电热器 电流的热效应复习资料一.docx

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电热器电流的热效应复习资料一

电热器电流的热效应复习资料

（一）

一．选择题（共7小题）

1．（2009•凉山州）物理知识的应用，体现在生活中的方方面面．下面关于生活中所涉及到的物理知识，说法不正确的是（　　）

A．

电熨斗是利用电流的热效应来工作的

B．

加油站内禁止使用塑料桶盛装汽油是为了防止因摩擦起电引起火灾

C．

电视机待机（只有指示灯亮）时也会耗电

D．

刚竣工的水泥路面留有一道道的细槽是为了美观

2．2008年元月中旬袭击我国南方大部地区的冰雪灾害为百年不遇．对于冰雪灾害中出现的一些现象，下列解释错误的是（　　）

A．

冰雪路滑，司机在车轮上绑缚铁链以增大摩擦力

B．

输电线上覆盖直径达50mm的冰，因重力太大导致线杆倒塌

C．

供电部门对部分线路采取短路的方法除去导线上的覆冰，是利用电流的热效应工作的

D．

我们看到房檐下挂有长达0.5m的冰棱，这是水蒸气凝华形成的

3．（2008•宁夏）下列用电器正常工作时，要防止电流热效应的是（　　）

A．

电灯

B．

电视机

C．

电饭锅

D．

电熨斗

4．假设所有导体都没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（　　）

A．

白炽灯仍能发光

B．

保险丝仍会熔断

C．

电熨斗仍能熨衣服

D．

电动机仍能转动

5．小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上都标有“220V40W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（　　）

A．

电视机

B．

电风扇

C．

白炽灯

D．

节能灯

6．如图所示，它们分别是：

一台“220V　60W”的电风扇，一台“220V　60W”的笔记本电脑，一盏“220V　60W”的白炽灯和一只“220V　60W”的电烙铁，它们各自在额定电压下工作，比较它们在相同的时间内产生的热量最多的是（　　）

A．

家用电扇

B．

笔记本电脑

C．

台灯

D．

电烙铁

7．灯泡接入电路中发光时，灯丝的温度高达2000℃，而跟灯泡相连的导线却不怎么发热，原因是（　　）

A．

导线是铜制的，它不可能发热

B．

通过导线的电流比通过灯丝的电流小，所以导线上产生的热量少

C．

导线的电阻率比灯丝电阻率小，所以导线上产生的热量少

D．

电线上的铜丝很细，所以导线上产生的热量少

二．解答题（共23小题）

8．电热器是利用电流的　_________　效应制成的加热设备，它的主要部分是　_________　，它是用　_________　大，　_________　高的合金丝绕制成的．常见的电热器有　_________　、　_________　等．

9．根据图所示的情景提出两个与物理知识有关的问题并做出简答．

（示例）问题：

图中的用电器是什么连接方式？

回答：

这些用电器是并联的．

①问题：

　_________　

回答：

　_________　．

②问题：

　_________　

回答：

　_________　．

10．请以“假如没有电阻，我们的生活会有哪些变化”为题，写出两个有关的场景．

场景一：

　_________　

场景二：

　_________　．

11．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食品的目的，其工作原理如图所示：

（1）使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具．

请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识（只写两点）：

①　_________　；②　_________　．

（2）在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：

由　_________　传递给　_________　使用电磁炉加热食物的过程中要消耗　_________　能得到　_________　能．

（3）“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：

型号

额定电压

额定功率

功率调节范围

温度调节范围

热效率

DB﹣16

220V50Hz

1600W

450﹣1600W

70℃﹣240℃

（大于）90%

根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？

（最少写出2点）

①　_________　；②　_________　．

12．小明要用如图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系．其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同．

（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整．

（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是

通过　_________　显示电流产生热量的多少的．

（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有　___

______　．

（4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则　____　瓶

内温度计的示数升高的多．

13．（2008•扬州）在“探究影响电流热效应的因素”活动中，海洋同学为了研究

通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响，设计的正确方案是：

选择两个阻值

　________　（选填“相等”或“不相等”）的电阻丝，控制通过两个电阻丝的电流

　________　（选填“相等”或“不相等”），通电时间相等，比较产生热量多少．

于是他找来两段材料、粗细相同，长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同，

长度不同的电阻圈串联在电路中，同时将火柴棒分别插入两个电阻圈中，如图

所示，他想通过火材被点燃的先后来比较产生热量多少．当电路接通后，他

发现两根火柴几乎同时被点燃，于是得到电阻大小对产生热量多少没有影响的

结论．你根据掌握的知识，判断他的结论是　________　（选填“正确”或“不正确”）的，请分析他实验时火柴被同时点燃的主要原因是　_________　．

14．（2012•扬州）在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：

设想一：

将煤油换成水来做实验，

设想二：

通过加热空气来做实验．

（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们他们判断的依据是：

　_________　．

（2）为了验证设想二，他们设计了下面的实验：

（1）在的锥形瓶中装入　_________　的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示　_________　的大小．然后把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，这说明　_________　．

（2）在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，这是因为　_________　，使管内的液柱与瓶内液面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示，接下来的操作是　_____

____　．

（3）同学们用两根电阻丝（R甲＞R乙）插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示，闭合开关，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，由此得出关于电热的结论是_____　．

15．在研究通电导体放出的热量跟哪些因素有关的实验中．实验室提供了若干只装有电阻丝（3Ω或6Ω两种规格）、温度计、煤油（等质量）的烧瓶，另有电流表、滑动变阻器、电源（6V）、开关、导线．如图是某同学设计的四个电路（各电路可以根据需要调换烧瓶），请回答下列问题：

（1）利用　_________　电路或　_________　电路可以研究电流和时间相同时，热量跟电阻大小的关系．所选电路此时所用电阻丝的规格应为：

　_________　

（2）利用　_________　电路可以研究电阻和时间相同时，热量跟电流的关系．

（3）实验过程中，若通过阻值为3Ω电阻丝的电流大小如图所示，通电时间为5min，则该电阻放出　_________　J的热量．　

16．为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满

煤油的烧瓶、两个温度计，两根不同阻值的电阻丝，以及

滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据

提供的实验器材，分别设计了图甲、乙所示的两个方案．

（1）在这两个实验中，电流产生的热量多少是通过　_________　体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法在物理学研究中经常用到，请举一例：

　_________　．

（2）甲方案探究的问题是　_________　，乙方案探究的问题是　_________　．

（3）小靖提议利用甲装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若保持甲装置左边烧瓶中的器材不变时，他们除了把右边烧瓶中的煤油换成食用油外，还需更换的是　_________　．此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的变化来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有　_____　．

17．小明同学在研究电热器的性能时，取了两只相同的杯子，装入质量相等的同种液体，将两只待研究的电热器A、B接入家庭电路，分别给两只杯子中的液体加热，如图甲所示．用温度计测出被加热的液体在不同时刻的温度，画出其温度随时间变化的图象，如图乙所示．

（1）由题意可知，小明同学研究该问题所建立的理想模型是：

①电流通过电热器产生的电热全部转化为　_________　；

②加热过程中，液体没有对外_________　．

（2）分析图象可知，电功率较大的电热器是　_________　，

电阻值较大的电热器是　_________　．

18．为提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，国家电网公司2008年重点科技减灾防灾项目﹣﹣直流熔冰装置研制成功．该装置需要1至2万千瓦的功率，最大融冰电流可达6000安，最长融冰距离可达200公里，从而避免因线路结冰而倒杆断线．如图13为位于某电网线路上相距几十公里的甲、乙两地之间输电线路和处于乙地的熔冰装置示意图，熔冰装置上的“+”、“﹣”是两个接线端子．（进行熔冰时交流电已切断）

（1）你猜想设计该熔冰装置的依据是　_________　，在熔冰过程中能量的转化是　_________　；

（2）若要对甲、乙两地之间的“2”和“3”两根输电线同时熔冰，请你在图中以笔画线代替导线，进行切实可行的连接，实现熔冰；

（3）在上述熔冰过程中，若每根输电线的电阻是R，启动熔冰装置后，电路中的电流是I，则输电线消耗的电功率是　_________　．

19．（2006•锦州）小亮是一个爱动脑筋的学生，他发现他家电炉子的电阻丝断了，他爸爸把电阻丝接上，通电后，接头处又烧断了．

小亮依据电热方面的知识猜想：

接头处被烧断，可能是接头处的电阻变大了．为了验证自己的猜想，小亮设计了一个实验．

他选择的实验器材有：

与电炉丝规格（材料、横截面积）相同的带有接头的

电阻丝（足够长）、电源一个、开关一个、电流表一块、滑动变阻器一个、

导线若干以及刻度尺和剪刀．下面请你和小亮一起利用上述器材，继续完成

该探究实验．

（1）在右边方框内画出该实验的电路图．

（2）写出主要的实验步骤：

（3）分析论证：

20．在远距离输电中，为了减小电流通过输电线造成的发热损失，在输电功率一定的情况下，一种有效的措施是减小输电电流．若某段输电导线的电阻为10Ω，将通过它的电流由20A减小到10A，则这段输电导线1min内因发热损失的电能将比原来减少　_________　J．

21．今天晚上，婷婷自己在家，她把空调、电视机都开着，厨房里的微波炉正在加热中午剩下的“比萨”饼，“对了！

再用电热水壶烧点水喝吧．”婷婷刚一插上电水壶，家里的保险丝就断了，请你帮婷婷回答以下问题“

（1）电热水壶是利用电流的　_________　效应工作的，它工作时将电能转化成　_________　能，婷婷家里保险

丝断熔断的原因是　_________　；

（2）在黑暗中，婷婷想：

为什么电热水壶可以将水烧开，而与它相连的导线却一点也不热？

答：

因为电热水壶和导线　____　联（选填“串”或“并”），通过它们的电流　_______　（选填“相等”或“不相等”），电热水壶的电阻比导线　____　（选填“大”或“小”），根据公式　________　可知，当　________　一定时，电能转换成内能的功率与导体的电阻成正比例，因此电热水壶可以将水烧开，而与它相连的导线却一点也不热；

（3）邻居王爷爷帮婷婷修好了保险丝，婷婷想知道电热水壶的有关问题，她找出了说明书，看到说明书上有如下数据：

请帮婷婷计算一下电热水壶正常工作时的电流和电阻，如果烧开一壶水大概要15min，那么烧开一壶水需要消耗多少电能？

22．电热水器中有两根电阻丝，其中一根通电时，热水器中的水经15min沸腾；另一根单独通电时，热水器中的水经30min沸腾．如果把两根电热丝分别串联和并联，问通电后各需要多少时间才能使热水器中的水沸腾？

（设电热丝电阻不变）

23．（2012•陕西）图示为一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗电路原理图．R1、R2为电热丝，其中R2=242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服．

（1）电热丝是利用电流的　_________　效应工作的．分析电路图，闭合S1，

当S2　_________　时，电熨斗处于高温档．

（2）电熨斗处于低温档时，正常工作功率为100W．求：

通过电路的电流是多大？

R1的电阻是多大？

通电3min产生的热量是多少？

（3）若将该款电熨斗进行改造，使其正常工作时高温挡功率为1000W．要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过分析和计算，求出该电热丝改变后的阻值应为多少？

24．（2008•太原）培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行．如图所示是研究性学习小组的同学们设计的恒温箱．他们将﹣段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W．（电热丝阻值不随温度变化）请你解答下列问题：

（1）电热丝是利用电流的　_________　效应工作的；

（2）通过电热丝R的电流为多大？

（3）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W，在不改变电源电压和

原电热丝的情况下，需在箱内串联一段多大阻值的电热丝？

25．（2012•南昌）家用电器使用日益广泛，好学的瑞瑞突发奇想，想检验电热水壶与电饭煲谁的热效率高，如图所示是瑞瑞家两种电器及铭牌，下表是瑞瑞在使用这两种电器（正常工作）烧水时所记录的数据

电热水壶

电饭煲

装水质量/Kg

1.8

1.8

水的初温/℃

20

20

水烧开时间/s

480

840

（1）在1标准大气压下，把电热水壶中的水烧开，水需要吸收多少热量？

（2）试通过计算说明电热水壶与电饭煲谁的热效率高．

26．（2008•河北）某电热毯只有一个挡位，使用不方便．小明想用一电阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯．已知原电热毯的额定电压为220V，为了测定它的额定功率，小明把它与一个标有“220V25W”灯泡串联在家庭电路中（如图1所示），电压表的示数为176V．（电源电压恒为220V，不考虑温度对电阻阻值的影响）

求：

（1）原电热毯的额定功率多大？

（2）为了使改造后的电热毯（如图2所示）在低温挡位时的总发热功率为

原电热毯额定功率的五分之三，小明需一个阻值多大的电阻丝？

（保留一位小数）

（3）改造后的电热毯，在低温挡位时工作10min，R0消耗多少电能？

27．在计算电动机工作时所消耗的电功率时，小杰和小施产生了不同意见．小杰利用公式P=IU计算电动机所消耗的电功率，小施利用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率．（已知：

电动机线圈电阻为R，电动机工作时两端的电压为U，通过电动机的电流强度为I）

（1）请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功率的方法是否正确，并说明理由．

（2）求这台电动机在时间t内，电动机线圈产生的热量．

（3）求电动机在时间t内所做的机械功．

额定电压/V220

频率/Hz50

吹热风时的功率/W460

吹冷风时的功率/W20

28．如图是某简易电吹风工作原理的电路图（R0为电热丝，M为电动机），下表是该电吹风的铭牌．不计电热丝阻值随温度的变化，求：

（1）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝R0的电流多大？

（2）吹热风时，1min内电流通过电热丝R0产生的热量为多少？

29．（2008•安徽）电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分在线圈中以热量的形式散失掉．现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A．问：

（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？

（2）已知电流通过导体产生的热量Q=I2Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、

导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生多少热量？

（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少？

30．太阳能汽车是通过太阳能电池将所接受到的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的，已知太阳能电池接受太阳光能的面板面积为S=8m2，正对太阳时能产生U=120V的电压，并对车上的电动机提供I=10A的电流，电动机线圈的电阻为R=4Ω，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率P0=1.0×103W/m2．

求：

（1）该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1=？

（2）在30分钟内，电流通过电动机线圈产生的热量是多少？

（3）电池对电动机供电的效率η2=？

电热器电流的热效应复习资料

（一）参考答案与试题解析

一．选择题（共7小题）

1D2D3B4D5C6D7C

二．解答题（共23小题）

8、热，发热体，电阻率，熔点，电熨斗，电炉．

9．

（1）、问题：

导线为什么会起火？

回答：

用电器的功率太大，电流太大，产生的热量太多引起的．

（2）、问题：

电饭锅工作时能量是怎么转化的？

回答：

电能转化为内能．

（3）、问题：

电熨斗工作原理是什么？

回答：

电流的热效应．（合理即可）

10．场景一：

电饭锅不能用来煮饭；场景二：

白炽灯不能发光．

11．

（1）电流的磁效应；电流的热效应；

（2）电磁炉；锅；电；内；（3）热效率高；电磁火力强劲．

12．

（2）温度计；（3）煤油的量相等，通电时间相同，煤油的初温相同；（4）甲．

13．不相等，相等，不正确，整个电阻丝产生的热量没有全部给火柴加热．

14．

（1）水的比热容大，温度难升难降．

（2）①等质量；温度变化；气体传热本领比液体好．②瓶内气压大于外部气压；抽气．

③电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多．

15．

（1）B；A和D；3Ω和6Ω．

（2）A．（3）2025．

16．

（1）温度计示数升高的多少；用物体的形变大小来反映压力作用效果（答案不唯一）；

（2）在电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系；在电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系；

（3）电阻丝；两瓶中的液体质量相同、电阻丝阻值相等．

17．

（1）内能，散热

（2）A，B

18．

（1）电流的热效应，电能转化为内能；

（2）如左下图所示；（3）2I2R．

19．

（1）电路图如右上

（2）主要的实验步骤：

①剪下含有接头的电阻线一段，设它的电阻为R1，在电阻线上再截取（不带接头）与R1等长的电阻线，设其电阻为R2；②把R1连入右图的电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数I1；

③将R1换成R2连入电路，闭合开关（保持滑动变阻器电阻不变），读出电流表示数I2；

（3）分析论证：

如果I1＜I2，则R1＞R2，小亮的猜想是正确的．

20．1.8×105J

21．

（1）热；内；用电器总功率过大；

（2）串；相等；大；P=I2R；电流；

（3）电热水壶正常工作时的电流I=

=

≈2.73A，电热水壶的电阻R=

=

=80.7Ω，

消耗电能W=Pt=600W×15×60s=5.4×105J．

答：

电热水壶正常工作时的电流为2.73A，电热水壶的电阻为80.7Ω，消耗电能为5.4×105J．

22．解：

设两根电阻丝的电阻分别为R1和R2，根据题意得

即

∴

设R1为R，R2为2R则

解得t串=45min

解得t并=10min

答：

两根电热丝分别串联和并联通电后各需要45min和10min才能使热水器中的水沸腾．

23．解：

（1）热；闭合．

（2）由电路图知：

当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档，此时只有电阻R1接入电路；

通过电路的电流I=

=

≈0.45A，R1的电阻R1=

=

=484Ω；

通电t=3min=180s产生的热量Q=Pt=100W×180s=1.8×104J；

答：

电熨斗处于低温档时，通过电路的电流是0.45A；电阻R1的阻值是484Ω；通电3min产生的热量是1.8×104J．

（3）当开关S1与S2都闭合时，电熨斗处于高温挡，电阻R2的功率P2=

=

=200W，

电阻R1的功率P1=P﹣P2=1000W﹣200W=800W，则电阻R1改变后的阻值R1′=

=

=60.5Ω；

答：

可将电阻R1的阻值改为60.5Ω，电熨斗正常工作时高温挡功率是1000W．

24．解：

（1）热．

（2）由P=UI得

（3）原电热丝的电阻：

箱内串联了电阻丝后的电流：

需串联电阻R′=R总﹣R=108Ω﹣48Ω=60Ω．答：

通过电热丝R的电流为0.75A，需在箱内串联一段60Ω的电热丝．

25．解：

（1）水吸收的热量：

Q吸=cm△t=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.8kg×（100℃﹣20℃）=6.048×105J；

（2）用电热水壶、电饭煲加热相同的水，有用能量W有用=Q吸=6.048×105J，

使用电热水壶消耗的电能：

W总1=P1t1=1800W×480s=8.64×105J，

电热水壶的效率：

η1=

=

=70%；使用电饭煲消耗的电能：

W总2=P2t2=900W×840s=7.56×105J，

电饭煲的效率：

η2=

=

=80%；∵η1＜η2，∴电饭煲的效率高．

答：

（1）在1标准大气压下，把电热水壶中的水烧开，水需要吸收6.048×105J的热量；

（2）电饭煲的热效率高．

26．解：

（1）灯泡电阻

，R0两端的电压U0=U﹣UL=220V﹣176V=44V，

由于R0与灯泡L串联所以

．原电热毯的额定功率

．

答：

原电热毯的额定功率为100W．

（2）改造后的电热毯在低温档时，R0与RX串联，总发热功率P=

=

=60W．

电路的总电阻

，电阻丝的阻值RX=R﹣R0=806.7Ω﹣484Ω=322.7Ω．

答：

需串联一个322.7Ω的电阻丝．

（3）改造后的电热毯在低温档时，R0消耗的电能

．答：

R0消耗的电能21600J．

27．解：

（1）小杰正确，小施不正确，因为P=I2R只是线圈的发热功率，而电动机正常工作时消耗的电能没有全部转化为机械能，有一部分转化成了内能，所以利用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率是错误的．

（2）这台电动机在时间t内，电动机线圈产生的热量Q=I2Rt．

（3）电动机在时间t内所做的机械功W=W电﹣Q=UIt﹣I2Rt．

28．解：

（1）电