初中物理北师大版（2024）九年级全册（2024）第三节 电流的热效应精练

这是一份初中物理北师大版（2024）九年级全册（2024）第三节 电流的热效应精练，共13页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.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
2.一度电用途很大，关于它的下列说法，不正确的是（ ）
A . 额定功率200W的洗衣机工作5小时
B . 额定功率1000W的空调工作1小时
C . 额定功率40W的日光灯工作25小时
D . 额定功率40W的电烙铁工作40小时
3.关于物理知识在生活中的应用，下列说法中错误的是（ ）
A . 拍打干净衣服上的灰尘利用了惯性
B . 茶壶利用了连通器的原理
C . 电饭锅工作利用了电流的热效应
D . 电动机是根据电磁感应现象制成的
4.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、电热毯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220V 70W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（ ）
A . 电视机 B . 电风扇 C . 电热毯 D . 节能灯
5.一阻值为60Ω的电热丝接在电源上，通过它的电流为2A，通电1min产生的热量为（ ）
A . 1.2×102J B . 3.6×103J C . 7.2×103J D . 1.44×104J
6.如图甲，将锡纸条的中间剪掉一些，已知ab、bc、cd长度相等，如图乙，将锡纸条接在电池两极，很快锡纸条开始冒烟、着火。下列关于该实验现象的分析，正确的是（ ）
A . 先冒烟的是ab段
B . ab段的电阻小于bc段的电阻
C . bc段产生的热量大于ab段产生的热量
D . 通过ab段的电流小于通过bc段的电流
7.下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系（ ）
A . 牛顿 B . 焦耳 C . 欧姆 D . 法拉第
二、多选题
1.如图甲是灯泡L和电阻R的 I−U图像。将灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中，只闭合开关 S1时，灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是（ ）
A . 只闭合开关 S1时，灯泡L的电阻为4Ω
B . 再闭合开关 S2后，电流表的示数增大0. 4A
C . 再闭合开关 S2后，电路的总功率为1. 4W
D . 再闭合开关 S2后，在 1min内电阻R产生的热量为240J
2.要使电热器在单位时间内供热减少一半，以下方法中正确的是（ ）
A . 电压不变，电阻增大到原来的2倍
B . 电阻丝不变，把通过它的电流减少一半
C . 保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半
D . 把电热器的电阻和加它两端的电压均减小一半
3.下面的说法中正确的是（ ）
A . “220V 40W”的电烙铁，正常工作25h，耗电1kW
B . “36V 60W”的灯泡，只有接在36V的电压下，灯泡才能正常发光
C . 两盏“220V 25W”的电灯工作10h，耗电0.5kW•h
D . “220V 1000W”的电炉正常工作5h，耗电5度
4.一个电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，工作时通过它们的电流也相同，电动机正常运转，则在相同的时间内：（ ）
A . 电炉和电动机产生的热量相等
B . 电炉产生的热量大于电动机产生的热量
C . 电炉和电动机消耗的电能相等
D . 电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能
5.如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A . 通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B . 右侧电阻丝的阻值比左侧大
C . 通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D . 该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
三、填空题
1.小张家买了一台电烤炉，他查看说明书后得知：电烤炉有“低温”和“高温”两个挡位，如图所示为电烤炉的简化电路图，电路中R 1、R 2均为电热丝，R 1＝22Ω，R 2＝88Ω。忽略温度对电热丝电阻的影响。开关S 1、S 2都闭合时，电烤炉处于 ________ 档，此挡位下通电1min，电流通过电阻产生的热量为 ________ J。
2.用带电体接触验电器的金属球，验电器的金属箔会张开，这是因为 ________ （ 选填“同种”或“异种”）电荷相互排斥。电炉中，电炉丝热的发红而导线却几乎不发热，说明电炉丝的电阻远远 ________ （选填 “大于”或“小于”）导线的电阻。
3.实验小组采用如图的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。如图所示是探究电流产生的热量跟 ________ 的关系，若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 ________ J。
4.如图甲为一款养生壶，它有加热和保温两个挡位，其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V，R 1、R 2均是发热电阻，其中R 1=44Ω，R 2=506Ω。养生壶正常工作时，开关置于“2”时为 ________ 挡位，当养生壶处于加热挡位正常工作3min产生的热量为 ________ J。
5.如图所示，汽车后视镜内部镶嵌了电热丝，使镜片具有除雾、除霜的功能。这是利用了电流的 ________ 效应，并通过 ________ 的方式使后视镜的温度升高，从而快速有效地融化霜层，驱散雾气，确保后视镜保持清晰的视野，以保障行车安全。
6.有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如右图所示是其内部简化电路图，已知R 0=44 Ω ， R 1=1056 Ω ， 当S接1时，电热水壶处于 ________ （选填“烧水”或“保温”档），当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是 ________ J。
7.家里的照明灯与电视机是 ________ 联的，照明灯开关与它控制的灯是 ________ 联的.某电阻丝的阻值为20Ω，通过它的电流为0.1A， 通电时间为1min，则该电阻丝产生的热量是 ________ J(阻值保持不变)
8.英国科学家 ________ 通过大量的实验总结得出：电流通过导体产生的热量根电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，为了纪念他对科学的杰出贡献，物理学中以他的名字命名为 ________ （填一个对应的物理量）的单位．
9.1820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 ________ J（已知电动机线圈电阻为2Ω）．
10.已知R 1：R 2=3：4，当电阻R 1、R 2串联在电路中时，R 1、R 2两端的电压之比U 1：U 2= ________ ；当电阻R 1、R 2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R 1、R 2所产生的热量之比Q 1：Q 2= ________ 。
四、实验探究题
1.以下是物理课本《焦耳定律》中节选的部分内容，请你阅读后解答下列问题：
（1） 在实验中，观察U形管中液面高度差的目的是为了比较 ________ ；
（2） 通电一段时间后，发现其中一个U形管压面高度几乎不变，其原因可能是 ________ ．
（3） 排除故障后，观察到U形管中液面高度如图所示，这表明在 ________ 和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与 ________ 有关．
2.在讨论“电流产生的热量与什么因素有关”的问题时，各组同学各抒己见，结合生活实际，给出自己的猜想．
第一组：电流产生的热量可能和通电时间有关．
第二组：电流产生的热量可能和电流大小有关．
第三组：电流产生的热量可能和电阻大小有关．
（1） 你支持哪一组的观点？请你举一个生活中的例子支持它． ________
（2） 小明所在的三组同学决定用科学实验验证自己组的想法．为此他们设计了如图所示的电路．该电路的连接方式可以达到的目的是 ________ ，同时看每个玻璃管中的 ________ 来反映电流在此容器中产生的热量．
（3） 老师提示三组同学，若想同时探究出第一组同学的猜想，只需要再增加 ________ （器材）并做相应的测量记录．
（4） 经过同学们的实验探究，最后得到了“电流产生的热量和电流大小、电阻大小、通电时间都有关”的结论．实验过程中，小明发现该实验选用的装置和探究“不同物质吸热能力”的实验装置有相似之处．他灵机一动，将5Ω电阻所在的容器中换上等质量的煤油，准备重新进行探究物质吸热性质的实验．
你认为小明的设计有不妥或错误之处吗？请写出你的观点： ________
3.在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究问题。如图所示，在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，分别插入温度计；
（1） 用该装置探究不同物质的吸热能力：
在甲、乙两瓶中分别装入质量和初温相同的水和煤油，为了能在通电一段时间内水和煤油吸收相等的热量，两烧瓶中电阻丝的电阻应该 ________ （选填“相同”或“不相同”）；通电相同时间后，通过比较 ________ 来比较水和煤油的吸热能力；（选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）
（2） 用该装置还可以探究电流产生的热量与哪些因素有关：
①实验中将R1和R2串联，目的是控制一定时间内经过两电阻的 ________ 相等；
②若烧瓶甲中煤油的质量为m，电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，温度计的示数变化量为Δt，不计热量损失，则煤油的比热容为 ________ （用所给出的物理量写出比热容的表达式）；
③有同学提出：“为何不用可轻易获取的水代替煤油？”对于这个问题，下列四种说法你认为最合理的是 ________ 。
A.因为煤油有颜色便于观察 B.因为煤油热值比较大
C.因为煤油密度比较小 D.因为煤油比热容比较小
五、计算题
1.轩轩设计了一款高、中、低三个档位的迷你多功能电锅，其部分设计参数如图甲所示，简化电路如图乙所示， R0、 R1、 R2为电热丝，其中 R1=15Ω。电锅在高温档、中温档工作时，开关 S2均处于闭合状态；在低温档工作时，开关 S1、 S2均处于断开状态，闭合开关S，移动滑片，可调节低温档的功率。
甲
（1） 求电锅在高温档正常工作时的电流；
（2） 求电锅中温档功率；
（3） R0现有 30Ω 3A、 40Ω 2A、 50Ω 1.5A三种规格，为了达到轩轩设计的低温档功率范围，请通过计算说明他选择的哪一种。
2.今年一季度，我国汽车出口量全球第一，电动汽车贡献非常大。如图所示为某型号电动汽车运动的 v−t图像，然后以30m/s的速度做匀速直线运动。已知该车质量为1.2t，以30m/s的速度运动时所受阻力为该车重力的0.1倍，不计机械摩擦。
（1） 已知物体运动的 v−t图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在 0∼10s内，该车通过的路程与150m的关系为？
（2） 该汽车以30m/s的速度匀速直线行驶了10s，该过程中加在电动机上的电压为500V，通过的电流为100A，求电动机的效率；
（3） 求该车电动机的线圈电阻是多少？
3.图甲为一款家用电火锅的简化电路图，其中R 1、R 2为定值电阻，R 1＝44Ω。旋钮开关可实现高、中、低三个挡位的切换。当开关处于图甲所示位置时，电火锅为中温挡，电路中的电流为5A。求：
（1） 当用中温挡加热120s时，电火锅产生的热量；
（2） 在用电高峰期，若只让电火锅处于中温挡状态工作125s，电能表（如图乙所示）的指示灯闪了99次，则电火锅此时的实际电压；
（3） 电火锅正常工作时高温挡和低温挡的额定电功率之比为P 高︰P 低＝4︰1，请计算低温挡的额定电功率。
4.如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能，加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。c 水=4.2×10 3J/(kg.℃)求：
（1）加热电阻正常工作时的电功率是多少；
（2）在足浴盆中加入体积为2L、初温为30℃的水，加热至40℃，水吸收的热量是多少；
（3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.2A，按摩5min，电动机线圈产生的热量是多少。
5.小明周末在帮妈妈收拾厨房时，发现家中的不锈钢内胆电热水壶有加热和保温功能，通过原理图发现主要电路由定值电阻R 0和可变电阻R′（调温开关）串联而成，在额定电压220V下工作时，人通过调节R′连入电路的电阻，电热水壶的功率可以在40W～1210W之间变化。电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图甲所示（壶内水温跟壶表面温度一致），求：
（1） 定值电阻R 0的阻值为多少Ω；
（2） 用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有该电热水壶以最大功率加热时，如图乙所示的电能表指示灯1min内闪烁了多少次；
（3） 在温度为20℃的房间正常使用该电热水壶，应将R′的阻值调为多大时，才能将水温保持在60℃？
六、综合题
1.如图甲为某大型商场的洗手间安装的自动感应干手器，其工作原理简化图如图乙所示：
干手器参数
（1） 当有人使用干手器时，光敏电阻R的阻值会变 ________ ，感应开关闭合，工作电路的电动机开始工作。
（2） 根据图和你自己的使用情况，下面分析正确的是（ ）
A . 自动感应干手器可以长时间的随便使用
B . 该自动感应干手器正常工作时只能吹热风
C . 自动感应干手器的外壳材质是导体材料
D . 自动感应干手器一定使用的是两孔插头
（3） 若某校科创小组的同学调查统计了该商场半天内顾客累计使用该干手器约1000次，平均每次使用时间为18s，干手器参数如上表所示，则该干手器半天消耗的电能约为 ________ kW·h。
（4） 该款干手器吹出热风温度参数为 35℃−45℃ ， 若想提高热风的温度，你的方法是 ________ 。（写出合理的建议即可）
2.图甲是小明设计的一种家用即热式电饮水机，R为电阻箱，R F为置于储水箱底部的压力敏感电阻，阻值受上方水对其压力大小的影响。已知电源电压U恒为6V，当电磁铁线圈中的电流 I≤0.02A时，开关K被释放，指示灯L发光，表示水量不足；当 I>0.02A时，开关K被电磁铁吸起，指示灯L熄灭，电磁铁线圈电阻不计。
（1）图乙中的 ________ （选填“①”或“②”）RF是的阻值与受到的压力间的关系图像；
（2）将电阻箱R的阻值调至120Ω，当RF的阻值为 ________ Ω时，指示灯L刚好发光；
（3）如图丙所示，水泵使水箱内的冷水以0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀的薄壁加热管，加热管横截面积为 1cm2 ， 虚线框内是长 L=0.1m的加热区，阻值 R0=48.4Ω的电热丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压恒为220V。若有3.6L冷水持续流过加热区被加热，需消耗电能 ________ J；
（4）为提高经过加热区后热水的温度，请提出一种符合实际的解决办法： ________ 。
3.如图甲是一种传统的预热式电热水器，其部分参数如表1所示，如图乙是另一种即热式电热水器，其部分参数如表2所示。即热式电热水器较传统的热水器的优点在于：它没有储水箱，体积小巧，即开即热，不开不加热，节能且加热效率高。试完成：
（1）电热水器都是利用了电流的 ________ 效应；
（2）预热式电热水器水箱装满水后，至少需要通电加热 ________ s，可以将这些水由30℃加热至52℃；
（3）小聪家能安装这种即热式电热水器，请你根据掌握的物理知识判断他家的电能表是下面哪个 ________ （以下是电能表的规格）。
A. “220V 40A” B. “220V 30A” C. “220V 25A” D. “220V 20A”
（4）小聪查阅到所谓“防电墙技术”是指在电热水器电路和外壳之间加一个阻值高达1×106 Ω的隔离电阻，即便在异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，也可保证人体可能承受的电压低于12V的人体绝对安全电压。请你利用所学知识计算漏电的时候U人= ________ V，小于12V，所以防电墙技术能保证人的安全。（人体电阻按照1000Ω来计算）
表1：
表2：
4.小明家购置了一台集加热和保温为一体的温热饮水机，其铭牌如下表所示．如图所示是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R 1是分压电阻，R 2是供加热时的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态．
（1） 在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2） 正常工作时该饮水机将最大容积的水从20℃加热到100℃，用时4min．求水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率；[C 水=4.2×10 3J/（kg•℃）]
（3） 如果要使R 2在保温状态时的功率是550W，求R 1的阻值．
组别
两液体质量/g
加热/min
左液面高度/cm
右液面高度/cm
1
200g
2
3
额定电压
30V
高温档功率
150W
中温档功率
？W
低温档功率范围
20w-50W
额定电压
220V
电动机额定功率
50W
加热电阻丝功率
950W
每次干手时间
18S
产品名称
××
产品型号
×××
容量
60L
额定频率
50Hz
额定电压
220V
额定压力
0.8MHz
额定功率
2200W
防水等级
IPX4
产品名称
××
产品型号
×××
额定功率
7500W
额定压力
0.6MHz
额定电压
220V
防水等级
IPX4
额定频率
50Hz
调温范围
35~55℃
额定频率
50Hz
环境温度
10℃～38℃
加热功率
2200W
最大容积
1.5L
额定电压
220V
制热水能力
≥90℃5L/h