13.4 電流的熱效應(yīng) 同步練習(xí)

第十三章電功和電功率四、電流的熱效應(yīng)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1電流的熱效應(yīng)1.(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(jī) B.電熨斗 C.臺(tái)式電風(fēng)扇 D.筆記本電腦2.小明同學(xué)需要熱水，但身邊沒(méi)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(shí)的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為。這是利用電流的工作的。

3.(2022遼寧撫順、葫蘆島中考)“葫蘆烙畫(huà)”是從民間進(jìn)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(huà)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(shí)點(diǎn)2焦耳定律4.(2022內(nèi)蒙古通遼中考)在“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置(兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣)。下列說(shuō)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(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系③圖乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Ω④用圖甲中的實(shí)驗(yàn)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.①② B.②③ C.②④ D.③④5.(2022遼寧營(yíng)口中考)如圖所示，甲、乙兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，通電一段時(shí)間后(選填“甲”或“乙”)容器連接的U形管液面高度差較大，實(shí)驗(yàn)表明：電流通過(guò)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(shí)，通電10s甲容器中的電阻產(chǎn)生的熱量是J。

6.(2022山東煙臺(tái)中考)如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V6W”字樣。閉合開(kāi)關(guān)S1，燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)燈泡L的電阻為Ω；再閉合開(kāi)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(yáng)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(shí)點(diǎn)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(shí)例是()A.家里使用電熱水壺?zé)? B.利用電視機(jī)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.(2022湖南長(zhǎng)沙中考)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(jī) C.電飯煲 D.電冰箱10.(2023北京房山期末)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(jī) D.電冰箱11.(2022湖北天門(mén)、仙桃等中考)某款家用電熱取暖器有兩個(gè)擋位，它正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.取暖器的電熱絲是由電阻較小、熔點(diǎn)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)某飲水機(jī)上標(biāo)有“220V制熱550W”的字樣，發(fā)熱部件正常工作時(shí)的功率為W。飲水機(jī)加熱一段時(shí)間，插座線會(huì)變熱，這是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的效應(yīng)。

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

14.(2022遼寧錦州中考)小明家購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)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(shí)的電阻；(2)某次洗浴時(shí)，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(biāo)有2000r/(kW·h)的電能表的鋁盤(pán)4min內(nèi)轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)。素養(yǎng)探究全練15.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(shí)驗(yàn)中，在兩個(gè)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(gè)裝水的U形管，通過(guò)U形管中水面的高度差來(lái)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(shí)間和電阻相同時(shí)，，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(shí)，“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(shí)發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱(3)為了驗(yàn)證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示，請(qǐng)你用筆畫(huà)線把電路連接完整。閉合開(kāi)關(guān)，她發(fā)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間后兩個(gè)U形管中水面的高度差均不明顯，原因是，請(qǐng)你提出改進(jìn)辦法：。

16.小明給家中喂養(yǎng)熱帶魚(yú)的魚(yú)缸設(shè)計(jì)了一個(gè)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(biāo)有“6V3W”)，S1為總開(kāi)關(guān)，S2為溫控開(kāi)關(guān)(溫度低于20℃自動(dòng)接通，溫度升高到24℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi))，R是阻值為3Ω的電熱絲。某次換水后，魚(yú)缸內(nèi)有10kg初溫為19℃的水，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，L正常發(fā)光，R開(kāi)始發(fā)熱。請(qǐng)你用所學(xué)知識(shí)與小明一起解決下列問(wèn)題[c水=4.2×103J/(kg·℃)]：(1)電源電壓是多少?(2)R開(kāi)始發(fā)熱到停止工作，水吸收了多少熱量?(3)R開(kāi)始發(fā)熱到停止工作的時(shí)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)

第十三章電功和電功率四、電流的熱效應(yīng)答案全解全析基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練1.B電熨斗工作時(shí)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(guò)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(guò)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(cuò)誤；圖甲裝置中，兩阻值不同的電阻絲串聯(lián)，通過(guò)兩電阻絲的電流相同，探究電流通過(guò)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(guò)它們的電流不同、通電時(shí)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(cuò)誤；圖甲中兩電阻串聯(lián)，電阻不同，通過(guò)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(xiàng)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(shí)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(shí)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(shuō)明電流通過(guò)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(shí)，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=UL2PL=(6V)26W=6Ω。由圖可知，燈泡與電阻并聯(lián)，閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，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(shí)燈泡中的電流IL=PLUL=6V6W=1A，閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電路為燈泡L的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)通過(guò)燈泡L的電流IA=IL=1A；再閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，燈泡L與電阻R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，因?yàn)榍昂髢纱坞娏鞅淼氖緮?shù)之比為2∶3，可得IAIA'=23所以IA'=32IA=1.5×1A=1.5A，通過(guò)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R7.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(guò)R1、R2的電流相同，通電時(shí)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(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，因?yàn)镽1<R2，所以R2產(chǎn)生的熱量比R1多，則右側(cè)U形管液面高度變化更大；Q1Q2=I2R1tI2R2t=R18.B電熱水壺?zé)㈦婏堝佒箫垺㈦婌俣缝僖路?，都屬于利用電流的熱效?yīng)，A、C、D不符合題意；電視機(jī)的后蓋有很多孔，是為了防止電熱產(chǎn)生危害，B符合題意。能力提升全練9.C電蚊香加熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作的。電飯煲工作時(shí)把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故選C。10.A電餅鐺工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的，故選A。11.D取暖器利用了電流的熱效應(yīng)，電熱絲是由電阻較大、熔點(diǎn)高的材料制成的，A錯(cuò)誤。由Q=W=Pt可知，取暖器產(chǎn)生熱量的多少，除了與取暖器的電功率有關(guān)，還與通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，所以“高溫”擋不一定比“低溫”擋產(chǎn)生的熱量多，B錯(cuò)誤。電熱絲的工作電阻R=U212.答案550熱解析飲水機(jī)上標(biāo)有“220V制熱550W”的字樣，其中“制熱550W”表示發(fā)熱部件正常工作時(shí)的功率是550W。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生熱量，這是電流的熱效應(yīng)。13.答案10解析電路中的總電阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω；電路中的電流I=UR=3V30Ω=0.1A；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)R1的電流I1=I=0.1A；通電100s電阻R1產(chǎn)生的熱量Q=I12R1t=(014.解析(1)電熱水器正常工作時(shí)的電阻R=U2P1=(220V)(2)水箱中水的質(zhì)量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；水箱中的水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J；此次加熱消耗的電能W=Q吸η=8.4×10(3)由P=WtW1=P1t'=2000W×4×60s=4.8×105J；電飯鍋4min內(nèi)消耗的電能W2=P2t'=700W×4×60s=1.68×105J；消耗的總電能W'=W1+W2=4.8×105J+1.68×105J=6.48×105J=0.18kW·h；“2000r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h電能電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)2000r，則電能表的鋁盤(pán)4min內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)n=0.18kW·h×2000r/(kW·h)=360r。素養(yǎng)探究全練15.答案(1)電流越大(2)C(3)如圖所示電路中電流太小或電源電壓太低將100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲或增大電源電壓解析(1)圖甲的裝置中，右邊兩個(gè)5Ω的電阻絲并聯(lián)后再與左邊5Ω的電阻絲串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)右邊兩個(gè)電阻絲的總電流和通過(guò)左邊電阻絲的電流相等，即I右=I左，兩個(gè)5Ω的電阻絲并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知I右=I內(nèi)+I外，比較可知I左>I內(nèi)；兩瓶中的電阻絲的電阻值相等，通電時(shí)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(shí)間后左瓶?jī)?nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多，故在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，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(shí)，需要控制電流、通電時(shí)間相同，導(dǎo)體的電阻不同。正常工作時(shí)，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮，根據(jù)I=PU(3)為了驗(yàn)證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電阻的大小不同，需要控制電流、通電時(shí)間相同，所以兩個(gè)電阻絲應(yīng)串聯(lián)接入電路中；