12.6设计恒温电热杯（培优课件）--北师大版物理九年级全一册

第十二章 欧姆定律12.6设计恒温电热杯授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026/7/29 北师大版九年级物理12.6《设计恒温电热杯》同步练习题（全文约1200字）一、填空题（每空2分，共30分）1. 电流通过导体时，导体发热，将电能转化为内能，这种现象叫作__________。2. 电热杯工作的核心原理是__________效应，工作时电能主要转化为__________能。3. 焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟__________的二次方成正比，跟导体的__________成正比，跟__________成正比。4. 焦耳定律的公式为__________，其中热量的单位是__________。5. 恒温电热杯需要实现两个主要工作状态：__________状态和__________状态，以此维持水温恒定。6. 电热杯的加热电阻丝选用电阻率__________、熔点高的合金材料，保证发热稳定、不易熔断。7. 恒温电路中通常利用__________电阻，其阻值随温度变化，从而自动调节电路电流，控制发热功率。8. 当水温较低时，温控电阻阻值小，电路电流__________，发热功率大，电热杯__________；水温达到设定温度时，电阻阻值变大，电流__________，发热功率减小，进入保温状态。9. 纯电阻电路中，电流产生的热量__________消耗的电能；非纯电阻电路中，电热__________消耗的电能。二、选择题（每题3分，共36分）1. 下列电器利用电流热效应工作的是（）A. 电动机 B. 电风扇 C. 电热杯 D. 充电宝4. 焦耳定律的计算公式是（）A. Q=I²Rt B. Q=UIt C. I=U/R D. R=U/I6. 恒温电热杯从加热切换为保温状态时，电路的总电阻会（）A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 无法判断8. 相同时间内，电流越大，导体产生的热量（）A. 越多 B. 越少 C. 不变 D. 无规律10. 电热杯加热电阻丝温度升高，自身电阻会（）A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 变为零12. 关于恒温电热杯电路，下列说法正确的是（）A. 加热时总电阻大 B. 保温时电流更大C. 加热时功率更大 D. 保温时不产生热量14. 下列材料适合制作电热杯发热丝的是（）A. 铜丝 B. 镍铬合金丝 C. 铁丝 D. 铝丝16. 恒温控制电路中热敏电阻的作用是（）A. 放大电流 B. 随温度改变电阻，调节发热功率C. 增大电压 D. 保护电路不发热18. 电热杯工作时，电能全部转化为内能，该电路属于（）A. 非纯电阻电路 B. 纯电阻电路C. 断路电路 D. 短路电路20. 电压不变时，电路电阻越大，相同时间产生的热量（）A. 越多 B. 越少 C. 不变 D. 随机变化22. 电热杯保温状态能恒温的主要原因是（）A. 完全不发热 B. 发热等于散热C. 持续高温加热 D. 热量不会散失24. 下列做法不能提高电热杯加热速度的是（）A. 减小电路总电阻 B. 增大电路电流C. 更换更大功率电阻 D. 增大电路总电阻三、判断题（对打√，错打×，每题2分，共12分）1. 电热杯是利用电流的热效应工作的。（）4. 根据焦耳定律，电阻越大，产生的热量一定越多。（）6. 恒温电热杯保温状态的功率小于加热状态功率。（）8. 热敏电阻可以根据温度变化自动改变阻值。（）10. 电热杯工作时，电能全部转化为机械能。（）12. 恒温杯通过调节电路电阻实现加热、保温状态切换。（）四、简答分析题（12分）1. 简述电流热效应的原理，并写出焦耳定律公式。（6分）2. 分析恒温电热杯加热、保温两种状态的电路变化规律。（6分）五、计算题（10分）某恒温电热杯加热电阻阻值为44Ω，接在220V家庭电路中，正常加热10s，求这段时间内电流产生的热量。六、综合应用题（10分）结合电学知识，完整说明恒温电热杯实现“水温低时加热、水温达标后保温”的自动控温原理。参考答案一、填空题1. 电流热效应2. 电流热；内3. 电流；电阻；通电时间4. Q=I²Rt；焦耳（J）5. 加热；保温6. 大7. 热敏8. 大；加热；变小9. 等于；小于10. 小于二、选择题1.C 2.A 3.B 4.A 5.B 6.C 7.B 8.B 9.B 10.B 11.B 12.D三、判断题1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√四、简答分析题1. 电流热效应：电流通过导体时会产生热量，将电能转化为内能；焦耳定律公式：Q=I²Rt，热量与电流平方、电阻、通电时间成正比。2. 电源电压不变，水温低时，热敏电阻阻值小，电路总电阻小、电流大，发热功率大，电热杯处于加热状态；水温升高达标后，热敏电阻阻值增大，电路电流减小、功率降低，进入保温状态。五、计算题解：纯电阻电路，$$I=\frac{U}{R}=\frac{220\,\text{V}}{44\,\Omega}=5\,\text{A}$$$$Q=I^2Rt=(5\,\text{A})^2\times44\,\Omega\times10\,\text{s}=11000\,\text{J}$$答：电流产生的热量为11000J。六、综合应用题恒温电热杯电路中串联热敏电阻，利用其阻值随温度升高而增大的特性自动控温。水温较低时，热敏电阻阻值小，电路总电阻小，根据欧姆定律，电路电流大，发热丝功率大，快速加热水体；当水温达到设定温度，热敏电阻阻值显著变大，电路电流减小，发热功率降低。此时电热杯产生的热量与水向外界散失的热量基本平衡，水温保持恒定，实现恒温保温效果。任务一 认识敏感元件1. 温度、光照、压力、化学气体等对有些材料制成的电阻影响很大，利用这些材料制成的热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、气敏电阻等敏感电阻，可以作为自动控制电路中的敏感元件，当环境中对应因素变化时，其阻值会增大或减小，发出控制信号，实现自动控制。（1）家用电器：燃气泄漏报警器。工作原理：当有燃气泄漏时，报警器电路中的气敏电阻阻值减小，报警电路中的电流______（选填“增大”“减小”或“不变”），相当于开关______（选填“闭合”或“断开”），报警器______（选填“报警”或“不报警”）。增大闭合报警（2）家用电器：光控灯。工作原理：当没有光照时，光控灯电路中的光敏电阻阻值减小，所在电路的电流______（选填“增大”“减小”或“不变”），相当于开关______（选填“闭合”或“断开”），光控灯______（选填“工作”或“不工作”）。增大闭合工作（3）电热杯的温度检测系统应使用的敏感元件是__________。热敏电阻 返回 （第2题）（1）实验时应该控制__________不变。电源电压   电流表示数随温度升高而变大 返回任务二 设计恒温电热杯的温度显示系统（第3题） （第3题）（第3题） 变大（2）选择数字电流表作为输出显示器，设计的电路如图所示，闭合开关后，被测温度越高，电流表示数越____。大  如图所示 或 返回任务三 制作恒温电热杯的电子测温装置4. 某同学在学习完敏感电阻后，用热敏电阻制作了一个恒温电热杯的简易电子测温装置。    ③逐步升高温度，在不同温度下重复步骤①和②；     增大 返回任务四 设计恒温电热杯的控温工作流程 （1）根据实验要求，将流程图补充完整：①______；②______；③____；④____。低于高于否是（2）由流程图可知，当测温系统所测的温度__________时，若加热电路仍在工作，则电路报警。 （3） 小明的设计______准确反映水的温度，____按要求实现自动接通电路，______按要求实现自动切断电路。（均选填“能”或“不能”）不能能不能 返回必做作业：从教材习题中选取；选做作业：完成练习册本课时的习题.