課時(shí)作業(yè)(二十三)科學(xué)探究:電流的熱效應(yīng)(30分鐘40分)一、選擇題(本大題共4小題,每小題3分,共12分)1.(2012北京中考)下列用電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是()A.電視機(jī)B.電熱毯C.電風(fēng)扇D.電腦2.(2012桂林中考)如圖所示是研究電流熱效應(yīng)的部分實(shí)驗(yàn)電路,甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值。比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U甲、U乙以及它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)分別產(chǎn)生的熱量Q甲、Q乙的大小,下面關(guān)系中正確的是()A.U甲=U乙,Q甲=Q乙B.U甲U乙,Q甲Q乙C.U甲U乙,Q甲Q乙D.U甲U乙,Q甲Q乙3.電熱絲R1、R2串聯(lián)起來,接在電路中(如圖所示)。若R1R2,則先被點(diǎn)燃的火柴是()A.電熱絲R1上的火柴B.電熱絲R2上的火柴C.兩電熱絲上的火柴同時(shí)被點(diǎn)燃D.無法確定4.兩個(gè)電阻R1和R2,且R1R2,把它們接到同一電源上,要使相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量最多,就應(yīng)該()A.只用R1B.只用R2C.R1和R2串聯(lián)D.R1和R2并聯(lián)二、填空題(本大題共3小題,每空1分,共6分)5.一根電熱絲通電后,20min可將一壺水燒開,再取一根相同的電熱絲,并將它們并聯(lián)接在原來的電源上,需min可將同樣一壺水燒開。6.(2012南通中考)有一電熱水壺中裝水2.5 kg,若溫度由20升高到100,則水吸收的熱量是J;若消耗的電能是QJ,則水吸收的熱量 QJ(選填“大于”“等于”或“小于”)。7.(2012宿遷中考)某電飯鍋內(nèi)有R0=44、R=2 156的兩根電熱絲,將它們接入電路。如圖,當(dāng)S分別置于“1”擋和“2”擋時(shí),擋是保溫狀態(tài),當(dāng)S接“2”擋時(shí),電路中的電流大小是,通電100 s電路產(chǎn)生的熱量是J。三、簡答題(3分)8.(2012吉林中考)因?yàn)槊τ谥锌紡?fù)習(xí),小麗已經(jīng)很長時(shí)間沒有打開過自己的電腦了,進(jìn)入潮濕的夏季后,爸爸建議小麗定期給電腦通一會(huì)兒電。請(qǐng)你解釋這樣做的道理。四、實(shí)驗(yàn)探究題(10分)9.(2012揚(yáng)州中考)在學(xué)習(xí)“探究影響電流熱效應(yīng)的因素”時(shí),同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用電阻絲對(duì)煤油加熱時(shí),觀察溫度計(jì)的示數(shù)變化的過程非常耗時(shí),為了減少實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,他們提出了如下改進(jìn)的設(shè)想:設(shè)想一:將煤油換成水來做實(shí)驗(yàn);設(shè)想二:通過加熱空氣來做實(shí)驗(yàn)。(1)根據(jù)所學(xué)知識(shí),他們經(jīng)過討論,斷定設(shè)想一是錯(cuò)誤的,你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是。(2)為了驗(yàn)證設(shè)想二,他們?cè)O(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn):在錐形瓶中裝入的紅墨水,用相同的電阻絲及玻璃管組成如圖A、B的裝置,通電后通過玻璃管中液柱的高度來顯示的大小。然后把它們分別接入相同的電路,發(fā)現(xiàn)在相同的時(shí)間內(nèi)A管中的液柱比B管中的液柱上升迅速,這說明。在塞橡皮塞時(shí)發(fā)現(xiàn)有液體進(jìn)入玻璃管并高出瓶內(nèi)的液面,這是因?yàn)?為使管內(nèi)的液柱與瓶內(nèi)液面相平,他們用帶有針頭的注射器通過橡皮塞插入瓶內(nèi)如圖C甲所示,接下來的操作是 。同學(xué)們用兩根電阻絲(R甲R(shí)乙)分別插入相同的甲、乙兩瓶中并接入電路如圖C所示,閉合開關(guān),甲、乙兩玻璃管中液柱高度如圖D所示,由此得出關(guān)于電熱的結(jié)論是。五、計(jì)算題(9分)10.(2012大理中考)將光敏電阻R和定值電阻R0、電流表、電壓表連接成電路,接在9 V的電源上,如圖。光敏電阻阻值隨光強(qiáng)變化關(guān)系見表:(“光強(qiáng)”是表示光強(qiáng)弱程度的物理量,符號(hào)為E,單位坎德拉,即cd)光強(qiáng)/cd123456光敏電阻R/36181297.26(1)若電流表的示數(shù)增大,表示光強(qiáng)在(選填“增大”“減小”或“不變”),電壓表示數(shù)將(選填“增大”“減小”或“不變”)。(2)由表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)光強(qiáng)E=2 cd時(shí),電流表的示數(shù)為0.3 A,則定值電阻R0為多少?通電1 min,R0上產(chǎn)生的熱量為多少?(3)結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析,當(dāng)光強(qiáng)E=1.5 cd時(shí),電流表示數(shù)是多少?答案解析1.【解析】選B。本題考查電流熱效應(yīng)的應(yīng)用。電流的熱效應(yīng)是指電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象,電熱毯是利用電流熱效應(yīng)工作的。電視機(jī)、電腦主要是將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能,電風(fēng)扇主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。故本題選B。2.【解析】選C。本題考查通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)。由題意知R甲R(shí)乙,由于兩電阻絲串聯(lián),則流過它們的電流I相等,U甲=IR甲, U乙=IR乙,Q甲=I2R甲t,Q乙=I2R乙t,所以有U甲U乙,Q甲Q乙。故選C。3.【解析】選A。本題考查電熱的應(yīng)用。兩電熱絲R1、R2串聯(lián),流過它們的電流相等,工作時(shí)間也相等,而R1R2,根據(jù)公式P=I2R可知:P1P2,所以電熱絲R1上的火柴先被點(diǎn)燃。4.【解析】選D。本題考查電熱的有關(guān)計(jì)算。根據(jù)電阻越串越大、大于任何一個(gè)分電阻和電阻越并越小、小于任何一個(gè)分電阻可知,當(dāng)兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)總電阻最小;根據(jù)Q=W=U2Rt可知,兩電阻并聯(lián)時(shí),電路的總電阻最小,相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量最多。故選D。5.【解析】本題考查了電熱多少與通電時(shí)間的關(guān)系。將兩根電阻絲并聯(lián)后,電阻變?yōu)樵瓉淼?由公式Q=U2Rt可知,電壓不變,放出相同的熱量,加熱時(shí)間變?yōu)樵瓉淼?即10分鐘。答案:106.【解析】本題主要考查物體吸熱計(jì)算及電熱的利用問題。水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)2.5 kg(100-20) =8.4105J;電熱水壺將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,釋放的熱量大部分被水吸收,但也存在熱量損失,所以水吸收的熱量要小于消耗的電能。答案:8.4105小于7.【解析】本題主要考查電熱器擋位及電熱的計(jì)算。電源電壓220 V保持不變,當(dāng)開關(guān)接1時(shí),兩電阻串聯(lián),電路電阻很大,根據(jù)歐姆定律可知,電流很小,根據(jù)P=UI,可知電路功率較小,為保溫狀態(tài);當(dāng)開關(guān)接2時(shí),電阻R被短路,且R0的阻值較小,則電路中電流較大,實(shí)際功率較大,為加熱狀態(tài);當(dāng)接2時(shí),根據(jù)歐姆定律可以計(jì)算電路中電流的大小I=220 V44 =5 A,根據(jù)電熱公式可以計(jì)算電路中產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(5 A)244100 s=1.1105J。答案:1 5 A 1.11058.【解析】本題考查了電熱的利用。在潮濕的夏季,電腦長時(shí)間不使用,內(nèi)部各元件表面容易附有小水珠,開機(jī)后可能造成短路,燒壞電腦。因此在潮濕的夏季,要經(jīng)常通電一會(huì)兒,利用電流的熱效應(yīng),產(chǎn)生熱量驅(qū)潮。答案:利用電流的熱效應(yīng),產(chǎn)生電熱來驅(qū)潮。9.【解析】本題考查了焦耳定律的實(shí)驗(yàn)。(1)設(shè)想一是錯(cuò)誤的,因?yàn)樗谋葻崛荽?吸收相同的熱量后,溫度升高得少;放出相同的熱量后,溫度降低得少;(2)為了便于比較,兩錐形瓶中的紅墨水的質(zhì)量應(yīng)該是相等的。本實(shí)驗(yàn)采用了轉(zhuǎn)換法,用玻璃管中液柱的高度變化來顯示物體溫度變化的大小。把它們分別接入相同的電路,發(fā)現(xiàn)在相同的時(shí)間內(nèi)A管中的液柱比B管中的液柱上升迅速,說明A瓶中氣體的導(dǎo)熱能力比B瓶中液體的導(dǎo)熱能力要好一些。在塞橡皮塞時(shí),瓶內(nèi)氣體的體積變小,壓強(qiáng)變大,使瓶內(nèi)的氣壓大于外部的氣壓,把紅色墨水壓入到玻璃管中。要使管內(nèi)的液柱與瓶內(nèi)液面相平,就要讓瓶中的氣壓減小,可以用帶有針頭的注射器通過橡皮塞插入瓶內(nèi)把瓶內(nèi)的氣體抽出一部分。圖C中的兩個(gè)電熱絲串聯(lián),電流相等,且同時(shí)通斷電,加熱相等時(shí)間后,甲、乙兩玻璃管中液面如圖D所示,甲管中的液面比乙管中液面上升得高,表明電阻絲放出熱量的多少和電阻絲電阻值的大小有關(guān),電阻越大放出的熱量越多。可以得出的結(jié)論是電流和通電時(shí)間一定時(shí),電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。答案:(1)水的比熱容大,溫度難升難降(2)等質(zhì)量溫度變化氣體傳熱本領(lǐng)比液體好瓶內(nèi)氣壓大于外部氣壓抽氣電流和通電時(shí)間一定時(shí),電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多10.【解析】本題考查了光敏電阻的特點(diǎn)及電熱的計(jì)算。(1)定值電阻、電流表、光敏電阻串聯(lián),電流表示數(shù)增大,則光敏電阻的阻值變小,由表格可知光強(qiáng)增大。電壓表測量光敏電阻兩端的電壓,故電壓表的示數(shù)減小。(2)由表格可知當(dāng)E=2 cd時(shí), R=18,電阻R0與光敏電阻R串聯(lián),則R總=9 V0.3 A=30,R0=R總-R=12,Q=I2R0t=(0.3 A)21260 s=64.8 J(3)由表格可知光強(qiáng)與光敏電阻阻值成反比,當(dāng)E=1.5 cd時(shí),R=24,R總=R+R0=36,則I=UR總=9 V36 =0.25 A答案:(1)增大減小(2)1264.8 J(3)0.25 A