北師大版九年級物理全一冊第十三章電功和電功率四電流的熱效應(yīng)練習(xí)含答案

四、電流的熱效應(yīng)一、能力提升圖13-4-21.用同種材料制成兩段長度相等、橫截面積不同的圓柱形導(dǎo)體,甲比乙的橫截面積大,如圖13-4-2所示。將它們串聯(lián)在電路中,通電一段時間后,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,無法判斷2.李明家購買了一個電熱水器,使用時發(fā)現(xiàn)通電較短時間,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)過的物理知識向消費者協(xié)會投訴,物理原因是()。A.導(dǎo)線太細 B.導(dǎo)線太粗C.導(dǎo)線太短 D.電壓太高3.當溫度下降到很低時,導(dǎo)體電阻會突然消失,這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)。假如白熾燈燈絲、電動機內(nèi)線圈、電飯鍋的發(fā)熱板、電熨斗發(fā)熱電阻都用超導(dǎo)材料制作,則下列說法正確的是()。A.白熾燈仍發(fā)光B.電動機運轉(zhuǎn)且效率比原來更高C.電飯鍋仍能煮飯D.電熨斗仍能熨衣服4.小明在探究某個科學(xué)問題時,把阻值恒定為R1、R2(R1=R2)的兩段電熱絲分別放在兩個完全相同的燒瓶中,燒瓶中分別盛有質(zhì)量和初溫均相同的兩種不同液體,并連接成如圖13-4-3所示的實驗電路,實驗中所用溫度計完全相同。則下列說法正確的是()。圖13-4-3A.該裝置可用來探究物質(zhì)的吸熱能力跟物體的種類是否有關(guān)B.該裝置可用來探究物質(zhì)的吸熱能力跟物體的質(zhì)量是否有關(guān)C.該裝置可用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟導(dǎo)體的電阻是否有關(guān)D.該裝置可用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟導(dǎo)體中的電流是否有關(guān)5.將規(guī)格都是“220V150W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機和一只電烙鐵分別接入家庭電路中,正常工作相同時間,以下說法正確的是()。A.三個用電器均能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.根據(jù)R=U2C.三個用電器消耗的電能一樣多D.三個用電器產(chǎn)生的熱量相等6.一根電熱絲通過的電流是4A時,1min內(nèi)能放出8×106J的熱量,當把通過它的電流增加1A時,它在1min內(nèi)放出的熱量是J。

7.圖13-4-4是電飯鍋內(nèi)部簡化電路圖,已知R0=55Ω,R1=1045Ω,當S斷開時,電飯鍋正常工作,電路中的電流是A;當S閉合時,通電1min產(chǎn)生的熱量是J。

圖13-4-48.圖13-4-5是某電動汽車動力系統(tǒng)示意圖。汽車行駛時,通過改變滑動變阻器的阻值來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速,從而改變行駛速度。當汽車速度最大時,電壓表的示數(shù)為180V,電流表的示數(shù)為15A,此時電動機消耗的功率為W。若電動機的內(nèi)阻為0.4Ω,則電動機內(nèi)阻的發(fā)熱功率為W。

圖13-4-59.如圖13-4-6所示,甲、乙兩個透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。現(xiàn)用該裝置探究電熱與電流的關(guān)系,則乙容器中的電阻絲R2=Ω。通電一定時間,觀察到(選填“甲”或“乙”)容器U形管的液面高度差較大,R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為。

圖13-4-6二、探究創(chuàng)新10.用如圖13-4-7甲所示的裝置探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,相同燒瓶內(nèi)裝滿了煤油。圖13-4-7(1)燒瓶中裝入的煤油是(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)。

(2)請根據(jù)實物電路,在圖13-4-7乙虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖。(3)為達到實驗?zāi)康?選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng),通過R1的電流通過R2的電流。

(4)通電一段時間后,R2所在燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大,說明

。

(5)小紅用如圖13-4-7丙所示的裝置,進一步探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”,經(jīng)多次實驗測量,收集實驗數(shù)據(jù),繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖像。根據(jù)焦耳定律可知,圖13-4-7丁中能正確反映h-I關(guān)系的是(填選項字母)。

四、電流的熱效應(yīng)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、長度相等,所以橫截面積越大的電阻越小,也就是說甲的電阻比乙小。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,導(dǎo)體的發(fā)熱功率與電阻成正比,由于導(dǎo)線太細,電阻過大而發(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;而電動機工作時電能主要轉(zhuǎn)化為機械能,由于電流的熱效應(yīng),同時線圈發(fā)熱,如果線圈電阻為0,則電能全部轉(zhuǎn)化為機械能,減少了能量損耗。4.A根據(jù)題意,兩個電阻串聯(lián),通過兩電阻的電流、通電時間、電阻都相同,故兩電阻產(chǎn)生的熱量相同,兩個燒瓶中的液體質(zhì)量相同、初溫相同、種類不同,可以根據(jù)溫度計的示數(shù)來比較兩種液體的吸熱能力,故A正確,B、C、D錯誤。5.C6.解析設(shè)電熱絲電阻為R,當通以4A的電流時,Q1=I12Rt,當通過電流增加1A時Q2=I22Rt,所以Q1Q2=1625,把Q1=8×106J代入解得Q2答案1.25×1077.解析當S接“1”時,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=UR0+R1=220V當S接“2”時,電路為R0的簡單電路,則通電1min產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=U2R0t=(220V)255Ω×60s=5.答案0.25.28×1048.解析根據(jù)公式P=UI得P=180V×15A=2700W,電流通過電動機線圈時的發(fā)熱功率為P=I2R=(15A)2×0.4Ω=90W。答案2700909.解析由題圖可知,右側(cè)的兩個電阻并聯(lián)后再與左側(cè)的電阻串聯(lián),用該裝置探究電熱與電流的關(guān)系,需要控制電阻相同,所以乙容器中的電阻絲R2=5Ω;通電一定時間,在電阻相同時,通過甲的電流大,所以甲中電阻產(chǎn)生的熱量多,觀察到甲容器U形管的液面高度差較大;R1與R2的電阻和通電時間相同,通過R1的電流為通過R2的電流的2倍,則根據(jù)Q=I2Rt可知,R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為4∶1。答案5甲4∶110.解析(1)燒瓶中裝入的煤油是絕緣體。圖D-13-3(2)實物圖中,R與R1并聯(lián)后與R2串聯(lián),根據(jù)實物電路,畫出對應(yīng)的電路圖,如圖D-13-3所示。(3)探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,要控制電阻相等,即選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)相等,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過R1的電流小于通過R2的電流。(4)通電一段時間后,R2所在燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大,說明在電阻和通電時間相等時,電流越大產(chǎn)生的熱量越多。(5)根據(jù)轉(zhuǎn)換法,煤油吸熱越多,膨脹程度越大,液柱升高得