北京课改版物理九年级全册《11.4 电流的热效应》同步练习
一 、单选题（本大题共10小题，共30分）
1.（3分）甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等，将它们如图所示串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙导体产热的多少，正确的是
A. 甲导体的产热比乙导体多 B. 乙导体的产热比甲导体多
C. 甲、乙导体产热相等 D. 条件不足，无法判断
2.（3分）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是
A. 通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B. 该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
C. 通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D. 右侧电阻丝的阻值比左侧小
3.（3分）在相同时间内，电阻丝甲比电阻丝乙放出的热量多，那么
A. 甲的电阻一定比乙的电阻大 B. 通过甲的电流一定比乙大
C. 甲两端的电压一定比乙两端的电压大 D. 甲的电功率一定比乙大
4.（3分）小华利用如图的实验装置来探究影响通电导体产生热量的因素，下列说法不正确的是
A. 图甲实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系
B. 图乙实验装置是控制电阻、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
C. 图甲中闭合开关后，管中液面上升比快
D. 图乙中闭合开关后，管中液面上升比快
5.（3分）如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1＜R2，电路消耗的总功率由大到小的顺序是（ ）
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲
C. 丁、甲、乙、丙 D. 丙、乙、甲、丁
6.（3分）下列设备中利用电流热效应工作的是
A. 电动机 B. 发电机 C. 电饭锅 D. 电磁继电器
7.（3分）电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为
A. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少
B. 导线的绝缘皮隔热
C. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
D. 导线散热比电阻丝快
8.（3分）把一个标有“”的小灯泡和定值电阻串联后接在电压为的电源上如图所示，小灯泡恰能正常工作。该电路工作定值电阻产生的热量是
A. B. C. D.
9.（3分）一台直流电动机额定电压为，其线圈电阻为，正常工作时通过的电流为，则电动机连续工作，则
A. 电动机的额定功率是
B. 电动机工作时发热损失的电能为
C. 电动机获得机械能是
D. 电动机的效率约为
10.（3分）用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示．将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度．正确的是
A. 甲导体的温度升高得多 B. 乙导体的温度升高得多
C. 甲、乙两导体升高的温度相同 D. 条件不足，无法判断
二 、填空题（本大题共9小题，共36分）
11.（4分）在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来使用，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾．这是因为有接头处导线的电阻______相同长度接头导线的电阻．
12.（4分）电暖器主要利用电流的______效应来工作；电磁起重机主要利用电流的______效应来工作。
13.（4分）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图.A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A内的金属丝电阻较小,烧瓶B内的金属丝电阻较大.实验中应使两瓶中盛装的煤油质量______(选填“相等”或“不相等”).当开关闭合后,______(选填“A”或“B”)瓶中温度计示数上升较快.
14.（4分）为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁，很多用电器都装有保险管，其内部的保险丝是利用电流的 ______效应工作的。
15.（4分）家庭使用的电饭煲是利用电流的______工作的，电饭煲通过导线接到电路里，通电后电饭煲内的电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，这是因为电炉丝的______（选填“电流”或“电阻”）比导线大得多.
16.（4分）某电热水壶部分参数，额定电压220V，额定功率模糊不清，容积1L，加热效率90%，在额定电压下，将满壶水从10°C加热至沸腾（在1标准大气压下），用时5min，则水吸收的热量是______J，电热水壶的额定功率是______W.[C水=4.2×103J/（kg ℃）].
17.（4分）如图所示，当开关S闭合，甲.乙两表均为电压表时，两表示数之比U甲：U乙=3：1；当开关S断开，甲.乙两表均为电流表时，两表示数之比I甲：I乙=______，相同时间内R1.R2产生的热量之比Q1：Q2=______.
18.（4分）如图是某取暖器的简化的工作电路图．图中元件M是装有扇叶的电动机，元件R通电时会产生热．若闭合开关______ 时只能送风．若闭合开关 ______ 时可以送热风．
19.（4分）完全燃烧0.3的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是______ J；若放出热量的84%被水吸收，则可以将水箱中20kg，20℃的水加热到______℃（天然气的热值为3.0×107J/ ，C水=4.2×103J/(kg.℃)，当地大气压为一个标准大气压）．在洗浴过程中我们看到浴室里有大量“白气”产生，这些“白气”是水蒸气______（填物态变化）形成的．
三 、实验题（本大题共1小题，共6分）
20.（6分）小西在探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的实验中，采用如图所示的装置，接通电源，瓶内空气被加热而膨胀，使型管的液面高度发生变化。
在实验过程中，通过观察_____来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；
图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与_____的关系；
由图乙可知：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越_____，产生热量越多。
四 、计算题（本大题共1小题，共12分）
21.（12分）在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如右表所示．（水的比热容为c= 4.2×103J/(kg.℃)．请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：
（1）水所吸收的热量；（2）电磁炉的实际功率；（3）电磁炉烧水的效率．
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：由题意可知，两者的电阻相同，因两电阻串联，所以通过的电流相等；
根据可知，相同时间内产生的热能相等，故错误，正确。
故选：。
根据题意可知，甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等，因为甲、乙两电阻串联，通过的电流相等、通电时间相同，根据焦耳定律判断产生热量的多少
此题主要考查串联电路的电流特点、焦耳定律的应用，是一道基础题。
2.【答案】B;
【解析】解：
、通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这属于转换法，故错误；
、由图知，两电阻丝串联，根据串联电路的电流特点可知，各处的电流是相同的；通过电阻丝的电流和通电时间均相同，由于左右两侧电阻丝的阻值不同，所以探究的是电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故正确，错误；
、两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高，说明电流通过右侧电阻丝产生的热量多；电流和通电时间均相同，根据焦耳定律可知，右侧电阻丝的阻值大，故错误。
故选：。
根据转换法分析；
根据控制变量法分析；
在串联电路中，各处的电流是相同的；
形管中的液面越高，表明产生的热量越多，结合焦耳定律进行解答。
该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用，注意两导体串联时电流相等，导体产生热量的多少是通过形管液面的变化来反映的。
3.【答案】D;
【解析】解：电阻丝是纯电阻用电器，通电时产生的热量与电流所做的功相等，计算电流产生的热量的公式有：；
、由可知，只知道时间和热量的关系，不确定电阻或电流的关系，因此无法比较电流或电阻的关系，故错误；
、由可知，只知道时间和热量的关系，不确定电阻关系，因此无法比较电压的关系，故错误；
、由可知，时间一定时，放出热量多的功率大，所以甲的电功率一定比乙大，故正确。
故选：。
电阻丝是纯电阻用电器，通电时产生的热量与电流所做的功相等，计算电流产生的热量的公式有：，据此进行判断。
此题主要考查焦耳定律公式及其变形的灵活运用。
4.【答案】C;
【解析】解：
、甲实验中，两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，密闭容器中两电阻丝的阻值不相等，所以探究的是电热与电阻的关系，故正确；
、乙实验中，右侧个欧的电阻丝并联，再与左侧欧的电阻丝并联，故左右密闭容器中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，即控制电阻、通电时间一定时，探究电热与电流的关系，故正确；
、甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，闭合开关后，右侧电阻阻值大，由焦耳定律可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，则右侧管中液面上升得快，故错误；
、乙实验中，右侧个欧的电阻丝并联，再与左侧欧的电阻丝串联，故左右密闭容器中电阻丝的电阻和通电时间相同，右侧两电阻并联后和左侧电阻串联，所以左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流，由焦耳定律可知，左侧电阻产生热量多；则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即左侧管中液面上升得快，故正确。
故选：。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面上升的快慢来反映，体现的是转换思想；
根据串并联电路的电流、电压、电阻关系和焦耳定律解答。
此题主要考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系以及控制变量法和转换法的了解和掌握，突出运用知识解决实际问题的能力，综合性强。
5.【答案】C;
【解析】解：因为电阻并联时阻值最小，串联时阻值最大．阻值由小到大依次是：丁、甲、乙、丙．
由 P=
U2
R
可知，电阻越小，功率越大；电功率由大到小依次是：丁、甲、乙、丙．
故选C．
6.【答案】C;
【解析】解：、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故不符合题意；
、发电机原理是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，在电路中会产生电流，是根据电磁感应原理制成的，故不符合题意；
、电饭锅，利用电流热效应工作，故符合题意；
、电磁继电器的主要部件是电磁铁，是利用电流磁效应工作的，故不符合题意。
故选：。
电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。
此题主要考查了电流的热效应及其应用，知道各用电器工作时能量转化的方向，是正确解答该题的关键。
7.【答案】A;
【解析】解：电炉中电阻丝与导线串联，通过它们的电流和通电时间相等，故错误；
因为，，
所以产生的热量：，
即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，
而与散热快慢、隔热效果无关，故正确，、错误。
故选：。
电炉中电阻丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。
此题主要考查学生对焦耳定律的了解与掌握，分析时要注意利用好控制变量法。
8.【答案】A;
【解析】解：灯泡正常发光时的电压，功率，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由可得，灯泡正常发光时电路中的电流：，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两端的电压：，
该电路工作定值电阻产生的热量：。
故选：。
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出两端的电压，根据求出该电路工作定值电阻产生的热量。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
9.【答案】D;
【解析】解：、电动机的额定功率，故错误；
、电动机工作时发热损失的电能为，故错误；
、电动机消耗的电能，
电动机获得机械能，
电动机的效率，
故错误，正确。
故选：。
根据计算电动机的额定功率；
根据计算电动机工作时发热损失的电能；
根据计算电动机消耗的电能，根据得出电动机获得机械能，根据得出电动机的效率。
此题主要考查电功率、热量、电能和效率的有关计算问题，综合性较强，难度适中。
10.【答案】B;
【解析】解：如图所示，
甲、乙两导体用同种材料制成、长度相等、甲比乙的横截面积大，
，
甲、乙两导体串联，
通过的电流：
，
，，
，
即：电流通过甲产生的热量比通过乙产生的热量少，
即乙产生的热量多，而乙的质量小，乙导体的温度升高得多，故正确．
故选
由题目提供的条件，根据影响电阻大小的因素确定甲乙电阻的大小关系；因为甲乙两电阻串联，通过的电流相等、通电时间相同，再根据焦耳定律判断产生热量的多少，而产生热量多的温度升高得多，据此判断．
此题主要考查了学生对焦耳定律、影响电阻大小的因素的了解和掌握，涉及到的物理量多，要细心，防止因颠倒而出错．
11.【答案】大于;
【解析】解：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，由于导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，
根据，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾．
故答案为：大于．
由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析．
这道题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联电流相等是本题的关键．
12.【答案】热;磁;
【解析】解：电暖器的主要部件是电热丝，它主要是利用电流的热效应来工作的，工作时将电能转化为内能；
电磁起重机的主要部件是电磁铁，它主要是利用电流的磁效应来工作的。
故答案为：热；磁。
当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务；另一方面，电流的热效应也有一些不利因素。任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。
主要考查电流的热效应、电流的磁效应在生活、生产中的应用实例，只有认真把握它们的定义，才能真正区分它们利用的是哪一个效应。体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念。
13.【答案】相等;B;
【解析】根据控制变量法，实验中改变要研究的因素，控制不研究的因素一定.根据焦耳定律Q=I2Rt铜丝和镍铬合金丝是串联的，所以电流I和通电时间t相同，镍铬合金丝比铜比电阻大，所以产生电热多，故B瓶的温度上升较快.
14.【答案】热;
【解析】解：保险丝是利用电流的热效应工作的，当电流过大时，保险丝产生较多的热量，会自动熔断。
故答案为：热。
保险丝是利用电流的热效应来工作的，由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成。
此题主要考查了对电路中保险丝的作用和特点的了解，属电学基础题。
15.【答案】热效应;电阻;
【解析】电饭煲工作时，将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的；
电饭煲在使用时，电饭煲和导线串联，I电饭煲=I导线，通电时间t相同，由Q=I2Rt.R电饭煲＞R导线可知：电流产生的热量：Q电饭煲＞Q导线，从而出现电饭煲内的电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的导线都不怎么热的现象.
16.【答案】3.78×105;1.4×103;
【解析】（1）已知V=1L=1×10-3，
由ρ=可得，
装满水时水的质量m=ρV=1.0×103kg/×1×10-3=1kg；
水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃-10℃）
=3.78×105J；
（2）由η=可得，
W===4.2×105J，
电热水壶的额定功率P===1.4×103W.
17.【答案】2：3;1：2;
【解析】当开关S闭合，甲.乙两表为电压表时，等效电路图如下图所示：

由于串联电路各处的电流相等，根据U=IR可知，
两电压表的示数之比：====，
解得：=；
当开关S断开，甲.乙两表为电流表时，等效电路图如下图所示：

由于并联电路各支路两端的电压相等，根据I=可知，
R1和R2的电流之比：==，
两电流表的示数之比：===，
由Q=W=t可知，相同时间内R1.R2产生的热量之比：
==.
18.【答案】S1;S1、S2;
【解析】若只闭合开关S1时，电路为电动机的简单电路，电流只经过电动机，所以电吹风只能送风；
若将开关S1、S2都闭合，电动机和电热丝并联，电流分两路分别经过电动机和电热丝，则电吹风吹出的是热风
19.【答案】9×106 J;100;液化;
【解析】放出的热量为Q=qv=3.0×107J/×0.3=9×106 J；水吸收的热量为9×106 J×84%=7.56×106 J，t=Q/cm+20=100；浴室里有大量“白气”不是气，而是水蒸气液化形成的小水滴．
20.【答案】形管中液面高度
电阻大小
大 ;
【解析】解：
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但温度的变化可以通过液面高度来反映，这种研究方法叫转换法；
如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻的关系；
图乙装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，由串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即；两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，所以，，烧瓶内的电阻值都是，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，乙图左容器中形管液面高度大，电流产生的热量多；
分析图乙装置的实验现象，可以得出的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，产生热量越多。

故答案为：形管中液面高度；电阻大小；大。

此题主要考查电流做功的实质及影响大小的因素，同时也探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关，考查控制变量法及转换法的运用和分析现象归纳结论的能力。
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同；
综合分析图甲乙两装置的实验现象得出结论。
21.【答案】（1）1.68×105 J；（2）900W；（3）62.2%;
【解析】（1）Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103 J/（kg ℃）×2kg×（50℃-30℃）=1.68×105 J；
（2）电磁炉工作5min消耗的电能：W=150r/2000r/kW h=150/2000×3.6×106 J=2.7×105 J；
电磁炉的功率：P=W/t=2.7×105J/300s=900W；
（3）电磁炉烧水的效率：η=Q/W=1.68×105J/2.7×105J≈62.2%