2017-2018學年九年級物理全冊第十六章第四節(jié)科學探究：電流的熱效應(yīng)習題新版滬科版.docx

第十六章 第四節(jié) 科學探究：電流的熱效應(yīng)一、單選題1.下面的說法中不正確的是（） A.標有“220V 40W”字樣的電烙鐵，正常工作25h，耗電1kWB.標有“36V 60W”字樣的燈泡，只有接在36V的電壓下，燈泡才能正常發(fā)光C.兩盞25W的電燈正常工作10h，耗電0.5kWhD.1000W的電爐累計正常工作50h，耗電50度2.電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著的銅導線去不怎么熱，原因是（ ） A.銅導線有絕緣層B.銅導線比電爐絲傳熱快C.銅導線的電阻比電爐絲小得多D.流過銅導線的電流比電爐絲的小的多3.一度電可以供一盞“220V 100W”的燈大約工作幾小時（） A.0.01hB.0.45hC.2.2hD.10h4.如圖所示的實驗裝置，將兩根阻值不等的電阻絲R1、R2串聯(lián)后分別放入兩個透明容器中，并封閉等量的空氣，通電前，A、B兩U形管內(nèi)的液面相平，接通電源一分鐘后，通過A、B兩個U形管內(nèi)的液面相比較（）A.A管中的液面較高B.B管中的液面較高C.A管和B管的液面一樣高D.A管中的液面先升高后又降低5.電熱水器是生活中常見的加熱水的電器，下表是某電熱水器的部分參數(shù)張凱將該電熱水器中盛滿的初溫為20的水加熱至50用于洗澡，則這個過程中水吸收的熱量為已知c水=4.2107J/（kg），水=1.0103kg/m3（）容量功率加熱時間恒溫模式60L3500W10min全自動智能恒溫A.8.4106JB.7.56106JC.8.4103JD.7.56103J6.如圖所示電路，電源電壓恒為6V，定值電阻R1為10，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20 0.5A”，電壓表量程為03V，電流表量程為00.6A下列說法正確的是（ ） A.電壓表測量的是電阻R1兩端的電壓B.當變阻器R2的滑片P向左移動時，電壓表的示數(shù)變小C.為了保證電路中各元件安全工作，變阻器R2接入電路的阻值范圍是210D.當變阻器R2接入電路中的阻值是5時，通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量是9.6J7.將兩根電阻絲R1、R2串聯(lián)接入電路中，R1：R2=2：3，通過一段時間后，R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為（） A.3：2B.2：3C.4：9D.9：48.如圖所示，甲乙兩個瓶中的電阻絲R1、R2分別為5、10，兩瓶內(nèi)裝有初溫相同的等量的煤油，將R1、R2串聯(lián)并通電一段時間，讀出甲乙兩支溫度計的讀數(shù)這是探究（ ） A.電熱與電流的關(guān)系B.電熱與電阻的關(guān)系C.電熱與通電時間的關(guān)系D.電熱與電壓的關(guān)系9.如圖研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗，下列說法不正確的是（ ） A.甲、乙都采用控制變量法B.甲通電一段時間后，右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收熱量較多C.乙通電一段時間后，兩個U形管中液面的高度差相等D.乙是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系10.將甲、乙兩電阻絲接入同一電路中，甲電阻絲比乙電阻絲放出的熱量多，則（ ） A.通過甲的電流比乙的電流大B.甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓大C.甲電阻絲阻值比乙電阻絲大D.甲電阻絲消耗的電能比乙電阻絲多二、多選題11.如上圖是研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗，下列分析錯誤的是（ ）A.甲、乙兩次實驗都應(yīng)用了控制變量法B.甲實驗通電一段時間后，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量更多C.乙實驗時為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系D.乙實驗通電一段時間后，右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大12.如圖是研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗，下列分析正確的是（）A.甲、乙兩次實驗都應(yīng)用了控制變量法B.甲實驗通電一段時間后，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量更多C.乙實驗時為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系D.乙實驗通電一段時間后，右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的小三、填空題13.一段導體兩端的電壓是24V時，通過的電流是0.5A，則導體的電阻是_，這段導體消耗的電功率是_W，通電10s產(chǎn)生的熱量是_J 14.把一個電阻為44的電爐接入電壓為220V的電路中，通電10min產(chǎn)生的熱量為_J連接家庭電路時，要注意檢查線路連接處接觸情況若接觸不良，電流通過時產(chǎn)生的熱量會更多容易引起火災(zāi)因為相比接觸良好時連接處的電阻_（選填“更大”或“更小”） 四、計算題15.小強就愛買了一個自動電熱水壺，其銘牌如下表，小強裝了1L的水，加熱6min后把水燒開，水壺自動斷電已知大氣壓為1個標準大氣壓，家庭電路電壓為220V，電熱水壺的電阻不變，水的初溫為20，c水=4.2103J/（kg），水=1.0103kg/m3 求：自動電熱水壺型號WL100F電源220V 50Hz額定功率1100W容量1L這壺水吸收的熱量；電熱水壺的熱效率；在用電高峰期，電路中的實際電壓降為198V時，電熱水壺的實際功率 五、解答題16.家用電器中，連接大功率用電器的導線都比較粗，如果連接大功率用電器的導線太細，很容易因發(fā)熱而燒壞絕緣皮甚至引起火災(zāi)，這是為什么？ 六、實驗探究題17.為了探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”，小明設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩種裝置，他將兩根阻值不同的電阻絲（R1R2）分別密封在兩個完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實驗電源電壓不變 （1）實驗中通過_的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少 （2）甲裝置可探究在相同時間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量與_的關(guān)系 （3）在裝置甲、乙的兩次實驗中，通過比較相同時間里_兩氣球的變化情況，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系 （4）甲、乙兩裝置同時實驗，在相同的通電時間里，用所學知識判斷，與_氣球（填氣球字母標號）相通的電阻絲產(chǎn)生的熱量最多 七、綜合題18.太陽能是一種理想的綠色能源小華家最近安裝了一臺太陽能熱水器，如圖9其室內(nèi)進出水管的安裝示意圖，為進水閥，出水閥，為調(diào)溫閥在水箱接口處有一根進出水管，一根溢流管，一根排氣管給水箱上冷水或沐浴時用熱水，均通過這根進出水管來完成請完成下列問題：（1）給水箱上水時I、應(yīng)處于何種狀態(tài)？此時水塔、自來水管與熱水器的水箱、排氣管、溢流管它們共同構(gòu)成的物理模型是什么？ （2）若水箱安裝在七樓樓頂上，且距樓頂?shù)孛娓?米，小華家住二樓，進水閥距二樓地面高1米，每層樓高3米，則在進水閥處水壓至少為多大才能順利上水 （3）設(shè)水箱容積為100升，在一般的光照條件下，一滿箱15的水到傍晚時，水溫可達到65，相當于多少米3的煤氣完全燃燒放出的熱量 （C水=4.2103J/（kg），煤氣的熱值約4107J/m3） （4）水箱中的水溫在冬天有時不夠高，一般都預裝了電加熱器若該電加熱器的規(guī)格為“220V 2.4KW”，家里當時的實際電壓只有200V，要把滿箱水溫度提高10，需加熱多少分鐘？（g=10N/kg） 答案解析部分一、單選題1.【答案】C 【解析】【解答】解：A、電烙鐵的功率為40W，則通電25h消耗的電能W=Pt=40W25h=1kWh；但答案中寫成了1kW，故A錯誤；B、燈泡的額定電壓為36V，說明燈泡在36V的電壓下能達到額定功率，此時燈泡才能正常發(fā)光，故B正確；C、由P=可得，一盞燈消耗的電能W=Pt=0.025kW10h=0.25kWh，則兩盞燈消耗的電能為2W=20.25kWh=0.5kWh，故C正確；D、由P=可得，電爐消耗的電能W=Pt=1kW50h=50kWh=50度，故D正確；故選C【分析】由機器銘牌信息可知電器的額定電壓及額定功率，則由P=公式變形W=Pt可求得用電器正常工作時的電功，并注意電功的單位2.【答案】C 【解析】【解答】解：電爐在使用時，電爐絲和導線串聯(lián)，通過它們的電流相等，通電時間t相同，因為Q=I2Rt，R電爐絲R導線 ， 所以電流產(chǎn)生的熱量：Q電爐絲Q導線 ， 從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象，故C正確故選：C【分析】電爐絲和連接的導線串聯(lián)在電路中，通過它們的電流相等，它們的通電時間相同，而電爐絲的電阻比導線的電阻大，根據(jù)焦耳定律分析判斷3.【答案】D 【解析】【解答】解：已知W=1度=1kWh，P=100W=0.1kW，由P=， 可得，燈正常工作時間t=10h故選D【分析】已知燈泡額定功率和消耗的電能，利用公式t=得到正常工作時間4.【答案】B 【解析】【解答】解：因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯(lián)時通過它們的電流相等；由Q=I2Rt可知，在電路和通電時間相同時，右側(cè)電阻較大，產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側(cè)氣體膨脹更大所以B管中的液面較高，故ACD錯誤，B正確。故選B?！痉治觥坑呻娐穲D可知兩電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知通過它們的電流關(guān)系，根據(jù)Q=I2Rt比較兩電阻產(chǎn)生的熱量關(guān)系，密閉空氣吸收熱量后，體積不變，壓強變大，U形管內(nèi)兩液面的差值變大，據(jù)此進行解答。5.【答案】B 【解析】【解答】解：（1）水的體積V=60L=60dm3=0.06m3 ， 由=得水的質(zhì)量：m=水V=1.0103kg/m30.06m3=60kg，（2）水吸收的熱量：Q吸=cmt=cm（tt0）=4.2103J/（kg）60kg（5020）=7.56106J故選B【分析】（1）知道水的體積和水的密度，利用m=V求水的質(zhì)量；（2）求出了水的質(zhì)量，知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cmt求這個過程中水吸收的熱量6.【答案】C 【解析】【解答】解：A、由電路圖可知，電壓表是并聯(lián)在R2兩端，測量的是電阻R2兩端的電壓，故A錯誤； B、當變阻器R2的滑片P向左移動時，R2電阻增大，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，R2兩端電壓增大，即電壓表示數(shù)增大，故B錯誤；C、為了保證電路中各元件安全工作，變阻器R2接入電路的阻值范圍：由電壓表量程“03V”，R2兩端電壓最大為3V，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點， = ， = ，解得R2=10，由電流表量程“00.6A”，電路中最大電流為0.6A，由滑動變阻器R2的規(guī)格為“20 0.5A”，電路中最大電流為0.5A，綜合以上因素，電路中最大電流為0.5A，則I最大= ，0.5A= ，解得R2=2，故變阻器R2接入電路的阻值范圍是210，故C正確；D、當變阻器R2接入電路中的阻值是5時，電路中的電流，I= = =0.4A，通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量：Q=I2R1t=（0.4A）25160s=48J，故D錯誤故選C【分析】由各元件規(guī)格和特點，根據(jù)滑動變阻器的滑片的移動，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點判斷電壓表示數(shù)的變化；根據(jù)電路特點和歐姆定律確定出變阻器的最大值和最小值；根據(jù)電功求出產(chǎn)生的熱量7.【答案】B 【解析】【解答】解：由圖知，兩電阻絲串聯(lián)，所以通過兩電阻絲的電流和通電時間相等，根據(jù)公式Q=I2Rt，則產(chǎn)生的熱量之比等于電阻之比2：3。故選B?！痉治觥看?lián)電路中電流相等，兩電阻的加熱時間也相同，根據(jù)焦耳定律的計算公式Q=I2Rt便可得出結(jié)論。8.【答案】B 【解析】【解答】解：電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)控制電流和通電時間相同，兩個電阻串聯(lián)時，兩個電阻的電流相等，通電時間相等，故探究電流產(chǎn)生熱量多少跟電阻的關(guān)系 故選B【分析】電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)串聯(lián)電路中電流處處相等，同時也控制通電時間相等，可以探究電流產(chǎn)生熱量多少跟電阻大小的關(guān)系9.【答案】C 【解析】【解答】解：A、甲、乙兩次實驗中用到的研究物理問題的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法，故A正確 B、甲實驗兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；則右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，故B正確；C、乙實驗，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；則左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，氣體壓強大，即左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大，故C錯誤；D、乙實驗，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同，但通過電阻的電流不同，所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故D正確故選C【分析】由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q與I、R及t有關(guān)，故應(yīng)采用控制變量法進行分析10.【答案】D 【解析】【解答】解：A、說法錯誤，若是串聯(lián)，電流處處電流相等 B、說法錯誤，若是并聯(lián)，則電壓相等C、說法錯誤，若是并聯(lián)，由W=UIt= t知，并聯(lián)時電壓相等，通電時間相等，甲發(fā)熱多，說明甲的電阻小D、說法正確，由W=UIt知，當甲電阻絲比乙電阻絲放出的熱量多時，說明甲電阻絲消耗的電能比乙電阻絲多故選D【分析】將兩個電阻絲接入電路，有串聯(lián)、并聯(lián)兩種接法；串聯(lián)時，通過兩電阻的電流相同；并聯(lián)時，加在兩電阻兩端的電壓相同；然后根據(jù)得出的條件，靈活的選用電功公式進行判斷二、多選題11.【答案】B,C,D 【解析】【解答】A、Q與I、R及t有關(guān)，甲實驗電阻絲串聯(lián)，電流和通電時間相等，是探究電熱與電阻關(guān)系的；乙實驗中右側(cè)電阻絲并聯(lián)一個電阻絲后與左側(cè)電阻絲串聯(lián)，電阻和通電時間相等，是探究電熱與電流關(guān)系的，都用到控制變量法，A不合題意；B、甲實驗兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律QI2Rt可知，右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；則右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，B符合題意；C、乙實驗，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同，但通過電阻的電流不同，所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，C符合題意；D、乙實驗，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同，由焦耳定律QI2Rt可知，左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；則左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，氣體壓強大，即左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大，D符合題意 .故答案為：BCD .【分析】A、甲實驗控制了電流和通電時間相同，探究電熱與電阻的關(guān)系；乙實驗控制了通電時間和電阻相同，探究電熱與電流的關(guān)系；B、兩電阻絲串聯(lián)，通過電阻絲的電流和通電時間相同，由焦耳定律QI2Rt可知，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多；C、乙實驗中兩電阻大小相同，通電時間相同，通過兩電阻的電流不同，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；D、容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，氣體壓強大，U形管中液面的高度大 .12.【答案】A,C,D 【解析】【解答】解：A、甲、乙兩次實驗中用到的研究物理問題的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法，故A正確；B、甲實驗兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多，則右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，故B錯誤；C、乙實驗，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同，但通過電阻的電流不同，所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故C正確；D、乙實驗，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多，則左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，氣體壓強大，即右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的小，故D正確。故選ACD?！痉治觥坑山苟蒕=I2Rt可知，Q與I、R及t有關(guān)，故應(yīng)采用控制變量法結(jié)合圖中的實驗情景進行分析。三、填空題13.【答案】48；12；120 【解析】【解答】解：導體的電阻： R= = =48；導體消耗的電功率：P=UI=24V0.5A=12W；通電10s產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=（0.5A）24810s=120J故答案為：48，12，120【分析】知道導體兩端的電壓和通過的電流，利用歐姆定律求導體的電阻；利用P=UI求導體消耗的電功率；利用Q=I2Rt求通電10s產(chǎn)生的熱量14.【答案】6.6105；更大 【解析】【解答】解：（1）電爐通電10min產(chǎn)生的熱量：Q=W= t= 1060s=6.6105J；（2）連接處接觸不良時，會使該處的電阻增大，由焦耳定律的公式Q=I2Rt知，在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，溫度越高，所以，電流經(jīng)過線路連接處時產(chǎn)生的熱量增多，容易引起火災(zāi)故答案為：6.6105；更大【分析】（1）知道電爐的電阻和電壓以及通電時間，根據(jù)Q=W= t求出產(chǎn)生的熱量；（2）由焦耳定律知道，電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時間成正比；導線相互連接處因為接觸不良，易造成電阻變大，因為導線連接處與其他導線串聯(lián)在電路中，通電時間是相同的，由焦耳定律可知電阻大的產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析本題考查了電熱公式和焦耳定律的靈活應(yīng)用，知道導線和導線的連接處接觸不良時，電阻增大是本題的解題關(guān)鍵四、計算題15.【答案】解：由= 得，水的質(zhì)量：m=水V=1.0103kg/m31103m3=1kg；水升高到100吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1kg（10020）=3.36105J；由P= 得，電熱水壺在6min消耗的電能為：W=Pt=1100W660s=3.96105J；電熱水壺的熱效率為：= 100%= 100%84.8%由P=UI= 得，電熱水壺的電阻：R= = =44當電壓為198V時，實際功率為：P= = =891W答：這壺水吸收的熱量為3.36105J；電熱水壺的熱效率84.8%；電路中的實際電壓降為198V時，電熱水壺的實際功率為891W 【解析】【分析】由m=V計算出水的質(zhì)量，根據(jù)Q=cmt計算水吸收的熱量；根據(jù)W=Pt計算出電熱水壺消耗的電能，由= 計算出熱效率；根據(jù)R= 得出電熱水壺的電阻，由P= 可計算得水壺的實際電功率本題是電熱綜合題目，主要考查了熱量、電功及熱效率的計算，解決此類題目，關(guān)鍵能夠掌握相關(guān)的公式，搞清題目中的有用能量和總能量，正確計算出效率五、解答題16.【答案】答：如果連接大功率用電器的導線太細，則導線電阻將變大，由焦耳定律Q=I2Rt，可知，電線上將顯著發(fā)熱，有時可能燒壞電線絕緣皮，甚至會引起火災(zāi) 【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律，找出引起電熱增加的因素，是因為電流變大的緣故，而造成電流過大的其中一個原因是因為使用了大功率用電器六、實驗探究題17.【答案】（1）氣球膨脹的程度大?。?）電阻（3）BD（4）C 【解析】【解答】解：（1）當電阻絲通電后，電流產(chǎn)生熱量使瓶內(nèi)溫度升高，從而使氣球膨脹，根據(jù)氣球膨脹的程度大小可知電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少這種方法叫轉(zhuǎn)換法；（2）甲中阻值不相等兩電阻串聯(lián)，則兩電阻中的電流相等，通電時間也相等，所以可探究電流產(chǎn)生熱量與電阻大小的關(guān)系；（3）由乙圖可知兩電阻并聯(lián)，而B瓶與D瓶電阻相等，電壓不相等，則可知兩瓶中的電流不同，可探究電流產(chǎn)生的熱量與通過電流的關(guān)系；（4）甲圖中兩電阻串聯(lián)，則通過兩電阻的電流相等，由焦耳定律可得，電阻大的電阻絲發(fā)熱較多，即B相通的電阻絲R2發(fā)熱量要多；乙圖中兩電阻并聯(lián)，則電壓相等，由Q=W= t可得，電阻小的發(fā)熱量要多，故C比D相通的電阻絲R1發(fā)熱量要多；而B、D相通的電阻絲電阻相等，由歐姆定律可得，B相通的電阻絲電流小于D相通的電阻絲電流，故D相通的電阻絲熱量要比B相通的電阻絲熱量多，故C相通的電阻絲熱量最多故答案為：（1）氣球膨脹的程度大?。唬?）電阻；（3）BD；（4）C 【分析】（1）轉(zhuǎn)換法是用一個便于觀察或側(cè)的物理量或數(shù)值，來反映不易直接觀察的物理量的方法當瓶中電阻絲發(fā)熱后會使氣體膨脹，則連在瓶中的氣球會產(chǎn)生膨脹（2）（3）電流產(chǎn)生熱量與導體中的電流、導體電阻和通電時間有關(guān)，所以探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)時要采用控制變量法由此分析解答（4）由焦耳定律比較四個電阻產(chǎn)