苏科版九年级物理下册15.3 电热器 电流的热效应 同步练习

15.3 电热器电流的热效应
一、选择题
1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A．计算器B．电热水壶
C．收音机D．电冰箱
2．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )
A．导线的绝缘皮隔热
B．导线散热比电熨斗快
C．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
D．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
3．计算电流通过电风扇产生的热量，下列公式选用正确的是( )
A．UIt B.U2 R t
C．I2Rt D．前面三个都可以
4．将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是 ( )
A．电冰箱产生的热量最多
B．电风扇产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多
D．三者产生的热量一样多
5．如图1所示为“探究焦耳定律”的实验装置．在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( )
图1
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．右侧电阻丝的阻值比左侧的小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧的小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
二、填空题
6．某导体的电阻为20 Ω，当通过它的电流为 2 A时，则其 1 min内产生的热量为________J.
7．通过110 Ω电阻丝的电流是2 A，产生8800 J的热量需要通电________s，这段时间电流做的功是________．
8．一只标有“6 V 3 W”的小灯泡，接在电源电压为12 V的电路中，为使其正常发光，应________(选填“串”或“并”)联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变)，该电阻通电20 s 产生的热量是________J.
9．如图2所示，小明在某商场乘坐自动扶梯上楼，自动扶梯由电动机带动匀速运动．电动机的电阻为R，两端的电压为U，工作电流为I，上楼时间为t.在此过程中，电动机消耗的电能为________，产生的热量为________．
图2
10．如图3所示是“研究电流通过导体产生热量与导体电阻关系”的实验装置，两段阻值分别为R和2R的电阻丝浸没在质量、初温相同的煤油中，每个烧瓶里各插一支温度计，闭合开关．经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过________________________反映出来的；采用这种连接方式的目的是______________________．当开关闭合后，______(选填“R1”或“R2”)所在的瓶中温度计示数上升较快.
图3
11．小明用如图4所示的装置探究电流产生的热量与电流的关系，锥形瓶内装有200 g 煤油，他先闭合开关，调节滑片P使电流表示数为0.5 A，记录到5 min内温度计示数升高了5 ℃，则煤油吸收的热量为________J；接着他调节滑片P使电流表示数发生改变，观察并记录______________温度计示数的变化．对比前后数据，可得出初步结论．利用该装置还可探究电流产生的热量与____________的关系．[c煤油＝2.1×103 J/(kg·℃)]
图4
三、实验探究题
12．在“探究影响电流热效应的因素”实验中：
(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了如图5甲所示的装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫__________．若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用________(选填“煤油”或“水”)，理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.
图5
(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30 s再测量烧瓶内液体的温度，将得到的温度升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第2组数据．
由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流________，产生的热量________．
(3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中________(选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶________(选填“串联”或“并联”).
四、计算题
13．某电热器上标有“220 V1500 W”字样，把它接在220 V的电路中，则该电热器正常工作时：
(1)通过电阻丝的电流是多少？
(2)电阻丝的电阻是多少？
(3)电热器在30 min内产生多少焦耳的热量？
14．如图6所示，电源电压不变．R1的阻值为20 Ω，R2的阻值为30 Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3 A，求：
(1)电源电压U.
(2)通电100 s电流通过电阻R2产生的热量．
图6
答案
1．B 2．C 3．C 4．C 5.D 6．4800 7．20 8800 J 8．串 60 9．UIt I 2
Rt
10．温度计示数升高的多少 控制电流和通电时间相同 R 2 11．2.1×103 相同时间内 通电时间
12．(1)转换法 煤油 煤油的比热容小，吸收相同的热量，等质量的煤油与水相比，煤油温度上升明显
(2)越大(越小) 越多(越少) (3)B 串联
13．(1)由P ＝UI 可得，通过电阻丝的电流：I ＝P U ＝1500 W 220 V ＝75
11 A ≈6.8 A .
(2)由P ＝U 2
R 可得电热丝的电阻：R ＝U 2
P ＝（220 V ）2
1500 W ＝484
15
Ω≈32.3 Ω.
(3)方法一：电热器在30 min 内产生的热量：Q ＝I 2Rt ＝(7511 A )2
×48415 Ω×30×60 s ＝
2.7×106
J .
方法二：电热器工作时，将电能全部转化为内能，产生的电热等于电流做的功(消耗的电能)，
所以Q ＝W ＝Pt ＝1500 W ×30×60 s ＝2.7×106
J .
14．(1)由电路图可知，R 1与R 2并联，因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以根据欧姆定律可得，电源的电压：U ＝U 1＝I 1R 1＝0.3 A ×20 Ω＝6 V .
(2)因为R 1、R 2并联，所以R 1、R 2两端的电压均等于电源电压，通过电阻R 2的电流为I 2
＝U R 2＝6 V 30 Ω＝0.2 A ；通电100 s 电阻R 2产生的热量：Q 2＝I 22R 2t ＝(0.2 A )2
×30 Ω×100 s ＝120 J .。