电流的热效应 专项练习 （一） 2026-2027学年北师大版物理九年级全一册

2026年北师大版九年级全一册物理第十三章章节专题训练： 电流的热效应专题（一） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．当温度降到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫超导体。电流通过超导体时不发热，故超导体的应用具有十分诱人的前景。假设科学家已研制出室温下就能使用的超导体，它可以用来制作（　　） A．家用保险丝 B．电动机的线圈 C．电炉的电热丝 D．白炽灯泡的灯丝 2．央视节目《是真的吗》中，主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中、和段等长。戴好防护手套，将锡纸条两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是（     ） A．最先着火的是段，因为这里的电流最大 B．通过、、段的电流相等，但是段电阻最大，相同时间内产生的热量最多 C．电流通过、、段相同时间产生的热量相同 D．通过段的电流最小，但是段电阻最大，相同时间内产生的热量最多 3．电动机将电能转化为机械能和内能，一台电动机额定电压为220V，额定电流为5A，线圈电阻为1Ω，它正常工作10s，则电流产生的热量和转化成的机械能分别为（     ） A．250J  10950J B．11000J  10950J C．250J  10750J D．48400J  1100J 4．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，下列说法正确的是（     ） A．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 B．将R2和R3都换成的电阻丝，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C．该实验装置利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少 D．若通过R1的电流为2A，通电1min，R2产生的热量为300J 5．一台线圈电阻为r的电动机可以等效为一台理想电动机M和纯电阻r串联，如图所示。如果将此电动机接入电压为U的电源，通过的电流为I，则在t时间内（     ） A．M产生的电热为 B．M产生的电热为Q=IUt C．M消耗的电能为E=I（U-Ir）t D．M消耗的电能为E=IUt 6．如图是“探究影响电流热效应的因素”实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的玻璃瓶内，且，瓶内装入初温、质量相同的煤油。下列说法错误的是（     ） A．与串联目的是为了控制电阻丝中电流相同 B．闭合开关后，所在瓶温度计示数变化更快 C．滑动变阻器的滑片向左移，两瓶中煤油温度上升将变慢 D．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系 7．如图所示是家庭电路中电热水壶电路示意图，该电热水壶（     ） A．其电热丝可以利用超导体制作 B．是利用电流的磁效应来工作的 C．保险丝熔断是因电路电流过大引起的 D．接保护线是为了防止发生漏电 8．图甲为某品牌家用空气炸锅，空气炸锅在工作时通过电动机向内部吹风，借助空气的循环达到迅速升温的目的，电动机上标有“220 V，11 W”字样。空气炸锅内部部分简化电路如图乙所示，其额定电压为220 V。发热元件为和两个定值电阻，阻值分别为和。S为定时开关，通过调节开关和（是单刀双掷开关），可实现高温档、中温档和低温档三个挡位的切换。下列说法正确的是（     ） A．电动机正常工作时的电阻是 B．闭合定时开关S，断开开关，接a端时为高温挡 C．闭合定时开关S，闭合开关，接a端时，电路1 min内产生的热量为27720 J D．空气炸锅在正常工作时，电路中的总功率最大为1331 W 9．如图，相同容器中装有相同质量的水，用不同电加热器在相同电压下工作，忽略散热损失，若将甲、乙容器中的水均从20℃升温至40℃，所需时间分别为2min和3min，则下列说法正确的是（     ） A．加热器的电阻之比为 B．升高相同温度，水吸热之比为 C．吸收相同热量，水的末温之比为 D．加热相同时间，水吸收的热量之比为 10．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中（　　） ①电源电压为；               ②定值电阻R的阻值为； ③滑动变阻器的最大阻值为；  ④滑片p在a端时，通电电阻R产生的热量为。 A．只有①②③正确 B．只有①③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②④正确 二、填空题 11．据史册《汉志》记载，湖南的产茶史可追溯到两千多年前的西汉初期，是我国人工栽培茶树最早的省份之一。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，和均为发热电阻。请你分析，该煮茶器的工作原理是利用了电流的______效应，当该煮茶器处于“加热”挡位时，开关处于______状态。 12．如图所示电路，电源电压恒为3V，，闭合开关、，电流表的示数为0.5A，通电5min，产生的热量是______J。 13．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，是电热丝，，。开关S接“1”时，电热壶为______挡，此挡位电热壶的额定功率为______W。开关S接“2”时，正常工作1min，电流通过产生的热量为______J。若在用电高峰期，实际电压为200V，电热壶的实际加热功率为______W。 14．如图所示，开关S闭合后，发现、两只电流表的指针恰好偏转到同一位置，若通过的电流为，，则通电电阻产生的热量为________。 15．将一只“3 V  1.5 W”的小灯泡接到6 V的电源上正常发光，则需要___________联一个电阻，若通电2s，电流通过该电阻产生的热量为___________J。 16．如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状，此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印4min，电能表指示灯闪烁16次，刚好将30g的塑胶从20℃加热到276℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为0.022kW，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为，求： (1)开关接到___________（选填：“0和1”，“1和2”或“2和3”）位置时是慢挡； (2)3D打印笔快挡打印4min所消耗的电能___________； (3)3D打印笔快挡打印时的热效率___________； (4)R1的阻值___________。 三、实验题 17．探究“电流产生的热量与什么因素有关”，作出正确猜想后进行探究。选取符合要求的电阻丝，装入实验装置中，透明容器中密封等量空气，U形管中液面高度差的变化能比较容器中空气温度的变化。 (1)将乙装置接入图甲电路A、B之间，电阻丝和串联的目的是控制______相同。 (2)闭合开关前发现U形管中液面不相平，说明装置气密性______（“好”、“不好”）。解决问题后，闭合开关，通电一段时间，发现一侧U形管中液面始终相平，一侧U形管中液面出现高度差，导致该现象的原因可能是______________________________________________。 (3)将丙装置接入图甲电路A、B之间，闭合开关后，通过的电流______（“大于”、“小于”或“等于”）通过的电流，通电一段时间后，会观察到一侧比一侧U形管中液面高度差______（“大”、“小”或“相等”）。 (4)小明认为将乙装置接入图甲电路A、B之间，以为研究对象，分别将滑片调节至不同位置也能得出（3）的规律；小红分析后认为小明的方案必须添加测量仪器______才能完成探究。 18．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，小明和小华同时进行了实验，小明设计的实验电路如图所示，A、B为两个完全相同的烧瓶，瓶中插入温度计a、b。 (1)为了让实验效果更显著，应在A、B两烧瓶中加入质量、初温均相同的______（选填“煤油”或“水”）； (2)实验中，通过观察温度计的示数变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，下列实验应用了该研究方法的是______（选填序号）； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究导体电阻的大小与哪些因素有关 C．“伏安法”测电阻 (3)爱思考的小明还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力，在图中的A、B两烧瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且换用两根电阻丝的电阻______。闭合开关，一段时间后，若温度计a比温度计b温度升高得快，则A、B两烧瓶内液体比热容的关系为cA__________________cB；（均选填“>”、“<”或“=”） 四、计算题 19．如图所示的电路中，电源电压恒定，R1、R2均为定值电阻，R1的阻值为5 Ω。 (1)闭合开关S1、断开开关S2，电流表示数为0.6A，求电源电压； (2)闭合开关S1、S2，电流表示数为0.9A，求电阻R2的阻值； (3)闭合开关S1、S2，通电10s，求电路产生的热量。 20．某电吹风的简化电路图如图所示，、是电热丝，M是电动机，电动机线圈电阻0.1Ω。开关S闭合，、断开时吹冷风，通过电动机的电流为0.5A；S、闭合，断开时吹暖风，的阻值为110Ω；S、、均闭合时吹热风，电吹风的总功率为1100W。求： (1)吹冷风1分钟电动机发热多少焦耳； (2)吹暖风2分钟总共消耗多少电能； (3)的阻值。 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C D C C C D A A 1．B 【详解】超导体的核心特性是电阻为0、电流通过时不发热，因此超导体只能用于不需要利用电流热效应的电路元件，而不能用于依靠电流热效应工作的元件。 A． 家用保险丝的工作原理是：电路过载时，电流过大，保险丝因电阻发热达到熔点而熔断，从而保护电路。超导体电阻为0，不会发热，无法熔断，不能制作保险丝。故A不符合题意； B． 电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，线圈的电阻会产生额外的热损耗（电能→内能），降低电动机效率。用超导体制作线圈，电阻为0，无热损耗，消除了线圈的电阻热损耗，大幅提高电动机效率，可以制作电动机线圈。故B符合题意； C． 电炉的核心是电热丝依靠电流热效应（电能→内能）产生热量，加热物体。超导体电阻为0，不发热，无法产生热量，不能制作电热丝。故C不符合题意； D． 白炽灯的灯丝（钨丝）通过电流热效应发热至高温，进而发光。超导体电阻为0，不发热，无法发光，不能制作灯丝。故D不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】锡纸条各段串联，通过ab、bc、cd段的电流相等。ab段横截面积最小，材料和长度相同，故ab段电阻最大。由 可知，在电流和通电时间相同时，ab段产生的热量最多，故B正确。 故选B。 3．C 【详解】由焦耳定律得，电流产生的热量为 电动机消耗的总电能为 转化的机械能为 故选C。 4．D 【详解】左侧容器中，右侧容器中，容器外与并联，因此干路电流满足，由于，并联时电压相等，因此； A．根据焦耳定律，、通电时间相同，，因此产热更多，左侧U形管液面高度差比右侧大，故A错误； B．探究电流产生热量与电阻的关系，需要控制电流、通电时间相同，只改变电阻大小；将、换成后，通过左侧容器内R1的电流仍大于右侧容器内R2电阻的电流，电流不相同，变量不唯一，故B错误； C．该实验是利用容器内密封空气的热胀冷缩，反映电阻产热的多少，不是利用U形管中液体的热胀冷缩，故C错误； D．若通过R1的电流，则通过R2的电流 产生的热量 故D正确。 故选D。 5．C 【详解】AB.电动机M是理想电动机，没有内阻，不会产生热量，故电动机M产生的电热为0，故AB错误； CD.电路中消耗的总电能，电阻r产生的电热，故电动机M消耗的电能，故C正确，D错误； 故选C。 6．C 【详解】A．串联电路电流处处相等，与串联的目的就是控制通过两电阻的电流、通电时间相同，故A正确； B．根据焦耳定律，电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生热量越多；已知，因此产热更多，所在瓶温度计示数变化更快，故B正确； C．滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，电路电流变大，相同时间内电阻产生热量更多，两瓶煤油温度上升会变快，不是变慢，故C错误； D．探究电流热效应与电流的关系时，需要控制电阻不变、改变电流；该装置可以通过移动滑动变阻器滑片改变电流，观察同一个烧瓶内煤油的温度变化，就能完成探究，故D正确。 故选C。 7．C 【详解】A．电热水壶的电热丝依靠电流的热效应发热，超导体电阻为0，无法产生热量，不能用来制作电热丝，故A不符合题意； B．电热水壶将电能转化为内能加热水，是利用电流的热效应工作，故B不符合题意； C．保险丝熔点低，当电路短路或总功率过大时，电流过大，保险丝产生大量热量熔断，切断电路保护电器，故C符合题意； D．图中保护线连接电水壶的金属外壳，若电水壶漏电使外壳带电，电流会通过保护线导入大地，避免人体接触后发生触电，它不能防止发生漏电，只是漏电后保护人体，故D不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】A．若电动机是纯电阻，正常工作时的电阻是，但电动机是非纯电阻，电能转化为机械能和内能，欧姆定律不使用，则，因此电阻不是，故A错误； BC．闭合定时开关，断开开关，接端时，和串联，总电阻最大；闭合定时开关，断开开关，接端时，和都没有接入电路；闭合定时开关，闭合开关，接端时，被短路，只有接入电路；闭合定时开关，闭合开关，接端时，和并联，总电阻最小，电源电压不变，由可知，总电阻越大，功率越小，闭合定时开关，断开开关，接端时为低温挡； 闭合定时开关，闭合开关，接端时，与电动机并联，产生的热量 电动机消耗的电能 电路消耗的电能 由于电动机为非纯电阻，电路产生的热量小于，故BC错误； D．由前面分析可知，闭合定时开关，闭合开关，接端时，和并联，电路的总电阻最小，由可知，总功率最大，电路中的总功率最大为，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】A．忽略散热损失，两容器中水的质量相同，升高相同温度，水吸热相等，根据焦耳定律可得 故A正确； B．两容器中水的质量相同，升高相同温度，由可知，水吸收的热量相等，即水吸热之比为，故B错误； C．两容器中水的质量相同，由可得，吸收相同热量，水温的升高值相同，水的初温相同，则末温也相同，即水的末温之比为，故C错误； D．甲中水加热2min吸收的热量Q，则1min吸收的热量，乙中水加热3min吸收的热量Q，则1min吸收的热量，加热相同时间，水吸收的热量之比，故D错误。 故选A。 10．A 【详解】由电路图甲可知，定值电阻R与滑动变阻器RP串联，电压表测量定值电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流。 当滑片P从b端移到a端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，定值电阻R两端的电压增大。因此，图乙中(1.5V，0.3A)的点对应滑片在b端时的情况，(4.5V，0.9A)的点对应滑片在a端时的情况。 ①当滑片P在a端时，只有定值电阻R接入电路，此时电压表测量的是电源电压。由图乙可知，此时电压表示数为4.5V，即电源电压为4.5V； ②当滑片P在a端时，电路中的电流为0.9A，定值电阻R两端的电压为4.5V。根据欧姆定律可得，定值电阻R的阻值为 ③当滑片P在b端时，滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流为0.3A，电路的总电阻为 根据串联电路电阻特点可知，滑动变阻器的最大阻值为 ④当滑片P在a端时，定值电阻R两端的电压为4.5V，通过的电流为0.9A。 通电时间1min，定值电阻R产生的热量为 综上所述，正确的说法是①②③。 故选A。 11． 热 闭合 【详解】煮茶器属于电热器，利用电流的热效应工作。由可知，电源电压不变时，电路总电阻越小，总功率越大。开关闭合时，与并联，总电阻更小，总功率更大，对应加热挡，故加热挡时处于闭合状态。 12．180 【详解】闭合、时，与并联，电流表测干路电流，通过的电流为 由并联电路电流规律可知，通过的电流为 已知通电时间 则产生的热量为 13． 加热 968 120 800 【详解】电压一定，根据，开关S接“1”时，只有接入电路，总电阻较小，总功率较大，故为加热挡； 加热挡额定功率为 开关S接“2”时，与串联，电路电流为 电流通过产生的热量为 实际加热功率为 14．96 【详解】由图可知，与并联，并联电路各支路电压相等，两端电压为 电流表测量干路电流；电流表测量通过的支路电流。根据并联电路电流规律，可知干路电流大于支路电流。因为、两只电流表的指针恰好偏转到同一位置，说明二者选用的量程不同，选用大量程，分度值为；选用小量程，分度值为，相同指针位置下，大量程电流表的示数是小量程电流表示数的倍，即，由，可得，解得。通电1min电阻产生的热量为 15． 串 3 【详解】因电源电压大于小灯泡额定电压，串联电路可分压，故需串联一个电阻进行分压。 小灯泡正常发光电流 串联的电阻两端电压 因串联电路电流处处相等，电阻的电流等于小灯泡额定电流，通电2s电流通过电阻产生的热量为 16．(1)1和2 (2)19200J (3)80% (4)1595Ω 【详解】（1）开关接1和2时，与串联，总电阻最大。由可知，电压一定时，电阻越大功率越小，故为慢挡。 （2）快挡正常工作，电能表指示灯闪烁16次。消耗的电能为 （3）塑胶吸收的热量为 热效率为 （4）快挡时，被短路，电路中只有工作。快挡功率为 则的阻值为 慢挡时，与串联，慢挡功率为 总电阻为 则的阻值为 17．(1)电流和通电时间 (2) 好 电阻丝短路 (3) 大于 大 (4)秒表 【详解】（1）串联电路的核心特点是各处电流相等，且两个电阻丝接入同一电路，通电时间自然相同，所以将和串联是为了控制电流、通电时间相同，以此探究电流产生的热量与电阻的关系。 （2）闭合开关前U形管液面不相平，说明两侧液面上方气压存在差值，容器密封状态稳定，证明装置气密性好； 通电后侧U形管液面始终相平，说明该侧容器内空气没有受热膨胀，原因可能是电阻丝短路，没有电流通过，不产生热量。 （3）丙装置中和容器外的并联，再和串联，根据并联电路的电流规律，干路电流大于支路电流，因此通过的电流大于通过的电流； 根据焦耳定律，和电阻相同、通电时间相同，的电流更大，产生的热量更多，对应U形管的液面高度差更大。 （4）小明的方案是控制电阻和通电时间不变，改变电流来探究热量和电流的关系，电流可以通过调节滑动变阻器的滑片来改变，通电时间需要秒表来控制，因此必须添加秒表来测量不同位置滑片对应的通电时间，才能完成探究。 18．(1)煤油 (2)B (3) = 【详解】（1）煤油的比热容比水小，在质量相同、吸收相同热量时，煤油的温度升高更明显，实验现象更易观察，因此选煤油。 （2）通过温度计示数变化反映产生热量的多少，这种将不易直接观测的物理量转换为直观易测现象的方法是转换法。 A．探究电流与电压、电阻的关系用的是控制变量法，故A不符合题意； B．探究导体电阻的影响因素时，通过电流表示数大小反映电阻大小，属于转换法，故B符合题意； C．选项伏安法测电阻是利用公式直接测量计算电阻，没有用到该转换思想，故C不符合题意。 故选B。 （3）比较不同物质的吸热能力时，需要保证两种液体在相同时间内吸收的热量完全相等；图中两根电阻丝串联、电流和通电时间相同，根据焦耳定律，只有让两根电阻丝的电阻相等，才能保证相同时间放出的热量相等，让两种液体吸收的热量相同； 根据比热容公式，质量、吸收热量相同时，温度升高越快，即越大，比热容越小，因此A的温度升得更快时，。 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）闭合、断开时，电路为仅的简单电路，电流表测通过的电流。 根据欧姆定律可得电源电压 （2）闭合、时，与并联，电流表测干路总电流。 并联电路各支路独立工作，因此通过的电流仍为；根据并联电路电流规律，通过的电流 并联电路各支路电压等于电源电压，由欧姆定律可得的阻值 （3）由于该电路为纯电阻电路，所以电路总热量 20．(1) 1.5J (2) 6.6×10⁴J/66000J (3) 88Ω 【详解】（1）S闭合、S1、S2断开时，只有电动机接入电路。工作时间 由焦耳定律得电动机发热量 （2）S、S1闭合，S2断开时，电动机与并联，电源电压。工作时间 电动机消耗的电能 消耗的电能 总消耗电能 （3）S、S1、S2均闭合时，电动机、、三者并联。 电动机的功率 的功率 的功率 的阻值 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 $