九年級(jí)物理全冊(cè)13.4電流的熱效應(yīng)課后習(xí)題(新版)北師大版

四、電流的熱效應(yīng)知能演練提升ZHINENGYANLIANTISHENG能力提升1.用同種材料制成兩段長(zhǎng)度相等、橫截面積不同的圓柱形導(dǎo)體,甲比乙的橫截面積大,如圖所示。將它們串聯(lián)在電路中,通電一段時(shí)間后,比較甲、乙兩導(dǎo)體升高的溫度,正確的是(

)A.甲導(dǎo)體的溫度升高得多B.乙導(dǎo)體的溫度升高得多C.甲、乙兩導(dǎo)體升高的溫度相同D.條件不足,無(wú)法判斷2.李明家購(gòu)買了一個(gè)電熱水器,使用時(shí)發(fā)現(xiàn)通電較短時(shí)間,其電源線就很熱,甚至能聞到很濃的橡膠的焦味,于是李明決定用他學(xué)過(guò)的物理知識(shí)向消費(fèi)者協(xié)會(huì)投訴,物理原因是(

)A.導(dǎo)線太細(xì)

B.導(dǎo)線太粗C.導(dǎo)線太短

D.電壓太高3.當(dāng)溫度下降到很低時(shí),導(dǎo)體電阻會(huì)突然消失,這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo),假如白熾燈燈絲、電動(dòng)機(jī)內(nèi)線圈、電飯鍋的發(fā)熱板、電熨斗發(fā)熱電阻都是用超導(dǎo)材料制作的,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.白熾燈仍發(fā)光B.電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)且效率比原來(lái)更高C.電飯鍋仍能煮飯D.電熨斗仍能熨衣服4.利用如圖所示電路可定性研究電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系,圖中三個(gè)電阻的材料和質(zhì)量相同,且R1=R3=5Ω,R2=10Ω,三個(gè)電子溫度計(jì)分別與之相連(圖中未畫(huà)出),并能測(cè)量它們的溫度。閉合開(kāi)關(guān)后,每隔一定時(shí)間記錄各電阻的溫度,通過(guò)比較溫度的變化來(lái)間接反映電阻產(chǎn)生電熱的多少。下列有關(guān)分析與推斷錯(cuò)誤的是(

)A.分析任意一個(gè)電阻的溫度變化,可知電熱與通電時(shí)間有關(guān)B.分析比較R1和R2的溫度及變化,可知電熱與電阻有關(guān)C.分析比較R1和R3的溫度及變化,可知電熱與電流有關(guān)D.分析比較R2和R3的溫度及變化,可知電熱與電流和電阻有關(guān)5.電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了,如果將電阻絲的兩個(gè)斷頭接上后繼續(xù)使用,電熱毯的接頭處很容易被燒焦,這樣做很不安全,接頭處的電阻常稱為“接觸電阻”。下列關(guān)于“接觸電阻”的判斷正確的是(

)A.接觸電阻較大,它與電阻絲的其他部分串聯(lián)B.接觸電阻較大,它與電阻絲的其他部分并聯(lián)C.接觸電阻較小,它與電阻絲的其他部分串聯(lián)D.接觸電阻較小,它與電阻絲的其他部分并聯(lián)6.一根電熱絲通過(guò)的電流是4A時(shí),1min內(nèi)能放出8×106J的熱量,當(dāng)把通過(guò)它的電流增加1A時(shí),它在1min內(nèi)放出的熱量是

J。

7.下圖是電飯鍋內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖,已知R0=55Ω,R1=1045Ω,當(dāng)S接“1”時(shí),電飯鍋正常工作電路中的電流是

A;當(dāng)S接“2”時(shí),通電1min產(chǎn)生的熱量是

J。

8.下圖是某電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。汽車行駛時(shí),通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,從而改變行駛速度。當(dāng)汽車速度最大時(shí),電壓表的示數(shù)為180V,電流表的示數(shù)為15A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為

W。若電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω,則電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率為

W。

9.(2017·山東煙臺(tái))甲、乙兩只電爐分別標(biāo)有“220V500W”和“220V1000W”字樣,把它們串聯(lián)在220V的電路中。在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是

(選填“甲”或“乙”),將它們并聯(lián)在電路中,產(chǎn)生熱量較多的是

(選填“甲”或“乙”)。串聯(lián)時(shí)甲電爐消耗的電功率與并聯(lián)時(shí)甲電爐消耗的電功率之比為

。

探究創(chuàng)新10.董妍同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示借助氣球膨脹探究電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)說(shuō)明利用該實(shí)驗(yàn)裝置如何解決探究的問(wèn)題。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中她發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯,可能的原因是什么?(寫(xiě)出兩種)(3)張暉同學(xué)利用電流的熱效應(yīng)燒水,觀察到水沸騰后繼續(xù)加熱,水的溫度卻保持不變,既然水沒(méi)有變得更熱,那么電熱器所供給的能量跑到哪里去了呢?該同學(xué)猜想能量可能跑到水蒸氣里去了,請(qǐng)你從不同的角度用生活經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象予以證實(shí)。參考答案知能演練·提升1.B根據(jù)電阻大小的決定因素,由于甲、乙兩段導(dǎo)體材料相同、長(zhǎng)度相等,所以橫截面積越大的電阻越小,也就是說(shuō)甲的電阻比乙小。在串聯(lián)電路中,電流相等,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,相同時(shí)間內(nèi)電阻越大的產(chǎn)生的熱量越多,即乙產(chǎn)生的熱量多,且乙的質(zhì)量小于甲的質(zhì)量,因此乙導(dǎo)體的溫度升高得多。2.A由P=I2R可知,電流一定時(shí),導(dǎo)體的發(fā)熱功率與電阻成正比,由于導(dǎo)線太細(xì),電阻過(guò)大而發(fā)熱,故選A。3.B白熾燈發(fā)光,電飯鍋煮飯,電熨斗熨衣服都是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的,假如它們用超導(dǎo)材料制作,由于電阻為0,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,它們都不能工作,而電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,由于電流的熱效應(yīng),同時(shí)線圈發(fā)熱,如果線圈電阻為0,則電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,減少了能量損耗。4.D由Q=I2Rt可知,對(duì)同一電阻而言,通過(guò)的電流不變時(shí),通電時(shí)間越長(zhǎng),產(chǎn)生的熱量越多,溫度越高,故A正確;根據(jù)題意和題目中電路圖可知R1≠R2,并且R1、R2串聯(lián),即通過(guò)的電流和通電時(shí)間相等,因此分析比較R1和R2的溫度及變化,可知電熱與電阻有關(guān),故B正確;根據(jù)題意和題目中電路圖可知R1=R3,并且R1、R2串聯(lián)后與R3并聯(lián),由于兩支路的總電阻不同,因此通過(guò)它們的電流不同,故分析比較R1和R3的溫度及變化,可知電熱與電流有關(guān),故C正確;根據(jù)控制變量法可知,探究電熱與電流、電阻以及通電時(shí)間是否有關(guān)時(shí),變化的量只能有一個(gè),其他因素均不變,因此,比較R2和R3的溫度不可以探究電熱與電流和電阻的關(guān)系,故D錯(cuò)誤。5.A如果將電阻絲的兩個(gè)斷頭接上后繼續(xù)使用,電熱毯的接頭處很容易被燒焦,說(shuō)明在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,此處電阻增大,它與電阻絲的其他部分串聯(lián),選項(xiàng)A正確。6.解析:設(shè)電熱絲電阻為R,當(dāng)通以4A的電流時(shí),Q1=Rt,當(dāng)通過(guò)電流增加1A時(shí)Q2=Rt,所以,把Q1=8×106J代入解得Q2=1.25×107J。答案:1.25×1077.解析:當(dāng)S接“1”時(shí),R0與R1串聯(lián),因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的電流I==0.2A。當(dāng)S接“2”時(shí),電路為R0的簡(jiǎn)單電路,則通電1min產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=t=×60s=5.28×104J。答案:0.25.28×1048.解析:根據(jù)公式P=UI得P=180V×15A=2700W,電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈時(shí)的發(fā)熱功率為P=I2R=(15A)2×0.4Ω=90W。答案:2700909.解析:由P=得,電爐的電阻R=,因?yàn)榧?、乙兩只電爐的額定電壓相同,額定功率P甲<P乙,所以甲、乙兩只電爐的電阻R甲>R乙,通過(guò)甲、乙兩只電爐的電流I甲=I乙,根據(jù)Q=I2Rt可知,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q甲>Q乙,故串聯(lián)時(shí)產(chǎn)生熱量較大的是甲;將它們并聯(lián)在220V電路上,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,即U甲=U乙=220V,則兩電爐的實(shí)際功率等于額定功率,即P甲=500W,P乙=1000W,根據(jù)Q=W=Pt可知,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q甲<Q乙,故并聯(lián)時(shí)產(chǎn)生熱量較大的是乙;甲電爐的電阻為R甲==96.8Ω,乙電爐的電阻為R乙==48.4Ω,串聯(lián)在220V電路中甲消耗的實(shí)際功率為P實(shí)甲=R甲=×R甲=×96.8Ω≈222W;當(dāng)甲電爐并聯(lián)在220V電路中,P實(shí)甲'=P額甲=500W,所以兩種情況下甲消耗的功率之比為P實(shí)甲∶P實(shí)甲'=222W∶500W=111∶250。答案:甲乙111∶25010.解析:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電流、電阻和通電時(shí)間三方面的因素有關(guān),所以在探究電流的熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系時(shí),要控制電流和通電時(shí)間相同,同時(shí)實(shí)驗(yàn)中用氣球的膨脹程度來(lái)衡量電流產(chǎn)生熱量的多少;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯可以從兩方面分析:一是產(chǎn)生的熱量少,二是氣球氣密性不好或球皮太厚等;電熱器產(chǎn)生的能量的去向可以從做功和熱傳遞兩個(gè)角度進(jìn)行分析。答案:(1)在電流相同的條件下,相等時(shí)間內(nèi),觀察比較兩個(gè)氣球膨脹的程度,判斷電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系。(2)裝置氣密性不好(氣球漏氣);球皮太厚;電阻R1、R2的阻值相近;電源電壓太低(電流太小)。(3)a.從做功角度(內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。生活經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中任答一條,合理即可):生活經(jīng)驗(yàn):①水沸騰時(shí),繼續(xù)加熱,水蒸氣能把壺蓋頂起;②水沸騰并變成水蒸氣,水蒸氣能為機(jī)械提供