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初中物理沪科版九年级全册第十六章 电流做功与电功率第四节 科学探究：电流的热效应精品达标测试
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这是一份初中物理沪科版九年级全册第十六章 电流做功与电功率第四节 科学探究：电流的热效应精品达标测试，文件包含26电流的热效应解析版doc、26电流的热效应原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
电流的热效应：
1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：
Q =UIt= U2t/R=W=Pt
①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn
并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1
②无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+…Qn
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt
3、应用——电热器：
①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。
②原理：焦耳定律
③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻大、熔点高的合金制成。
④优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
例题演练
一．选择题（共4小题）
1．如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个10Ω的电阻并联后再与另一个10Ω的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个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，下列说法正确的是（ ）
A．图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
D．将图示中左侧10Ω电阻丝换成5Ω电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
2．如图是探究焦耳定律的实验装置，两个烧瓶中装着等质量、等温度的煤油，电阻阻值R1＞R2。闭合开关一段时间后，记录两支温度计的示数。下列说法中正确的是（ ）
A．闭合开关，电阻两端的电压关系为U1＜U2
B．通电1min后R2所在的烧瓶温度计示数更高
C．温度计示数的变化可反映电阻产生热量的多少
D．该装置只能探究电流产生的热量与电阻大小的关系
3．电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减小电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。下列实例中是利用电流热效应的是（ ）
A．电视机后盖有很多散热孔
B．计算机内安有小风扇把热空气驱散
C．电动机利用翼状散热片增大散热面积
D．利用电热孵化器孵小鸡
4．电流热效应在生产，生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况中属于防止电热危害的是（ ）
A．图一1，养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．图一2，电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
C．图一3，家里使用电热水壶烧水
D．图一4，小明妈妈用电熨斗熨衣服
二．实验探究题（共3小题）
5．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。甲、乙两装置使用的是同一电源。
（1）实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了 的研究方法。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，乙装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后，甲装置中 （选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面高度差较大。
（3）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为 。
6．同学们准备了学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线。还有完全相同的甲、乙两烧瓶，其中分别装有电阻R甲、R乙和相同的温度计，连接了如图所示的电路，进行实验探究：
（1）小明利用这套装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容，除需要保持液体质量相同外，他设计电路时必须满足的条件是R甲、R乙的阻值 （选填“相同”或“不同”），这样做的目的是 。
（2）小丽利用这套装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，她设计电路时应使R甲、R乙阻值 （选填“相同”或“不同”）；除控制电流大小和通电时间相同外，还应控制液体的种类和质量相同，实验中是通过 反映导体产生热量多少的。
7．某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。
（1）实验中通过观察U形管中液面高度的变化，可以比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 。
（2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝 （填电路连接方式），是为了探充电流产生的热量与 的大小的关系，这种研究方法叫 法。
（3）将图甲中开关闭合，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大。
（4）让两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联（如图乙所示），此时通过两容器中电阻丝的电流不同，在通电时间相同的情况下， （选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，由此得到的结论是 。
三．计算题（共3小题）
8．智能机器人能够为人类在很多方面提供优质的服务，机器人在酒店可以辅助或替代酒店员工的很多工作。下表是如图甲所示的智能机器人的部分参数：
（1）小K给顾客送餐时，以小K为参照物，他所承载的餐盘是 （填“运动”或“静止”）。
（2）如果小K以最大功率、最大移动速度运送一次最大送餐量物体（餐盘质量不计）到30m外的顾客处，它所做的功是多少？
（3）如图乙所示为小K送餐时电路原理图，电源电压为30V，图中R为餐盘下的压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，电阻箱R0两端的电压超过24V时，触发电动机停止工作，放弃执行送餐的指令，以免小K损伤。为保护小K，电阻箱R0的阻值为多少？
（4）若电阻箱R0的阻值为（3）问的值，小K空载返回，用时100s；此过程R产生的热量是多少？
9．某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”、“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1＝88Ω。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求R2的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
10．小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答；
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝R1的阻值是多少欧？
③座椅垫工作5min产生的热量是多少焦？
四．解答题（共4小题）
11．小明新买了一根电饭锅的电源线，使用时闻到橡胶的焦糊味。他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，而其他用电器仍然正常工作。请你分析引起电源线过热的原因是什么？
12．某同学在家里使用电器时发现：相同功率的电烙铁和电风扇正常工作10分钟，电烙铁热得可以将焊锡熔化，而电风扇的发热却并不明显，请分析说明其中的原因。
13．寒冷的冬天，小明看见妈妈在家里电取暖器前取暖，发现电取暖器的发热部件电阻丝热的发红，如图所示，而与电取暖器相连的导线却不怎么热。请你用所学的物理知识解释发热电阻丝热的发红，而导线不怎么热的原因。
14．为什么“电热宝”通电一段时间后很热，而与其相连的导线却几乎不热？
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
30V
50kg
15kg
0.6～1.2m/s
60W
额定电压
220V
高温挡加热功率
1650W
电动机功率
44W
电动机线圈电阻
6Ω
电流的热效应：
1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：
Q =UIt= U2t/R=W=Pt
①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn
并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1
②无论用电器串联或并联。计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+…Qn
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt
3、应用——电热器：
①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。
②原理：焦耳定律
③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻大、熔点高的合金制成。
④优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
例题演练
一．选择题（共4小题）
1．如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个10Ω的电阻并联后再与另一个10Ω的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个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，下列说法正确的是（ ）
A．图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
D．将图示中左侧10Ω电阻丝换成5Ω电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
2．如图是探究焦耳定律的实验装置，两个烧瓶中装着等质量、等温度的煤油，电阻阻值R1＞R2。闭合开关一段时间后，记录两支温度计的示数。下列说法中正确的是（ ）
A．闭合开关，电阻两端的电压关系为U1＜U2
B．通电1min后R2所在的烧瓶温度计示数更高
C．温度计示数的变化可反映电阻产生热量的多少
D．该装置只能探究电流产生的热量与电阻大小的关系
3．电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减小电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。下列实例中是利用电流热效应的是（ ）
A．电视机后盖有很多散热孔
B．计算机内安有小风扇把热空气驱散
C．电动机利用翼状散热片增大散热面积
D．利用电热孵化器孵小鸡
4．电流热效应在生产，生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况中属于防止电热危害的是（ ）
A．图一1，养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．图一2，电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
C．图一3，家里使用电热水壶烧水
D．图一4，小明妈妈用电熨斗熨衣服
二．实验探究题（共3小题）
5．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。甲、乙两装置使用的是同一电源。
（1）实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了 的研究方法。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，乙装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后，甲装置中 （选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面高度差较大。
（3）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为 。
6．同学们准备了学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线。还有完全相同的甲、乙两烧瓶，其中分别装有电阻R甲、R乙和相同的温度计，连接了如图所示的电路，进行实验探究：
（1）小明利用这套装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容，除需要保持液体质量相同外，他设计电路时必须满足的条件是R甲、R乙的阻值 （选填“相同”或“不同”），这样做的目的是 。
（2）小丽利用这套装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，她设计电路时应使R甲、R乙阻值 （选填“相同”或“不同”）；除控制电流大小和通电时间相同外，还应控制液体的种类和质量相同，实验中是通过 反映导体产生热量多少的。
7．某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。
（1）实验中通过观察U形管中液面高度的变化，可以比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 。
（2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝 （填电路连接方式），是为了探充电流产生的热量与 的大小的关系，这种研究方法叫 法。
（3）将图甲中开关闭合，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大。
（4）让两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联（如图乙所示），此时通过两容器中电阻丝的电流不同，在通电时间相同的情况下， （选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，由此得到的结论是 。
三．计算题（共3小题）
8．智能机器人能够为人类在很多方面提供优质的服务，机器人在酒店可以辅助或替代酒店员工的很多工作。下表是如图甲所示的智能机器人的部分参数：
（1）小K给顾客送餐时，以小K为参照物，他所承载的餐盘是 （填“运动”或“静止”）。
（2）如果小K以最大功率、最大移动速度运送一次最大送餐量物体（餐盘质量不计）到30m外的顾客处，它所做的功是多少？
（3）如图乙所示为小K送餐时电路原理图，电源电压为30V，图中R为餐盘下的压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，电阻箱R0两端的电压超过24V时，触发电动机停止工作，放弃执行送餐的指令，以免小K损伤。为保护小K，电阻箱R0的阻值为多少？
（4）若电阻箱R0的阻值为（3）问的值，小K空载返回，用时100s；此过程R产生的热量是多少？
9．某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”、“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1＝88Ω。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求R2的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
10．小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答；
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝R1的阻值是多少欧？
③座椅垫工作5min产生的热量是多少焦？
四．解答题（共4小题）
11．小明新买了一根电饭锅的电源线，使用时闻到橡胶的焦糊味。他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，而其他用电器仍然正常工作。请你分析引起电源线过热的原因是什么？
12．某同学在家里使用电器时发现：相同功率的电烙铁和电风扇正常工作10分钟，电烙铁热得可以将焊锡熔化，而电风扇的发热却并不明显，请分析说明其中的原因。
13．寒冷的冬天，小明看见妈妈在家里电取暖器前取暖，发现电取暖器的发热部件电阻丝热的发红，如图所示，而与电取暖器相连的导线却不怎么热。请你用所学的物理知识解释发热电阻丝热的发红，而导线不怎么热的原因。
14．为什么“电热宝”通电一段时间后很热，而与其相连的导线却几乎不热？
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
30V
50kg
15kg
0.6～1.2m/s
60W
额定电压
220V
高温挡加热功率
1650W
电动机功率
44W
电动机线圈电阻
6Ω
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