初三物理电热器 电流的热效应试题

初三物理电热器电流的热效应试题
1.某电动机线圈的电阻为R，正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，则该电动机工作时，输出的最大机械功率为
A．UI B．I2R C．UI＋I2R D．UI－I2R
【答案】D
【解析】试题分析:电动机是非纯电阻电路。

电动机消耗的功率等于它输出的机械功率和线圈的发
热功率之和。

即P=P
机+P
热。

电动机线圈的电阻为R，正常工作时两端的电压为U，通过的电流
为I，电动机消耗的功率等于P=UI，线圈的发热功率等于P= I2R。

输出的最大机械功率为UI－
I2R。

故选D。

考点:本试题考查的是电动机的功率。

点评：对于此类试题，学生应把握电动机是非纯电阻电路。

电动机消耗的功率等于它输出的机械
功率和线圈的发热功率之和。

2.如图所示是研究导体产生的热量与导体电阻关系的实验装置。

(1)将两根不同的电阻丝串联起来主要目的是什么？
(2)小强发现课堂上老师用加热煤油的办法来比较导体产生热量的多少时，所用时间较长，回家后
想用另一种方法来比较。

请你帮他想出一种方法，并说明是如何比较导体发热多少的。

【答案】（1）控制通过两电阻丝的电流相同（2）略
【解析】试题分析:研究导体产生的热量与导体电阻关系需要保持电流和通电时间不变。

实验中把
两根电阻丝串联起来，是控制通过两电阻丝的电流相同。

实验中用加热煤油的办法来比较导体产
生热量的多少是转换法。

可以在两根电热丝上涂上凡士林，把火柴棍粘在涂有凡士林的电阻丝上，然后加热，比较火柴棍从电热丝上掉下来先后来得到导体产生的热量与导体电阻关系。

考点:本试题考查的是电热和电阻的关系。

研究导体产生的热量与导体电阻关系需要保持电流和通
电时间不变。

点评：对于此类试题，学生应把握保持电流和通电时间不变，研究导体产生的热量与导体电阻关系。

实验中把两根电阻丝串联起来，是控制通过两电阻丝的电流相同。

3.下图是一种无绳电水壶的铭牌。

某同学用这种电水壶烧水，他将水放至最大水量，测得水的温
度是18℃，通电5min 50S,水烧开(标准大气压下)，试通过计算，回答下列问题：
(1)此水壶正常工作时的电流是多大？
(2)该电水壶电热丝的电阻是多少？
【答案】（1）5．8A（2）37．8Ω
【解析】试题分析:根据电水壶的功率和额定电压计算出水壶正常工作时的电流和电水壶电热丝的
电阻。

水壶正常工作时的电流是
I=P/U=1280W/220V=5．8A
该电水壶电热丝的电阻是
R=U2/P=(220V)2/ 1280W=37．8Ω
考点:本试题考查的是电热的计算。

点评：对于此类试题，学生应把握根据公式I=P/U计算出水壶正常工作时的电流，再依据公式R
=U2/P计算电水壶电热丝的电阻。

4.如图是一个电热毯电路原理图。

是R
是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯电阻丝串联的电阻，电热毯上标有“220V 100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。

(1)用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？
(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R
每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R的阻值应是多大？【答案】（1）略（2）4356Ω
【解析】试题分析:根据公式P=U2/R可知，电热毯工作时，电压是不变的，电热毯的功率和它的
电阻是反比关系。

开关S断开时，两个电阻是串联，电阻较大，功率就较小。

所以电热毯是处于
保温状态。

保温时电流通过电阻丝R
0每分钟有60J的电能转化为内能，电阻丝R
的功率是1w。

利用“220V 100W”字样计算出电热毯发热电阻的阻值是484Ω，根据电阻R
的功率和电阻计算出通过它的电流，在利用欧姆定律的公式计算电阻R的阻值。

保温时电流通过电阻丝R
0每分钟有60J的电能转化为内能，电阻丝R
的功率是
P=60J/60S=1W
电热毯发热电阻R
的阻值是
R
0=（U
额
）2/P
额
=（220V）2/100W=484Ω
通过电阻R
的电流是
电路的总电阻是
R
总
="U/I=220V/" =4840Ω电阻R的阻值是
R= R
总- R
=4840Ω-484Ω=4356Ω
考点:本试题考查的是电热的计算。

点评：对于此类试题，学生应把握电热毯不论是保温还是加热，电压是不变的。

根据公式
P=U2/R可知，电热毯的功率和它的电阻是反比关系。

即保温时电阻串联，加热时是电阻R被短接。

5.一种家用电熨斗的规格为“220V 800W”。

这种电熨斗内部电热丝的电阻是Ω，在额定电压下工作10min产生 J的热量。

【答案】60．5480000
【解析】试题分析:根据公式R
0=（U
额
）2/P
额
计算电熨斗内部电热丝的电阻；再利用公式Q=Pt计
算在额定电压下工作10min产生的热量。

电熨斗内部电热丝的电阻是
R
0=（U
额
）2/P
额
=（220V）2/800W=60．5Ω
额定电压下工作10min产生的热量是
Q=Pt=800W 600s=480000J
考点:本试题考查的是电热的计算。

电熨斗在额定电压下工作时把电能全部转化为内能，所以
w=Q=Pt。

点评：对于此类试题，学生应把握电熨斗是纯电阻电路。

电熨斗在额定电压下工作时把电能全部转化为内能。

6.一台热水器接在220V的电路上，半小时内放出的热量为1. 584×106J，热水器内电热丝的电阻是Ω 。

【答案】55
【解析】试题分析:一台热水器接在220V的电路上，半小时内放出的热量为1. 584×106J，在这段时间内热水器功率是P="Q/t=1." 584×106J/1800S=88W
热水器内电热丝的电阻是R= U2/P=(220V)2/88W=55Ω
考点:本试题考查的是电热的计算。

点评：对于此类试题，学生应把握热水器是纯电阻电路。

热水器在额定电压下工作时把电能全部转化为内能。

7.某电热杯中有甲、乙两根电热丝，只将甲电热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，只将乙电热丝接到电源上时，烧开同样的一杯水需18min，若将它们串联接到电源上时，烧开同样的一杯水需 min。

若将甲、乙并联起来接到电源上时，烧开同样的一杯水需要 min 。

(设电源电压不变，不计热量损失)
【答案】307．2
【解析】试题分析:用电热杯烧开同一杯水时，需要的热量是相同的。

用不同电阻的电热丝时，电阻不同。

根据公式可知，电源的电压U是相同的，电阻R和通电时间t是正比。

只将甲电
热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，只将乙电热丝接到电源上时，烧开同样的一杯水需18min，甲乙两个电热丝的电阻之比是2:3，两个电阻丝串联时，电阻和甲电热丝电阻的之比是5:2，只将甲电热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，所以将它们串联接到电源上时，烧开同样的一杯水需30min。

并联时的总电阻和甲电热丝电阻之比是3:5将甲、乙并联起来接到电源上时，烧开同样的一杯水需要7.2min 。

考点:本试题考查的是电热的计算。

点评：对于此类试题，学生应把握用电热杯烧开同一杯水时，需要的热量是相同的。

用不同电阻的电热丝时，电阻不同。

根据公式可知，电源的电压U是相同的，电阻R和通电时间t是正比。

8.用焦耳定律公式Q=I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于
A．纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等B．电动机、电风扇等家用电器
C．电解、蓄电池充电等D．对任何用电器都适用
【答案】D
【解析】试题分析: 适用于纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等。

用焦耳定律公式Q=I2Rt
计算电流产生的热量，这个公式对任何用电器都适用。

A．纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等不合题意；
B．电动机、电风扇等家用电器不合题意；
C．电解、蓄电池充电等不合题意；
D．对任何用电器都适用符合题意。

故选D。

考点:本试题考查的是焦耳定律公式的适用范围。

点评：对于此类试题，学生应把握焦耳定律公式对任何用电器都适用。

9.小明同学的玩具电动车上，有一微型直流电动机，小明将它接在图示的电路中，闭合开关后，移动变阻器的滑动片P。

(1)当v示数为0.3V时，电动机不转动，此时A示数为0.3A。

求电动机线圈的电阻是多大？(2)当v示数为3V时，电动机正常转动，此时A示数为0.4A。

求电动机的发热功率及对外做功的机械功率。

【答案】（1）1Ω （2）0．16W 1．04W
【解析】试题分析:当v 示数为0.3V 时，电动机不转动，是纯电阻电路。

此时A 示数为0.3A 根据公式R=U/I 计算线圈的电阻，利用公式P 热=I 2R 计算电动机的发热功率，最后计算对外做功的机
械功率。

电动机线圈的电阻是R="U/I=0.3V" /0.3A=1Ω
电动机的发热功率是P 热=I 2R=（0.4A ）21Ω=0．16W
电动机消耗的功率是P=UI=3V 0.4A="1.2" W
电动机对外做功的机械功率是P 外=UI －I 2R="1.2" W-0．16W=1．04W
考点:本试题考查的是电动机的功率计算。

点评：对于此类试题，学生应把握电动机是非纯电阻电路。

电动机消耗的功率等于它输出的机械功率和线圈的发热功率之和。

10. 为研究某种植物在恒温下生长的规律，物理兴趣小组的同学，设计制作了一台如图15所示的恒温箱。

箱内安装了一根电热丝，按实际需要，电热丝每秒应向箱内提供539J 的热量（设电能全部转化为内能）。

经选用合适的材料制成后，用220V 的恒压电源供电，测得该电热丝每秒实际供热1100J 。

为使电热丝供热达到设计要求，在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下，应在箱外怎样连接一个电阻元件？并通过计算确定这个电阻元件的阻值。

【答案】18.9Ω
【解析】由题知，电热丝每秒产生的热量偏大，减小的办法就是串联一个电阻，利用串联分压的特点来达到目的；
知道该电热丝每秒实际供热大小，根据Q=t 求其电阻；
根据焦耳定律求出串联另一个电阻元件后的电流，利用欧姆定律求加在电热丝两端的电压，再利用串联电路的电压特点求电阻元件两端的电压，最后利用欧姆定律求电阻元件的阻值． 解：为了使电热丝每秒产生的热量减少，电阻元件应与电热丝串联．
由题知，用220V 的恒压电源供电，测得该电热丝每秒实际供热1100J ，
即：Q=t=×1s=1100J ，
∴电热丝的电阻：R=44Ω，
按设计要求，电热丝每秒产生热量为539J ，
∵Q=I 2Rt ，
∴通过电热丝的电流：
I===3.5A ，
电热丝两端的电压：
U R =IR=3.5A×44Ω=154V ，
电阻元件两端的电压：
U R ′=U -U R =220V-154V=66V ，
∴R′==≈18.9Ω．
答：应在箱外串联一个电阻元件，阻值为18.9Ω．
【考点】欧姆定律的应用；串联电路的电压规律；焦耳定律．
点评：本题关键：一是欧姆定律、焦耳定律及其变形公式的灵活运用，二点串联电路特点的灵活运用．。