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）有两根阻值分别为、的电阻丝，分别采用如图所示的四种方法接在同一电源上后，相同时间内产生的热量最小的是
A. B.
C. D.
2.（3分）图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将、两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是
A. 烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B. 该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C. 实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D. 若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
3.（3分）如图为远距离输电示意图，为输电电流，为输电线总电阻，为用户端的电压，则因输电线发热而损耗的电能为为通电时间
A. B. C. D.
4.（3分）电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关？兴趣小组设计了如图所示的装置、，他们将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过相同的短玻璃管与相同的气球相连，实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是
A. 探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化
B. 探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球乙、丁的体积变化
C. 装置、同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球
D. 装置、同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球
5.（3分）如图所示的四个电路中，电源两端的电压相同且保持不变，已知电阻和的阻值大小关系为在这个电路中，消耗总功率最小的是
A. B.
C. D.
6.（3分）最先通过实验探究总结出电流热效应规律的科学家是
A. 焦耳 B. 帕斯卡 C. 欧姆 D. 伯努利
7.（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.
8.（3分）将阻值为的电阻丝接在电源两端，通电，电流产生的热量是，若将阻值的电阻丝接入同一电源的两端，通电，电流产生的热量是
A. B. C. D.
9.（3分）一用电器用测电阻的仪表测得它的电阻为欧，当其正常工作时，两端电压为，通过的电流为，此用电器工作分钟用电量及发热量分别为
A. ， B. ，
C. ， D. ，
10.（3分）用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电可烧开一壶水，若将电热丝对折起来接在原来的电路中，则烧开同样一壶水的时间是不计热量损失
A. B. C. D.
二 、填空题（本大题共9小题，共36分）
11.（4分）某电热器电阻为10Ω，且不随温度的变化而变化．工作5min产生的热量为12000J，则通过它的电流为________ A；当通过电热器的电流变为原来的2倍时，5min内产生的热量为________ J．
12.（4分）充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为伏伏，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。
在保障输出电压伏，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是______选填“串联”或“并联”；
手机电池标称容量“毫安时”，与手机相匹配的充电宝标称容量“毫安时”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：______。
13.（4分）如图甲和乙是研究“电热大小与哪些因素有关”的实验装置．通电后，若要比较电阻丝产生热量的多于少，只需比较与之相连的U型管中______．甲是探究电热与______关系的实验装置．乙是探究电热与______关系的实验装置．
14.（4分）电流具有热效应，英国物理学家 ______最先精确的确定了电流产生的热量与电流，电阻和通电时间的关系；同时电流还具有磁效应，______选填“电铃”或“发电机”就是利用电流的磁效应来工作的。
15.（4分）家庭电路中的保险丝利用电流的 ______ 效应，当通过的电流过大时自动熔断达到保护电路的目的。英国物理学家 ______ 做了大量的实验，于年最先精确地确定的电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
16.（4分）农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤．完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 ______ J的热量；若这些热量被质量为20kg，初温为200C的水吸收，可使水温升高到 700C，则水吸收了 ______ J的热量，此时烧水效率为 ______ [已知=2.1×107J/kg，C水=4.2×103J/（kg.0C）]．
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3小题，共4分）
（4分）在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：
20.如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝、()串联接到电源两端．电阻丝和串联的目的是保证_____相同，U型管中液面高度的变化反映_____.
21.通电10s，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与_____有关
22.在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝并联，通电10s，左侧U型管中液面高度的变化比(2)中左侧U型管中液面高度变化_____ (选填“大”或“小”)
四 、计算题（本大题共1小题，共12分）
23.（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：因为串联后的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大，并联后的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小，所以在四个电路中，串联电路的总电阻最大；
根据公式可知，当电源电压和通电时间都相同时，电阻大的产生的热量少。因为串联电路的总电阻最大，所以串联电路产生的热量最小。
故选：。
因为题中已知电源电压相同，通电时间也相同，所以要比较四个电路产生的热量关系，我们应采用公式去进行分析。由此公式可知，在电压和通电时间都相同时，电流产生的热量与电阻成反比，所以只要分析出四个电路的电阻关系就可以知道它们谁产生的热量最小；
电阻的串联：串联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大；
电阻的并联：并联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小。
解答本题需要用公式进行分析，而用哪个公式去分析这值得注意：我们一定要根据题中的条件即等量关系去选择公式，不要一味的只用课本上的公式，有时它的变形式会让我们的分析、解答变得非常简单。本题同时也考查了串联电路和并联电路的电阻特点。
2.【答案】D;
【解析】解：
A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确；
B、由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确；
D、比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的装置相同，故D错误。
本题选错误的；
故选：。
在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的温度变化大，据此进行分析；
由图可知，该电路为串联电路，电流和通电时间是相同的，电阻不同；
通过观察烧瓶中温度计示数的变化来判断电阻丝发热的多少，属于转换法；
比较水和煤油的比热容大小时，需要控制煤油的质量相同，还需要用相同的加热器加热。
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温度计示数的变化来反映的。
3.【答案】A;
【解析】解：由题知，输电电流为，输电线总电阻为，通电时间为，输电导线上发热而损耗的电能。
故选：。
根据焦耳定律分析判断即可。
此题主要考查通电导线上产生热量的计算，合理选择公式是关键。
4.【答案】D;
【解析】解：
气球体积的变化越大，表明导体产生的热量最多；
、探究电流产生的热量与电流大小的关系时，应控制电阻和通电时间相同，电流不同，图中电流是相同的，故错误；
、探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，电阻不同，图中电阻是相同的，故错误；
、使用装置、同时实验时，体积变化最大的说明温度高，产生的热量最多；
在串联电路中，用电器两端的电压之和等于电源电压，并联电路中，各支路两端的电压等于电源电压，故中的每个电阻两端的电压都要高于中的每个电阻两端的电压；在这两个实验中，电流产生的热量，通电时间相同，故中的产生的热量最多，故体积变化最大的气球是丙气球，故正确。
故选：。
探究电流产生的热量与哪些因素有关时，应采用控制变量法，据此分析；
根据串并联电路的电压和电流规律及分析；
此题通过实验探究电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系，考查了学生对控制变量法的应用以及掌握一种常用的物理研究方法--转换法。
5.【答案】C;
【解析】解：因两电阻串联时，总电阻等于各分电阻之和，即总电阻越串越大，大于任何一个分电阻；
并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小于任何一个分电阻；
且已知，所以，各图中总电阻之间的关系为，
电源电压不变，由可知，各图中总功率之间的关系为。
故选：。
根据串并联电路的电阻特点可知，两电阻串联时总电阻最大，两电阻并联时总电阻最小；根据电功率公式可知，电源电压不变时，总电阻越大，电路消耗的总功率越小，反之越大。
该题考查了串并联电路的电阻特点和电功率公式的应用；知道“总电阻越串越大，总电阻越并越小”是解答本题的关键。
6.【答案】A;
【解析】解：焦耳是英国伟大的物理学家，在热学、热力学和电学方面有着突出的贡献，发现了功和能的定量关系、电流热效应、著名的焦耳定律。后人为纪念他，用他的名字命名功和各种能量的单位，故正确，错误。
故选：。
根据对物理学家及其成就的了解作答。
此题属于物理学史的考查。我们不仅要了解物理学家的成就，更要学习物理学家追求真理、无私奉献的献身精神。
7.【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。
8.【答案】C;
【解析】解：电流通过电阻产生的热量：，
两电阻接入同一电源的两端时，它们两端的电压相等，
两电阻产生的热量之比：
：：：：：，
所以，。
故选：。
两电阻接入同一电源的两端时，它们两端的电压相等，电流通过电阻产生的热量，据此得出关于两电阻产生热量之比的关系式，据此求出将阻值的电阻丝接入同一电源的两端，通电电流产生的热量。
此题主要考查了焦耳定律的应用，注意：对于纯电阻电路，电流通过电阻产生的热量。
9.【答案】C;
【解析】解：工作时间，
则用电器消耗的电能：
。
电流通过电阻产生的热量：
。
故选：。
根据求出消耗的电能；根据求出产生的热量。
这道题主要考查电功公式和焦耳定律的应用，主要弄清只有在纯电阻电路中，电热与电功相等，即，否则二者不相等。
10.【答案】A;
【解析】解：影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积．电热丝对折，长度为原来的一半，横截面积是原来的倍，因此电阻为原来的四分之一．
由可知：当和一定时，和成正比，所以加热时间成为原来的四分之一，．
故选A．
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关，长度越长、横截面积越小，电阻越大．纯电阻电路电热计算公式：．
纯电阻电路是电能完全转化为热能的，计算电功的公式都可以计算电热．
11.【答案】2;48000．;
【解析】由Q=I2Rt可得，通过电热器的电流：I==2A，
当通过电热器的电流变为原来的2倍时，5min内产生的热量：
Q′=（I′）2Rt=（2I）2Rt=4I2Rt=4Q=4×12000J=48000J．
12.【答案】并联 充电时电池发热要消耗能量 ;
【解析】解：由于充电宝的输出电压保持相对固定，所以要想增大储电量，应将多节锂电芯并联连接在一起；
理论上能充电次，实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，这主要是因为充电时电池发热要消耗能量。
故答案为：并联；充电时电池发热要消耗能量。
电池组串联时，总电压等于各节电池的电压之和；电池组并联时，总电压与各节电池的电压相同，据此判断；
从能量消耗的损失的角度可解释实际次数减小的原因。
本题以常见的充电宝为内容，考查了电池组的串并联判断，能量的转化、消耗及其应用等，难度不大。
13.【答案】（1）液面高低变化；（2）电阻；（3）电流;
【解析】电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法．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，控制通电时间和电阻不变．
（1）据试验装置可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U型管中的液面会发生变化，故虽然热量的多少不能直接观察，但可以通过U型管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化；
（2）在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
（3）乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系．
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键．
14.【答案】焦耳 电铃;
【解析】解：英国物理学家焦耳最先精确的确定了电流产生的热量与电流，电阻和通电时间的关系，就是焦耳定律。
电铃的主要构造是电磁铁，所以电铃是根据电流的磁效应工作的。发电机是根据电磁感应现象工作的。
故答案为：焦耳；电铃。
焦耳最先得到电流产生的热量与电流，电阻和通电时间的关系。
电铃是根据电流的磁效应工作的，发电机是根据电磁感应现象工作的。
此题主要考查了电流的热效应、磁效应、电磁感应等，是比较基础的习题，掌握基础知识很重要。
15.【答案】;
【解析】解：电流通过导体发热的现象叫做电流的热效应；家庭电路中的保险丝利用电流的热效应，当通过的电流过大时发热升温，到达熔点自动熔断达到保护电路的目的。
英国物理学家焦耳做了大量的实验，于年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出。
故答案为：热；焦耳。
电流通过导体发热的现象叫做电流的热效应；
在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系，即发现了焦耳定律。
此题主要考查了学生对物理学史的掌握和运用、电流的热效应的应用，基础性题目。
16.【答案】1.05×107;4.2×106;40%;
【解析】秸秆煤完全燃烧释放的热量：
Q放=q=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J．
水吸收的热量：
Q吸=（t﹣）=4.2×103J/（kg.℃）×20kg×（70℃﹣20℃）=4.2×106J；
此时烧水效率：
η==×100%=40%．
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】电流;电阻丝产生的热量的多少;电阻;大;
【解析】(1)电路串联能保证电流大小相等；实验运用了转换法，将想观察的“产生热量多少”通过气体的热胀冷缩转换成了“U形管两端液面高度差的变化”．
(2)实验中控制的变化量只有电阻大小不同，而目的就是为了使电压相同情况下电流大小不同，实验证明电流大小确实对产生热量的多少有所影响．
(3)当并联了一个电阻后，干路的总电流增大了，因此通过的电流也增大了，相同时间产生的热量变多，液面高度变化变大．
故答案为：(1)电流；电阻丝产生的热量的多少；(2)电阻；(3)大
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%
