对焦耳定律的理解，下列说法正确的是（ ） A．电流做了多少功就有多少电能转化为内能 B．电流通过电阻产生的热量与电流成正比 C．用电器两端的电压越大，产生的热量越多 D．通过电阻的电流越大，产生的热量不一定越多 7．要使电热器在单位时间内供热减少一半，下列方法中正确的是（ ） ①电压不变，电阻增大到原来的2倍　②电阻丝不变，把通过它的电流减少一半　③保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半　④把电热器的电阻和加在它两端的电压均减小一半 A．②④ B．③④ C．①③ D．①④ 8．如图所示为探究影响电流热效应因素的实验装置，将R1、R2两个电阻丝密封在两个完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（ ） A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显 B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系 C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少 D．若要比较水和煤油的比热容大小，则只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可 9．普通电饭锅具有加热和保温两种工作状态，内部电路由一根电热丝和两只开关组成，开关S1受温度控制，当温度低于65℃时自动闭合，高于85℃时自动断开；开关S2须手动闭合，按下按钮时S2闭合，当温度升高到103 ℃时S2自动断开，此后不能自动闭合。下列判断正确的是（ ） A．用冷水煮饭，按下按钮后，只有S2是闭合的 B．用冷水煮饭，按下按钮后，S1和S2同时断开 C．用电饭锅烧冷水，不按下按钮，水也能被加热 D．用电饭锅烧水，水开后温度保持在100 ℃左右 10．小明想设计一种能反映并可调节温度高低的电热毯电路，其原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，使电热丝产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”(电压表)示数变大。下列电路符合设计要求的是（ ） 11．电炉丝热得发红，而跟它串联的导线却几乎不发热，这是因为通过它们的电流 (填“相等”或“不相等”)，而导线的电阻比电炉丝的电阻 (填“小”或“大”)得多。 12．电动机在工作过程中将电能转化为 能和 能，电动机外壳留有小孔，是为了 。一台电动机接在220伏的电源上，正常工作时，通过的电流是2安，在5秒内电流做功 焦。若线圈电阻为1欧，则在这段时间内，电流通过电动机产生 焦的热量。 13．小明和姐姐一起去买电水壶，当他们选择某一品牌的电水壶时，发现有800瓦和1200瓦两种功能可选，如图是他们对买哪一款更省电的问题出现的不同意见。请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，帮他们分析： (1)不考虑热散失， (填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电，理由是： 。 (2)考虑热散失， 瓦(填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电，理由是： 。 14．1820年，丹麦物理学家 在课堂上做实验时发现了电流的磁效应。电流也具有热效应，20年后的1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和 的关系，家用电风扇工作时，电动机同时也要发热，一台标明“220V　44W”的电风扇正常工作10分钟，电流产生的热量为 焦(已知电动机线圈电阻为2欧)。 15．某品牌电热水壶上标有“220 V　1400 W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻 。在额定电压下，电热水壶烧水3分钟，这段时间内电热水壶发热体产生的热量是 焦；若发热体产生的热量全部被水吸收，则能将__ _千克的水从20 ℃升高到100 ℃。[c水＝4.2×103焦/(千克·℃)] 16．如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据 (填“气体”“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R1＝10欧，R3＝6欧，为了探究电流产生的热量与电流的关系，则R2＝ 欧。若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可探究电流产生的热量与 的关系。 17．如图甲所示是某型号电水壶的铭牌，如图乙所示是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，随温度变化闭合或断开，从而实现了自动切换保温和加热两种状态。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，则： (1)温控器S闭合时，电水壶处于加热状态；要把满壶水从25 ℃加热至沸腾(标准大气压)需要吸收多少热量？ (2)电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？ (3)当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是0.2安，此时电阻R0的电功率是多少？ ◆升科学素养 18．一台电风扇通电后电流I随时间t变化的图像如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q1。后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为Q2。忽略温度对电阻的影响，则（ ） A．Q1＝Q2 B．Q1＞Q2 C．Q1＜Q2 D．条件不足，无法比较Q1和Q2的大小 19．有两根电热丝R1和R2，其阻值关系是R1∶R2＝3∶1，若单独用R1对一壶水加热，则所需时间为t0。若将这两根电热丝并联连入同一电路，若不计热损失，则烧开同一壶水所需的时间为（ ） A. B． C． D． 20．如图所示，电源电压不变，R1、R2是两个相同的电阻，当闭合开关S1，断开S2、S3时，通电20分钟，电路产生的热量为Q；同时闭合S2、S3，断开S1，若要产生相同的热量Q，则需通电（ ） A．5分钟 　B．10分钟 C．20分钟 　D．40分钟 21．小明同学发现，生活中经常有插头、插座烧坏（如图所示），而完整的电线却很少有烧坏的情况发生。对此现象分析正确的是（  ） A．此处比电线完整的地方电流要大 B．此处电阻较大，相等时间内发热更多 C．此处电阻较小，功率较大 D．此处热量不易散失 22．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于 (填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是 ，其大小为 。 23．小明给爷爷网购了一台电热足浴盆，其铭牌部分参数如图甲。 (1)他为爷爷往足浴盆里加入初温为22 ℃的水，使之达到最大允许注水量，开始正常加热，控制面板如图乙所示，当温度达到显示温度时，完成加热。求此过程中水所吸收的热量。[c水＝4.2×103焦/(千克·℃)] (2)此次加热过程耗时10分钟，求此过程足浴盆的电热效率。 (3)求此次加热时足浴盆的工作电流和加热电阻阻值。(精确到0.1) (4)加热后，爷爷换成300瓦挡位，泡脚20分钟，问此次加热和泡脚总共消耗多少电能？ ◆拓展创新能力 24．物理是以实验为基础的自然科学。下列有关物理实验的说法正确的是（　　） A．图甲实验中小磁针对通电导线没有力的作用 B．图乙装置可用来探究发电机工作的原理 C．图丙装置可用来探究电热与电流大小的关系 D．图丁装置可用来探究导体长度对电阻大小的影响 25．如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大 B．R1的阻值为40Ω C．当R2的电阻为30Ω时，滑动变阻器的电功率最大 D．电流为0.6A时，1min内电流通过R1产生的热量是10.8J 26．小明同学为了探究通电导体产生热量的影响因素，做了如图所示的实验。甲、乙两个相同的容器中密封着等量的空气，R1、R2、R3分别为阻值不变的电阻丝。 (1)实验中通过观察U形管中液面的　 来体现导体产生热量的多少，这种研究问题的方法是　 。 (2)实验中电阻丝R3的作用是 。 (3)通电一段时间后，通过对比观察可知， （填“甲”或“乙”）容器中的电阻丝产生的热量多。由此可得出的结论是 。 (4)若通过电阻丝R1的电流为2A，通电时间为20s时，电阻丝R2产生的热量为　 J。 27．如图甲所示为某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有a、b、c、d四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500瓦，求： (1)电热水壶调至中温挡正常加热，将2千克温度为30 ℃的水烧开(标准大气压下)需要20分钟，水所吸收的热量及电热水壶的效率。 (2)电热水壶高温挡的额定功率。 (3)若某次电热水壶用高温挡加热0.1小时，耗电0.09千瓦时，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。 学科网（北京）股份有限公司 $