初中北师大版四 电流的热效应同步训练题

这是一份初中北师大版四 电流的热效应同步训练题，共6页。试卷主要包含了能力提升，探究创新，电流的热效应等内容，欢迎下载使用。


一、能力提升
图13-4-2
1.用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,甲比乙的横截面积大,如图13-4-2所示。将它们串联在电路中,通电一段时间后,比较甲、乙两导体升高的温度,正确的是( )。
A.甲导体的温度升高得多
B.乙导体的温度升高得多
C.甲、乙两导体升高的温度相同
D.条件不足,无法判断
2.李明家购买了一个电热水器,使用时发现通电较短时间,其电源线就很热,甚至能闻到很浓的橡胶的焦味,于是李明决定用他学过的物理知识向消费者协会投诉,物理原因是( )。
A.导线太细B.导线太粗
C.导线太短D.电压太高
3.当温度下降到很低时,导体电阻会突然消失,这种现象称为超导。假如白炽灯灯丝、电动机内线圈、电饭锅的发热板、电熨斗发热电阻都用超导材料制作,则下列说法正确的是( )。
A.白炽灯仍发光
B.电动机运转且效率比原来更高
C.电饭锅仍能煮饭
D.电熨斗仍能熨衣服
4.小明在探究某个科学问题时,把阻值恒定为R1、R2(R1=R2)的两段电热丝分别放在两个完全相同的烧瓶中,烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的两种不同液体,并连接成如图13-4-3所示的实验电路,实验中所用温度计完全相同。则下列说法正确的是( )。
图13-4-3
A.该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的种类是否有关
B.该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的质量是否有关
C.该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关
D.该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体中的电流是否有关
5.(2021·云南中考)将规格都是“220 V 150 W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是( )。
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
B.根据R=U2P可计算出三个用电器的电阻相等
C.三个用电器消耗的电能一样多
D.三个用电器产生的热量相等
6.一根电热丝通过的电流是4 A时,1 min内能放出 8×106 J的热量,当把通过它的电流增加1 A时,它在1 min内放出的热量是 J。
7.如图13-4-4是电饭锅内部简化电路图,已知R0=55 Ω,R1=1 045 Ω,当S断开时,电饭锅正常工作,电路中的电流是 A;当S闭合时,通电 1 min 产生的热量是 J。
图13-4-4
8.如图13-4-5是某电动汽车动力系统示意图。汽车行驶时,通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速,从而改变行驶速度。当汽车速度最大时,电压表的示数为180 V,电流表的示数为15 A,此时电动机消耗的功率为 W。若电动机的内阻为0.4 Ω,则电动机内阻的发热功率为 W。
图13-4-5
9.如图13-4-6所示,甲、乙两个透明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。现用该装置探究电热与电流的关系,则乙容器中的电阻丝R2= Ω。通电一定时间,观察到 (选填“甲”或“乙”)容器U形管的液面高度差较大,R1与R2产生的热量之比为 。
图13-4-6
二、探究创新
10.用如图13-4-7甲所示的装置探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,相同烧瓶内装满了煤油。
图13-4-7
(1)烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)请根据实物电路,在图13-4-7虚线框乙内画出对应的电路图。
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ,通过R1的电流 通过R2的电流。
(4)通电一段时间后,R2所在烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大,说明 。
(5)小红用如图13-4-7丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图像。根据焦耳定律可知,图13-4-7丁中能正确反映h-I关系的是 。
四、电流的热效应
知能演练·提升
1.B 根据电阻大小的决定因素,由于甲、乙两段导体材料相同、长度相等,所以横截面积越大的电阻越小,也就是说甲的电阻比乙小。在串联电路中,电流相等,根据焦耳定律 Q=I2Rt,相同时间内电阻越大的产生的热量越多,即乙产生的热量多,且乙的质量小于甲的质量,因此乙导体的温度升高得多。
2.A 由P=I2R可知,电流一定时,导体的发热功率与电阻成正比,由于导线太细,电阻过大而发热,故选A。
3.B 白炽灯发光,电饭锅煮饭,电熨斗熨衣服都是利用电流的热效应来工作的,假如它们用超导材料制作,由于电阻为0,根据焦耳定律Q=I2Rt,它们都不能工作;而电动机工作时电能主要转化为机械能,由于电流的热效应,同时线圈发热,如果线圈电阻为0,则电能全部转化为机械能,减少了能量损耗。
4.A 根据题意,两个电阻串联,通过两电阻的电流、通电时间、电阻都相同,故两电阻产生的热量相同,两个烧瓶中的液体质量相同、初温相同、种类不同,可以根据温度计的示数来比较两种液体的吸热能力,故A正确,B、C、D错误。
5.C
6.解析 设电热丝电阻为R,当通以4 A的电流时,Q1=I12Rt,当通过电流增加1 A时Q2=I22Rt,所以Q1Q2=1625,把Q1=8×106 J代入解得Q2=1.25×107 J。
答案 1.25×107
7.解析 当S接“1”时,R0与R1串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流I=UR0+R1=220V55Ω+1 045 Ω=0.2 A。
当S接“2”时,电路为R0的简单电路,则通电1 min产生的热量Q=I2Rt=U2R0t=(220V)255Ω×60 s=5.28×104 J。
答案 0.2 5.28×104
8.解析 根据公式P=UI得P=180 V×15 A=2 700 W,电流通过电动机线圈时的发热功率为P=I2R=(15 A)2×0.4 Ω=90 W。
答案 2 700 90
9.解析 由题图可知,右侧的两个电阻并联后再与左侧的电阻串联,用该装置探究电热与电流的关系,需要控制电阻相同,所以乙容器中的电阻丝R2=5 Ω;通电一定时间,在电阻相同时,通过甲的电流大,所以甲中电阻产生的热量多,观察到甲容器U形管的液面高度差较大;R1与R2的电阻和通电时间相同,通过R1的电流为通过R2的电流的2倍,则根据Q=I2Rt可知,R1与R2产生的热量之比为4∶1。
答案 5 甲 4∶1
10.解析 (1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体。
图D-13-3
(2)实物图中,R与R1并联后与R2串联,根据实物电路,画出对应的电路图,如图D-13-3所示。
(3)探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,要控制电阻相等,即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等,根据并联电路电流的规律,通过R1的电流小于通过R2的电流。
(4)通电一段时间后,R2所在烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大,说明在电阻和通电时间相等时,电流越大产生的热量越多。
(5)根据转换法,煤油吸热越多,膨胀程度越大,液柱升高得越多,且膨胀程度与吸热多少成正比,根据焦耳定律可知,Q=I2Rt ①,其中Rt为常数,且Rt>0,由数学知识可知①式为Q关于I的抛物线,且开口向上,题图丁中能正确反映h-I关系的是A。
答案 (1)绝缘体 (2)见解析图 (3)相等 小于 (4)在电阻和通电时间相等时,电流越大产生的热量越多 (5)A