初中物理北师大版（2024）九年级全册（2024）第三节 电流的热效应课堂检测

这是一份初中物理北师大版（2024）九年级全册（2024）第三节 电流的热效应课堂检测，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气， R2=2R1，R3=R4=R5 ， 下列有关说法正确的是（ ）
A . 通过R1的电流是通过R2的电流的一半
B . 通电一段时间，R1产生的热量是 R2产生的热量的2倍
C . R3两端的电压等于R4两端的电压
D . 通电一段时间，R3产生的热量是R4产生的热量的4倍
2.2014年2月4日，英国《镜报》报道，美国一名14岁的少女把手机装在裤后口袋里，不慎将手机压坏，导致手机起火．女孩因烧伤被送医院，幸无大碍．下列对手机起火原因的分析，正确的是（ ）
A . 压力使手机变形，导致电路断路
B . 压力使手机变形，导致电路短路
C . 手机在口袋里受热膨胀
D . 口袋里温度太高，导致手机塑料件燃烧
3.如图为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列设备与“计步器”产生电流的原理相同的是（ ）
A . 发电机 B . 电风扇 C . 电熨斗 D . 电水壶
4.2024年杭州马拉松推出了机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是 （ ）
A . 电磁感应现象
B . 通电导体在磁场中受到力的作用
C . 电流的磁效应
D . 电流的热效应
5.下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A . 一箱汽油用掉一半后，它的热值会保持不变
B . 一个物体吸收了热量后，它的内能一定增大，温度一定升高
C . 发生热传递时，温度不同的两个物体，温度总是从高温物体传给低温物体
D . 都标有“220Vㅤ60W”字样的电风扇和白炽灯正常工作相同时间产生的热量一样多
6.下列各用电器均标有“220V 60W”字样，它们正常工作相同的时间，发热最多的用电器是（ ）
A . 电视机 B . 电风扇 C . 电热毯 D . 电冰箱
二、填空题
1.用如图所示的装置可探究电流产生热量与 ________ （填“电流”或“电阻”）的关系，若通过R 2的电流为1A，通电1min，R 1产生的热量为 ________ J。若将R 3更换为10Ω的电阻， ________ （填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。
2.对于白炽灯泡来说，是利用电流的 ________ 效应来工作的，白炽灯的灯丝 ________ （填“能”或“不能”）用超导体来做成，电流在灯丝中无论沿什么方向流动都能使其发光．但是用 ________ （填“导体”、“半导体”、“超导体”）材料做成的二极管简称LED灯，只能让一个方向的电流流过它（即单向导电性，二极管的符号类似一个箭头，电流方向与箭头方向相同时，电流才能通过）．如图所示灯泡发光，可知道电池的左边是 ________ 极（填“正”、“负”）．导线中的电流方向是从C→ ________ （填“A”或“B”）．
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3.电饭锅烧饭时有两种状态。一是锅内烧干前的加热状态，二是水烧干后的保温状态，图中所示是电饭锅的电路图，是R 1调节电阻，R 2是加热用的电阻丝。问：自动开关S在电饭锅加热状态时，应处于 ________ 状态（填“闭合”或“打开”）。为保证电饭锅在保温状态时，R 2上所发出的电热功率是加热状态下的一半，比较R 1与R 2的数值大小，R 2 ________ R 1（填大于或小于）。
4.英国物理学家焦耳经过大量实验研究：电流产生热量与哪些因素有关．得出结论：电流产生的热量与 成正比，与导体的电阻成 ________ 比，与通电时间成正比，这就是焦耳定律．
5.小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW·h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为 ________ kW·h，电动机线圈产生 ________ J的热量。
6.将阻值为20Ω的电阻丝接在电压为10V的电源两端，通电20s产生的热量为 ________ J．
7.新国家标准要求额定电流16A的延长线插座，导线的最小标准横截面积由原来的1mm 2提升到1.5mm2，增大导线横截面积的目的是减小 ________ （填“电流”、“电压”或“电阻”），在相同时间内，电流通过导线产生的热量更少，消除安全隐患。电冰箱的插头应插入三孔插座，如图甲、乙所示，图 ________ 中试电笔的氖管会发光（选填“甲”或“乙”）。

8.已知某电动机正常工作的电压为220V，电阻为5Ω，通过的电流为10A，则5min内电动机产生的热量为 ________ J；若这些热量的80%被散热油吸收，这些热量可以使质量为4kg的散热油的温度上升 ________ ℃．[c 油=2.0×10 3J/（kg•℃）]．
三、实验探究题
1.小明在探究“电功率和电压关系”的实验中：
（1） 请用笔画线代替导线连接好图（甲）电路，要求：电压表测量L 2两端电压；
（2） 连好电路后，闭合开关，发现两灯均不发光，电压表示数接近电源电压，则故障可能是 ________ ；（写出一种即可）
（3） 灯泡工作时，将电能转化为内能和 ________ ；
（4） 开始实验后，发现两个灯泡的亮度接近，无法比较电功率大小。为了解决这个问题，在提供的器材中，小明选择两个阻值接近的电热丝代替灯泡，又设计了如下三种可行方案：
甲：如图（乙）所示，将电热丝R1和R2分别放入装有等体积水的烧瓶内，通电5 min后，通过温度计示数升高的多少，比较电功率大小；
乙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成乙醚；
丙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成煤油。
你认为以上哪个方案能最明显地比较出电功率的大小?请说明理由。
2.在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1） 为了探究通电导体产生的热量与电流的关系，设计了甲图所示的电路，烧瓶内为加热用的电阻丝，在其上端插入一根温度计，通过被加热液体的温度变化来判断电阻丝的放热多少，为了缩短实验时间，使实验的现象更加明显，被加热液体应用 ________ （选用“煤油”或“水”）；
（2） 先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电60s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小，重复上述操作。获得第二组数据。如下所示：
由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量 ________ ；
（3） 若要探究电热器产生的热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中的烧瓶与图甲中的烧瓶的连接方式________。
A . A串联 B . B串联 C . A并联 D . B并联
3.学完焦耳定律后，小萱同学找来了几个小型电加热器、一些水和食用油，自主设计了一个如图所示的实验，来验证“影响电热的因素”和比较“不同物质的吸热能力”。图中两小型电加热器串联，水中电加热器的规格为“12V40W”，食用油中电加热器的规格为℃“12V20W”，不考虑温度对加热器电阻的影响。
（1） 通电 1min 后杯中的水由20 ℃ 升高到23 ℃ ， 2min 后水温再升高到26 ℃ ，由此可以得出：导体的电阻和通过导体的电流一定时， ________ ，导体上产生的电热越多。
（2） 如果要想验证电加热器产生的电热与电阻大小的关系，且要尽可能地缩短实验的时间，应将 ________ 杯（选填“左”或“右”）中的液体换成100g的 ________ 。
（3） 如果想比较水和油的吸热能力，也要尽可能地缩短实验的时间，应将 ________ 杯（选填“左”或“右”）中的加热装置换成规格为“ ________ ”的加热器。
四、计算题
1.使用电热水壶烧水，具有便捷、环保等优点．小明同学家的自动电水壶铭牌如表所示．已知水的比热容为c 水=4.2×10 3J/（kg•℃）．求：
（1） 电水壶正常工作时的电流；
（2） 电水壶正常工作时电热丝的电阻；
（3） 1标准大气压下，将一壶质量为1.0kg、温度为20℃的水烧开，电热水壶至少要正常工作多长时间？
（4） 家庭电路的电压在用电高峰时段，有时会降低到200V，在此电压下该电水壶的实际功率为多少？
2.某学校教学楼有一额定电压为220V 电热水器，它的工作电路如图所示，已知电阻R 2=217.8Ω，电源电压保持220V不变，当S 1、S 2均闭合时，电热水器处于加热状态，消耗的功率为2kW．只闭合S 1 ， 电热水器处于保温状态．求：
（1） 电阻R 1的阻值；
（2） 电热水器处于保温状态消耗的功率；
（3） 电热水器处于加热状态时，将5kg水从18℃加热到98℃所需的时间[不计热损失，水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃）]．
3.中医药是中国传承几千年的文化瑰宝.如图甲是一款小型的电热中药煎药壶，额定电压为220 V，有高温、低温两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点选择开关接触A、B时为断开状态. R 1、R 2是两个阻值不变的电热丝， R1=484Ω,R2=121Ω,U=220V.
（1） 计算使用低温挡工作时的功率是多少；
（2） 计算使用高温挡工作 1m in，电流做功是多少；
（3） 采用低温挡加热已煎好的某种中药液.已知该中药液比热容为 4.0×103J/(kg⋅∘C),质量为200g，加热8 min，温度从5℃ 升高到45℃.请计算此过程的加热效率(加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计，百分号前保留一位小数).
4.某压力传感器的电阻R会随着撞击力F增大而快速减小，变化图像如图甲所示。现将它接入电路（图乙所示）来做手机抗摔实验。闭合开关S，在传感器上方释放手机，手机屏幕向下撞到传感器的平台上（平台的质量不计），当撞击力为80N时屏幕刚好破裂。实验测得撞击前、撞击时和撞击后的电流随时间变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=30V，定值电阻 R0=10Ω。求：
（1）传感器未受到撞击时，电阻为多大？
（2）传感器受到F=40N撞击时，5s内压力传感器产生的热量是多少？
（3）通过计算说明此次实验中手机屏幕是否会破裂

五、综合题
1.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10 6J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中水的质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．
（1） 热水器中的水吸收的热量Q 吸；[水的比热容c=4.2×10 3J/（kg•℃）]
（2） 热水器的效率η；
（3） 若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气（煤气的热值q=4.2×10 7J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
2.冬季来临，小双为了让经常加班的妈妈回家后吃上香喷喷、热腾腾的汤菜，常用如图甲所示的电汤锅来煲汤。通过查阅相关资料，小双画出了电汤锅的简化电路图（图乙），其中发热电阻丝的阻值均为 80Ω ， 额定电压为 220V。通过旋钮开关，可实现保温、慢炖、快炖三种档位切换。
（1）当电汤锅处于保温档位时，电汤锅总电阻最 ________ ；
（2）小双对电汤锅的以下认识，你认为不合理的是 ________ ；
A．电汤锅的发热电阻有可能是用半导体材料制作而成
B．为防止触电事故，在清洗汤锅底前应该将拔出插头
C．水不宜加满汤锅，因汤沸腾溢出后可能会造成短路
D．电汤锅工作时，它主要利用了电流的热效应来工作
（3）小双通过观察发现，用电高峰时用电汤锅米煲汤所需时间比平常要长一些，她认为有可能是因为实际电压小于额定电压，于是进行了如下探究：在傍晚用电高峰时，关闭家里其他用电器，只让汤锅以快炖档工作，她发现在 5min内电能表的转盘转了250圈，电能表的铭牌如图丙所示，则她家用电高峰时家庭电路的实际电压为 ________ V；
（4）在以上探究的基础上，小双结合自己所学物理知识，她认为利用可以调节电压的学生电源或可以改变阻值的加热电阻丝对原电路进行微调，就能让汤锅在用电高峰时，仍然能在不同状态下正常工作。以下是她的一些初步设想，你认为合理且可行的是 ________ 。
A．保温时，由 P=U2R可知：利用学生电源将家庭电路电压提高，实现提高实际电功率
B．慢炖时，由 P=I2R可知：可以将电阻丝与 R4串联增大总电阻，实现提高实际电功率
C．快炖时，由 P=U2R可知：可以将电阻丝与 R2并联减小总电阻，实现提高实际电功率
3.图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b．通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为 4.2×103J/(kg⋅℃)、密度为 1.0×103kg/m3 ， 沸点为100℃．
（1） 加热仓中的水变成水蒸气属于 ________ （选填“液化”“汽化”）现象：
（2） 已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率；
（3） 若消耗电能 1.2×104J ， 可使加热仓内 3.0×10−5m3的水从20℃加热至沸腾，求：
①加热仓内水吸收的热量；
②电热加湿器的加热效率。
物质
比热容c/[J·（kg·℃）-1]
密度ρ/（kg·m-3）
导电性
水
4.20×103
1.00×103
不导电
乙醚
2.35×103
0.71×103
不导电
煤油
2.10×103
0.80×103
不导电
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
升高的温度/℃
1
0.3
60
10
3
2
0.6
60
10
12.0
利宝牌自动电水壶
产品型号
JYK﹣315
额定电压
220V
额定功率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1.0L