北師大版物理九年級全冊13.4 電流的熱效應(yīng)素養(yǎng)提升練含解析

第第頁北師大版物理九年級全冊13.4電流的熱效應(yīng)素養(yǎng)提升練（含解析）第十三章電功和電功率

四、電流的熱效應(yīng)

基礎(chǔ)過關(guān)全練

知識點1電流的熱效應(yīng)

1.【跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活】(2023北京海淀期末)如圖所示的用電器中,主要利用電流熱效應(yīng)工作的是()

A.抽油煙機B.電熨斗

C.臺式電風(fēng)扇D.筆記本電腦

2.【新獨家原創(chuàng)】小明同學(xué)需要熱水,但身邊沒有加熱裝置,于是他將電阻絲接在電源上,放在水里,可以加熱水,此時的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為。這是利用電流的工作的。

3.【中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化】(2022遼寧撫順、葫蘆島中考)“葫蘆烙畫”是從民間進入課堂的手工技藝,

傳承了非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。如圖是小明同學(xué)用電烙鐵在葫蘆上烙畫的情景。電烙鐵溫度升高,利用了電流的效應(yīng)。插線板上的LED指示燈是由材料制成的。

知識點2焦耳定律

4.【教材P120圖片變式】(2022內(nèi)蒙古通遼中考)在“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實驗中,某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實驗裝置(兩個透明容器中封閉著等量的空氣)。下列說法正確的是()

①U形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的

②圖甲裝置能探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

③圖乙實驗過程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Ω

④用圖甲中的實驗結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象

A.①②B.②③C.②④D.③④

5.(2022遼寧營口中考)如圖所示,

甲、乙兩個透明容器中密封著等量的空氣,通電一段時間后(選填“甲”或“乙”)容器連接的U形管液面高度差較大,實驗表明:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟(選填“電流”或“電阻”)的大小有關(guān);當(dāng)電流為0.2A時,通電10s甲容器中的電阻產(chǎn)生的熱量是J。

6.(2022山東煙臺中考)如圖所示,電源電壓不變,燈泡L標有“6V6W”字樣。

閉合開關(guān)S1,燈泡L正常發(fā)光,此時燈泡L的電阻為Ω;再閉合開關(guān)S2,前后兩次電流表的示數(shù)之比為2∶3,則電阻R的阻值為Ω,電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為J。

7.(2022遼寧本溪、遼陽等中考)用如圖所示的裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。通電2min,(選填“左”或“右”)側(cè)U形管液面高度變化更大,電阻R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為。

知識點3電熱的利用和防止

8.(2022廣西梧州中考)下列屬于防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害的實例是()

A.家里使用電熱水壺?zé)?/p>

B.利用電視機后蓋的小孔散熱

C.家里使用電飯鍋煮飯

D.小佳媽媽使用電熨斗熨衣服

能力提升全練

9.【跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活】(2022湖南長沙中考,3,★☆☆)下列用電器與電蚊香加熱器工作原理相同的是()

A.電風(fēng)扇B.電視機C.電飯煲D.電冰箱

10.(2023北京房山期末,1,★☆☆)下列用電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是()

A.電餅鐺B.電腦C.電視機D.電冰箱

11.(2022湖北天門、仙桃等中考,9改編,★★☆)某款家用電熱取暖器有兩個擋位,它正常工作時,下列說法正確的是()

A.取暖器的電熱絲是由電阻較小、熔點高的材料制成

B.“高溫”擋一定比“低溫”擋產(chǎn)生的熱量多

C.“高溫”擋一定比“低溫”擋的工作電阻大

D.連接電熱絲的導(dǎo)線比電熱絲的電阻小

12.(2022湖北恩施州中考,27,★☆☆)某飲水機上標有“220V制熱550W”的字樣,發(fā)熱部件正常工作時的功率為W。飲水機加熱一段時間,插座線會變熱,這是電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的效應(yīng)。

13.(2022安徽中考,10,★★☆)如圖所示,電源電壓保持3V不變,電阻R1=10Ω,R2=20Ω。閉合開關(guān)S,則通電100s電阻R1產(chǎn)生的熱量為J。

14.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維】(2022遼寧錦州中考,22改編,★★☆)小明家購買了一臺電熱水器,銘牌顯示:容量是50L,額定電壓是220V,額定功率是2000W。[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]求:

(1)該電熱水器正常工作時的電阻;

(2)某次洗浴時,水箱裝滿初溫為20℃的水,正常工作加熱到60℃,若熱水器的加熱效率是84%,則此次加熱消耗的電能;

(3)一天,小明家只有該熱水器和額定功率為700W的電飯鍋接入電路,它們都正常工作,則標有2000r/(kW·h)的電能表的鋁盤4min內(nèi)轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)。

素養(yǎng)探究全練

15.【科學(xué)探究】小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實驗中,在兩個透明容器中密封等量的空氣,各放置一段電阻絲,并連接一個裝水的U形管,通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好,電源電壓為6V。

(1)小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時間和電阻相同時,,電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。

(2)小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān),下列能支持她猜想的現(xiàn)象是。

A.正常工作時,“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮

B.接線板上接入的用電器越多,導(dǎo)線越容易發(fā)熱

C.電熨斗工作時發(fā)熱明顯,而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱

(3)為了驗證猜想,小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗,如圖乙所示,請你用筆畫線把電路連接完整。

閉合開關(guān),她發(fā)現(xiàn)較長時間后兩個U形管中水面的高度差均不明顯,原因是,請你提出改進辦法:。

16.【科學(xué)思維】小明給家中喂養(yǎng)熱帶魚的魚缸設(shè)計了一個加熱裝置(如圖甲),該裝置電路如圖乙所示:L為照明裝飾小彩燈(標有“6V3W”),S1為總開關(guān),S2為溫控開關(guān)(溫度低于20℃自動接通,溫度升高到24℃時自動斷開),R是阻值為3Ω的電熱絲。某次換水后,魚缸內(nèi)有10kg初溫為19℃的水,閉合開關(guān)S1、S2,L正常發(fā)光,R開始發(fā)熱。請你用所學(xué)知識與小明一起解決下列問題[c水=4.2×103J/(kg·℃)]:

(1)電源電壓是多少

(2)R開始發(fā)熱到停止工作,水吸收了多少熱量

(3)R開始發(fā)熱到停止工作的時間是多少秒(不考慮熱量損失,電熱絲產(chǎn)生的熱量均被水吸收)

答案全解全析

基礎(chǔ)過關(guān)全練

1.B電熨斗工作時將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是利用電流的熱效應(yīng)工作的,故選B。

2.答案內(nèi)能熱效應(yīng)

解析用電阻絲加熱水的過程是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這是利用電流的熱效應(yīng)工作的。

3.答案熱半導(dǎo)體

解析電流通過電烙鐵使其溫度升高,利用的是電流的熱效應(yīng);插線板上的LED指示燈是由半導(dǎo)體材料制成的。

4.CU形管內(nèi)液面高度變化是由容器內(nèi)氣體受熱膨脹引起的,故①錯誤;圖甲裝置中,兩阻值不同的電阻絲串聯(lián),通過兩電阻絲的電流相同,探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系,故②正確;圖乙是探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,通過它們的電流不同、通電時間和電阻相同,故右邊容器中的電阻要等于左邊容器中的電阻,為5Ω,故③錯誤;圖甲中兩電阻串聯(lián),電阻不同,通過兩電阻的電流相同,10Ω電阻產(chǎn)生的熱量更多,電爐絲與和它相連的導(dǎo)線也是電阻不同,電流相同,電爐絲電阻更大,產(chǎn)生的熱量更多,故④正確。綜上所述,C選項正確。

5.答案甲電阻4

解析電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間有關(guān),由圖可知,甲、乙兩容器中的電阻串聯(lián),電流和通電時間相同,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多,所以甲容器連接的U形管液面高度差較大,說明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的大小有關(guān);當(dāng)電流為0.2A時,通電10s甲容器中的電阻產(chǎn)生的熱量Q甲=I2R甲t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J。

6.答案61230

解析燈泡電阻RL===6Ω。由圖可知,燈泡與電阻并聯(lián),閉合開關(guān)S1時,燈泡L正常發(fā)光,因此電源電壓U=UL=6V;由P=UI得,燈泡正常發(fā)光時燈泡中的電流IL===1A,閉合開關(guān)S1時,電路為燈泡L的簡單電路,電流表測通過燈泡L的電流IA=IL=1A;再閉合開關(guān)S2時,燈泡L與電阻R并聯(lián),電流表測干路電流,因為前后兩次電流表的示數(shù)之比為2∶3,可得=所以IA'=IA=1.5×1A=1.5A,通過電阻R的電流IR=IA'-IL=1.5A-1A=0.5A,電阻R與燈泡L并聯(lián),兩端電壓相等,等于電源電壓,則UR=6V,電阻R的阻值R===12Ω。由焦耳定律得,電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=Rt=(0.5A)2×12Ω×10s=30J。

7.答案電阻右1∶2

解析由圖可知,兩容器中的電阻絲R1、R2串聯(lián),則通過R1、R2的電流相同,通電時間相同,而R1與R2的阻值不同,所以探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系;根據(jù)Q=I2Rt可知,電流和通電時間相同時,電流產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,因為R1I內(nèi);兩瓶中的電阻絲的電阻值相等,通電時間相等,電流不同,故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系;通電一段時間后左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多,故在電阻和通電時間相同時,電流越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。

(2)在探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時,需要控制電流、通電時間相同,導(dǎo)體的電阻不同。正常工作時,“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮,根據(jù)I=可知,此時通過兩個燈泡的電流是不同的,故A錯誤;接線板上接入的用電器越多,導(dǎo)線中的電流越大,沒有控制電流相同,故B錯誤;電熨斗工作時發(fā)熱明顯,而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱,此時通過電熨斗與導(dǎo)線的電流、通電時間相同,電阻不同,故C正確。

(3)為了驗證猜想,小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗,電阻的大小不同,需要控制電流、通電時間相同,所以兩個電阻絲應(yīng)串聯(lián)接入電路中;較長時間后兩個U形管中水面的高度差均不明顯,這說明導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量較少,其原因可能是電路中的電流太小