【解析】華師大版初中科學(xué)九年級上學(xué)期 6.1 電能的獲得和轉(zhuǎn)化(第2課時)

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華師大版初中科學(xué)九年級上學(xué)期6.1電能的獲得和轉(zhuǎn)化(第2課時)

一、夯實基礎(chǔ)

1．下列用電器工作時，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）

A．電風(fēng)扇B．電水壺

C．電視機D．微波爐

2．電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不那么熱，這是因為（）

A．通過銅導(dǎo)線的電流小，所以它消耗的電能較少

B．電爐絲和銅導(dǎo)線消耗的電能相同，但銅導(dǎo)線散熱快，所以就不那么熱

C．通過電爐絲的電流大，所以它消耗的電能較多

D．銅導(dǎo)線電阻較小，所以相同時間內(nèi)它消耗的電能較少

3．將兩電爐絲R1、R2串聯(lián)起來，接在如圖所示的電路中。若R1＞R2，則先被點燃的火柴是（）

A．電爐絲R1上的火柴B．電爐絲R2上的火柴

C．兩電爐絲上的火柴同時被點燃D．無法確定

4．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S由斷開到閉合，電流表兩次示數(shù)之比是1∶5。R1與R2的阻值之比和閉合S后產(chǎn)生的熱量之比分別是（）

A．4∶1；1∶4B．1∶4；4∶1C．1∶5；5∶1D．5∶1；1∶5

5．如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，R1＝30Ω，只閉合開關(guān)S時，電流表示數(shù)為A；同時閉合開關(guān)S、S1時，電流表示數(shù)為0.5A，則通電1min，電阻R2產(chǎn)生的熱量為J。

6．如圖裝置，在兩相同燒瓶內(nèi)裝滿等量煤油，瓶塞上各插入一根粗細(xì)相同的玻璃管，瓶內(nèi)裝入粗細(xì)、材料相同的電阻絲R甲和R乙，R甲長度大于R乙，閉合開關(guān)，經(jīng)過一段時間t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲(選填“大于”或“小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。斷開開關(guān)，當(dāng)兩根玻璃管液面回到原來高度后，向右移動滑片，再閉合開關(guān)，則甲玻璃管液面上升高度h甲所需時間t2t1(選填“大于”或“小于”)。

7．如圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)S分別與“1”“2”“3”接觸時，各自出現(xiàn)什么現(xiàn)象？出現(xiàn)的現(xiàn)象分別利用了電流的什么效應(yīng)？

（1）與“1”接觸現(xiàn)象：，效應(yīng)：。

（2）與“2”接觸現(xiàn)象：，效應(yīng)：。

（3）與“3”接觸現(xiàn)象：，效應(yīng)：。

二、能力提升

8．利用如圖所示電路可定性研究電熱與電流、電阻和通電時間的關(guān)系，圖中三個電阻的材料和質(zhì)量相同，且R1＝R3＝5Ω，R2＝10Ω，三個電子溫度計分別與三個電阻相連(圖中未畫出)，并能測量它們的溫度。閉合開關(guān)后，每隔一定時間記錄各電阻的溫度，通過比較溫度的變化來間接反映電阻產(chǎn)生電熱的多少。下列有關(guān)分析與推斷錯誤的是（）

A．分析任意一個電阻的溫度變化，可知電熱與通電時間有關(guān)

B．分析比較R1和R2的溫度及變化，可知電熱與電阻有關(guān)

C．分析比較R1和R3的溫度及變化，可知電熱與電流有關(guān)

D．分析比較R2和R3的溫度及變化，可知電熱與電流和電阻有關(guān)

9．小亮同學(xué)在做研究電熱跟哪些因素有關(guān)的實驗時，甲、乙兩個燒瓶內(nèi)的煤油質(zhì)量應(yīng)該(選填“相等”或“不相等”)，把兩根電阻絲串聯(lián)連接的目的是，通電一段時間后，甲燒瓶中煤油溫度上升了5℃，乙燒瓶中煤油溫度上升了3℃，則甲、乙兩根電阻絲的阻值之比是。

三、拓展創(chuàng)新

10．如圖是研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗，下列正確的是（）

A．甲實驗中兩個電阻串聯(lián)只是為了保證流過兩個電阻的電流相等

B．甲實驗通電一段時間后，左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1∶2

C．乙實驗是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

D．乙實驗通電一段時間后，左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1∶4

11．小明家的電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了，他爸爸把斷了的電阻絲搭在一起，電熱毯仍能使用，但不久搭接處又會燒斷。搭接處燒斷的原因是（）

A．電阻絲上搭接處電阻較小，造成局部過熱

B．電阻絲上搭接處電阻較大，造成局部過熱

C．電阻絲上搭接處電流比其他處電流小，造成局部過熱

D．電阻絲上搭接處電流比其他處電流大，造成局部過熱

12．有兩根電阻絲R1、R2和一個電源E，且電源E兩端電壓保持不變。如果只將電阻絲R1接在電源E兩端，電阻絲R1在120s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為12Q；如果將電阻絲R1、R2并聯(lián)接在電源E兩端，電阻絲R1、R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量為8Q，則（）

A．R1∶R2＝1∶4

B．R1∶R2＝1∶3

C．如果將電阻絲R1、R2串聯(lián)接在電源E兩端，為使電阻絲R1、R2產(chǎn)生的總熱量為4Q，則需要通電的時間為320s

D．如果將電阻絲R1、R2串聯(lián)接在電源E兩端，為使電阻絲R1、R2產(chǎn)生的總熱量為4Q，則需要通電的時間為150s

13．將光敏電阻R和定值電阻R0、電流表、電壓表連成電路，接在9V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關(guān)系見表：(“光強”表示光強弱程度的物理量，符號為“E”，單位坎德拉，符號為“cd”)

光強E/cd123456

光敏電阻R/Ω18964.53.63

分析表中數(shù)據(jù)可知，光強E＝1.5cd時，光敏電阻的阻值R＝Ω，此時電流表的示數(shù)為0.5A，則通電1min，R0上產(chǎn)生的熱量為J。

14．用如圖甲所示的裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，相同燒瓶內(nèi)裝滿了煤油。

（1）燒瓶中裝入的煤油是(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)。

（2）請根據(jù)實物電路，在虛線框圖乙內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖。

（3）為達(dá)到實驗?zāi)康?，選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)，通過R1的電流通過R2的電流。

（4）通電一段時間后，燒瓶Ⅱ中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，說明。

（5）小紅用如圖丙所示的裝置，進一步探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，經(jīng)過多次實驗測量，收集實驗數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖線。根據(jù)焦耳定律可知，圖丁中能正確反映h－I關(guān)系的是。

（6）如圖所示是人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦薪?jīng)常使用的一種插線板?，F(xiàn)在市場上有一些劣質(zhì)插線板，經(jīng)質(zhì)檢部門檢查發(fā)現(xiàn)，部分劣質(zhì)插線板電源線芯線比合格產(chǎn)品細(xì)。請根據(jù)焦耳定律解釋使用這種插線板將會存在什么隱患。

答案解析部分

1．【答案】B,D

【知識點】能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移

【解析】【分析】分析各個選項中用電器的能量轉(zhuǎn)化情況即可。

【解答】電風(fēng)扇將電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，故A不合題意；

電水壺將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B符合題意；

電視機將電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能和內(nèi)能，故C不合題意；

微波爐將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D符合題意。

故選BD。

2．【答案】D

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)電流和通電時間相同時，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析即可。

【解答】銅導(dǎo)線和電爐絲為串聯(lián)，通過二者的電流相等，通電時間也相等，但是銅導(dǎo)線的電阻比電爐絲的電阻小得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，銅導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量少，溫度低，也就是相同時間內(nèi)消化的電能較少，故D正確，而A、B、C錯誤。

故選D。

3．【答案】A

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)電流和通電時間相同時，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析即可。

【解答】兩電爐絲R1、R2串聯(lián)，通過它們的電流和通電時間相同，因為R1＞R2，所以電阻R1產(chǎn)生的熱量多，溫度高，那么它上面的火柴先被點燃，故A正確，而B、C、D錯誤。

故選A。

4．【答案】A

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）在并聯(lián)電路中，電流與電阻成反比，即。首先根據(jù)并聯(lián)電路I總=I1+I2計算出通過兩個電阻的電流之比，再根據(jù)上面的規(guī)律計算它們的電阻之比；

（2）電路將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，可根據(jù)Q=W=UIt計算產(chǎn)生的熱量之比。

【解答】（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)等于通過R1的電流I1；

當(dāng)開關(guān)S閉合后，電流表的示數(shù)等于通過干路的總電流I總。

根據(jù)公式I總=I1+I2可知，通過兩個電阻的電流之比：I1：I2=1：4。

根據(jù)公式得到，它們的電阻之比：；

（2）閉合開關(guān)S后產(chǎn)生的熱量之比：。

5．【答案】0.2；108

【知識點】歐姆定律及其應(yīng)用；焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）只閉合開關(guān)S時，只有電阻R1單獨工作，根據(jù)公式計算電流表的示數(shù)；

（2）同時閉合開關(guān)S、S1時，兩個電阻并聯(lián)，首先根據(jù)I2=I總-I1計算出通過電阻R2的電流，再根據(jù)公式Q2=W2=U2I2t2計算電阻R2產(chǎn)生的熱量。

【解答】（1）只閉合開關(guān)S時，只有電阻R1單獨工作，此時電流表的示數(shù)就等于通過R1的電流，

那么電流表的示數(shù)：；

（2）同時閉合開關(guān)S、S1時，兩個電阻并聯(lián)，此時電流表測通過干路的總電流，

那么通過電阻R2的電流I2=I總-I1=0.5A-0.2A=0.3A；

電阻R2產(chǎn)生的熱量Q2=W2=U2I2t2=6V×0.3A×60s=108J。

6．【答案】大于；大于

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）玻璃管內(nèi)液面上升高度的大小取決于電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt分析即可；

（2）根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)產(chǎn)生的熱量和電阻相同時，加熱時間與電流成反比，據(jù)此分析即可。

【解答】（1）R甲長度大于R乙，那么電阻R甲>R乙；電阻絲R甲和R乙串聯(lián)，通過它們的電流和時間相等，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，甲產(chǎn)生的熱量大于乙產(chǎn)生的熱量，那么甲內(nèi)煤油的溫度更高，體積膨脹更多，則甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙。

（2）斷開開關(guān)，當(dāng)兩根玻璃管液面回到原來高度后，向右移動滑片，變阻器接入的阻值增大，那么通過電阻甲的電流變小。甲內(nèi)玻璃管液面上升高度h甲與原來相同，即產(chǎn)生相同的熱量時，根據(jù)根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，現(xiàn)在所需的時間t2大于t1。

7．【答案】（1）電鈴響；電流的磁效應(yīng)

（2）燈泡發(fā)光；電流的熱效應(yīng)

（3）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；電流的化學(xué)效應(yīng)

【知識點】影響電流熱效應(yīng)的因素（焦耳定律）

【解析】【分析】電流通過導(dǎo)體時會產(chǎn)生磁場，這就是電流的磁效應(yīng)；電流通過導(dǎo)體時都會發(fā)熱，這就是電流的熱效應(yīng)；電流通過溶液時可能發(fā)生化學(xué)變化，這就是電流的化學(xué)效應(yīng)。根據(jù)開關(guān)的位置，確定哪個用電器被接通，然后根據(jù)用電器的種類確定電流效應(yīng)的種類。

【解答】（1）開關(guān)與“1”接觸時，電鈴所在的電路被接通，那么現(xiàn)象：電鈴響；電流內(nèi)部有一個電磁鐵，通過它利用電流產(chǎn)生磁場不斷切斷和接通電路，從而帶動小錘敲擊鈴鐺蓋發(fā)出聲音，因此效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)。

（2）開關(guān)與“2”接觸，接通燈泡所在電路，那么現(xiàn)象：燈泡發(fā)光；因為燈泡不斷的將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以效應(yīng)為：電路的熱效應(yīng)。

（3）開關(guān)與“3”接觸，接通溶液所在的電路，其中的銅離子會在負(fù)極得到電子變成紅色的銅而析出，現(xiàn)象：發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；由于有新物質(zhì)銅生成，所以發(fā)生了化學(xué)變化，那么效應(yīng)：電流的化學(xué)效應(yīng)。

8．【答案】D

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間成正比，根據(jù)控制變量法分析各個選項即可。

【解答】A.任意一個電阻，它本身的電阻和電流大小不變，而通過改變時間，觀測溫度的高低，就可知電熱與通電時間有關(guān)，故A正確不合題意；

B.R1和R2串聯(lián)，通過它們的電流和通電時間相同，但電阻不同，因此分析比較R1和R2的溫度及變化，可知電熱與電阻有關(guān)，故B正確不合題意；

C.R1和R3電阻相同和通電時間相同，但是電壓不同，因此通過它們的電流大小不同，那么分析比較R1和R3的溫度及變化，可知電熱與電流有關(guān)，故C正確不合題意；

D.R2和R3的電阻不同，通過它們的電流大小也不同，只有二者的通電時間相同，根據(jù)控制變量法的要求可知，分析比較R2和R3的溫度及變化，不能得到電熱與電流和電阻有關(guān)，故D錯誤符合題意。

故選D。

9．【答案】相等；使電流大小和通電時間相等；5∶3

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）在研究電熱與哪些因素有關(guān)時，需要通過燒瓶內(nèi)煤油溫度的升高量判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。根據(jù)公式Q=cm△t可知，當(dāng)比熱容和質(zhì)量相同時，熱量與升高的溫度成正比，因此比較保證燒瓶中煤油的質(zhì)量相等；

（2）在串聯(lián)電路中，各處電流都相等，因此通過電阻絲的串聯(lián)，可以保證通過它們的電流相等；一個開關(guān)同時控制兩個電阻絲電流的通斷，因此能夠保證它們通電時間相等。

（3）首先根據(jù)Q=cm△t得到電阻絲產(chǎn)生的熱量之比，然后根據(jù)公式Q=I2Rt計算電阻絲的阻值之比。

【解答】（1）小亮同學(xué)在做研究電熱跟哪些因素有關(guān)的實驗時，甲、乙兩個燒瓶內(nèi)的煤油質(zhì)量應(yīng)該相等；

（2）把兩根電阻絲串聯(lián)連接的目的是：使電流大小和通電時間相等；

（3）兩個燒瓶內(nèi)煤油的質(zhì)量和比熱容都相等，根據(jù)公式Q=cm△t可知，電阻絲產(chǎn)生的熱量與升高的溫度成正比，即Q甲：Q乙=△t甲：△t乙=5：3。通過兩個電阻絲的電流和通電時間相同，根據(jù)公式Q=I2Rt可知，產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，即R甲：R乙=Q甲：Q乙=5：3。

10．【答案】B

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點分析；

（2）根據(jù)公式Q=I2Rt計算即可；

（3）分析乙實驗中影響電流產(chǎn)生熱量的哪個因素不同即可；

（4）根據(jù)焦耳定律式Q=I2Rt計算即可。

【解答】A.在串聯(lián)電路中，各處電流都相等，因此甲實驗中兩個電阻串聯(lián)只是為了保證流過兩個電阻的電流相等，故A正確；

B.根據(jù)甲圖可知，兩個電阻串聯(lián)，那么通過它們的電流和時間相同；根據(jù)公式Q=I2Rt得到，電阻產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，即Q左：Q右=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正確；

C.在乙實驗中，左邊的電阻在干路上，右邊的電阻在支路上，因此通過兩個電阻的電流大小不等，而阻值和通電時間相同，因此是為了研究電流產(chǎn)生熱量與電流大小的關(guān)系，故C錯誤；

D.在乙圖中，根據(jù)I總=I1+I2可知，通過左邊電阻的電流是右邊電阻的2倍；再根據(jù)Q=I2Rt可知，當(dāng)阻值和時間相同是，熱量與電流平方成正比，即Q左：Q右=I左2：I右2=（2）2：（1）2=4：1，故D錯誤。

故選B。

11．【答案】B

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)公式Q=I2Rt計算即可。

【解答】根據(jù)公式Q=I2Rt可知，當(dāng)電流和通電時間相同時，產(chǎn)生的熱量與電阻成正比。將斷裂的電阻絲搭接在一起后，由于接頭處比較松，因此搭接處的電阻會比別處大，因此產(chǎn)生的熱量比別處多，更容易燒斷，故B正確，而A、C、D錯誤。

故選B。

12．【答案】B

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）（2）首先根據(jù)熱量與時間成正比，計算出電阻絲R1在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量，然后根據(jù)Q2=Q總-Q1計算出60s內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量，最后再根據(jù)焦耳定律計算電阻之比；

（3）（4）根據(jù)公式寫出兩個電阻串聯(lián)時產(chǎn)生熱量的表達(dá)式以及R1單獨工作時的熱量表達(dá)式，然后作比即可。

【解答】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，熱量與時間成正比，因此R1在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：；

那么電阻R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q2=Q總-Q1=8Q-6Q=2Q；

根據(jù)焦耳定律可知，熱量與電阻成反比；

即，故B正確，而A錯誤；

當(dāng)R1單獨接在電源上時，產(chǎn)生的熱量：；

將兩個電阻串聯(lián)在電源上時，產(chǎn)生的熱量：；

兩個式子作比得到：；

解得：t=160s，

故C、D錯誤。

故選B。

13．【答案】12；90

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）根據(jù)表格找到光敏電阻阻值和光強的數(shù)量關(guān)系，然后計算出E=1.5cd時的阻值；

（2）首先根據(jù)計算出此時的總電阻，再根據(jù)R0=R總-R計算出定值電阻的阻值，最后根據(jù)Q0=I02R0t計算產(chǎn)生的熱量。

【解答】（1）比較表格中數(shù)據(jù)可知，光敏電阻的阻值與光照強度的乘積都是18，那么當(dāng)光強E=1.5cd時，光敏電阻的阻值R=。

（2）此時的總電阻；

此時定值電阻R0=R總-R=18Ω-12Ω=6Ω；

那么它產(chǎn)生的熱量為：Q0=I02R0t=（0.5A）2×6Ω×60s=90J。

14．【答案】（1）絕緣體

（2）

（3）相等；小于

（4）在電阻和通電時間相等時，電流越大產(chǎn)生的熱量越多

（5）A

（6）在材料和長度一定時，導(dǎo)體橫截面積越小，電阻越大。劣質(zhì)插線板的電源線的芯線比合格產(chǎn)品細(xì)，則電阻大。根據(jù)Q＝I2Rt可知，在電流和通電時間一定時，電阻越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多，易發(fā)生火災(zāi)。

【知識點】影響電流熱效應(yīng)的因素（焦耳定律）

【解析】【分析】（1）不容易導(dǎo)電的物體叫絕緣體，包括橡膠、塑料、玻璃和陶瓷，各種油類；

（2）根據(jù)實物圖畫出電路圖，要保證串并聯(lián)關(guān)系和先后順序一致，一般先從正極到負(fù)極連接一條通路，再補充其他部分。

（3）根據(jù)控制變量法的要求分析；

（4）液面上升的高度大，說明電阻產(chǎn)生的熱量多，根據(jù)控制變量法的要求描述結(jié)論；

（5）根據(jù)焦耳定律的公式Q=I2Rt判斷圖像的形狀即可；

（6）根據(jù)導(dǎo)體電阻和橫截面積的關(guān)系分析這種導(dǎo)線的電阻變化，再根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt判斷產(chǎn)生的熱量的變化。

【解答】（1）燒瓶中裝入的煤油是絕緣體；

（2）根據(jù)實物圖可知，電流從正極出發(fā)，依次經(jīng)過R1、R2和開關(guān)流回負(fù)極，然后電阻R并聯(lián)在電阻R1的兩邊，如下圖所述：

（3）探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”時，必須控制電阻和通電時間相同，而改變電流大小。電阻R2在干路上，而電阻R1在支路上，因此通過R1的電流肯定小于R2的電流，那么：為達(dá)到實驗?zāi)康模x用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)相等，通過R1的電流小于通過R2的電流。

（4）通電一段時間后，燒瓶Ⅱ中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，說明：在電阻和通電時間相等時，電流越大產(chǎn)生的熱量越多。

（5）根據(jù)公式Q=I2Rt可知，電流產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，根據(jù)二次函數(shù)圖象的知識可知，熱量與電流變化的圖像應(yīng)該是一條拋物線。因為玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與產(chǎn)生的熱量成正比，所以高度h隨電流變化的圖像也是一條拋物線，故選A。

（6）在材料和長度一定時，導(dǎo)體橫截面積越小，電阻越大。劣質(zhì)插線板的電源線的芯線比合格產(chǎn)品細(xì)，則電阻大。根據(jù)Q＝I2Rt可知，在電流和通電時間一定時，電阻越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多，易發(fā)生火災(zāi)。

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華師大版初中科學(xué)九年級上學(xué)期6.1電能的獲得和轉(zhuǎn)化(第2課時)

一、夯實基礎(chǔ)

1．下列用電器工作時，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）

A．電風(fēng)扇B．電水壺

C．電視機D．微波爐

【答案】B,D

【知識點】能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移

【解析】【分析】分析各個選項中用電器的能量轉(zhuǎn)化情況即可。

【解答】電風(fēng)扇將電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，故A不合題意；

電水壺將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B符合題意；

電視機將電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能和內(nèi)能，故C不合題意；

微波爐將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D符合題意。

故選BD。

2．電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐連接的銅導(dǎo)線卻不那么熱，這是因為（）

A．通過銅導(dǎo)線的電流小，所以它消耗的電能較少

B．電爐絲和銅導(dǎo)線消耗的電能相同，但銅導(dǎo)線散熱快，所以就不那么熱

C．通過電爐絲的電流大，所以它消耗的電能較多

D．銅導(dǎo)線電阻較小，所以相同時間內(nèi)它消耗的電能較少

【答案】D

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)電流和通電時間相同時，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析即可。

【解答】銅導(dǎo)線和電爐絲為串聯(lián)，通過二者的電流相等，通電時間也相等，但是銅導(dǎo)線的電阻比電爐絲的電阻小得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，銅導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量少，溫度低，也就是相同時間內(nèi)消化的電能較少，故D正確，而A、B、C錯誤。

故選D。

3．將兩電爐絲R1、R2串聯(lián)起來，接在如圖所示的電路中。若R1＞R2，則先被點燃的火柴是（）

A．電爐絲R1上的火柴B．電爐絲R2上的火柴

C．兩電爐絲上的火柴同時被點燃D．無法確定

【答案】A

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)電流和通電時間相同時，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析即可。

【解答】兩電爐絲R1、R2串聯(lián)，通過它們的電流和通電時間相同，因為R1＞R2，所以電阻R1產(chǎn)生的熱量多，溫度高，那么它上面的火柴先被點燃，故A正確，而B、C、D錯誤。

故選A。

4．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S由斷開到閉合，電流表兩次示數(shù)之比是1∶5。R1與R2的阻值之比和閉合S后產(chǎn)生的熱量之比分別是（）

A．4∶1；1∶4B．1∶4；4∶1C．1∶5；5∶1D．5∶1；1∶5

【答案】A

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）在并聯(lián)電路中，電流與電阻成反比，即。首先根據(jù)并聯(lián)電路I總=I1+I2計算出通過兩個電阻的電流之比，再根據(jù)上面的規(guī)律計算它們的電阻之比；

（2）電路將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，可根據(jù)Q=W=UIt計算產(chǎn)生的熱量之比。

【解答】（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)等于通過R1的電流I1；

當(dāng)開關(guān)S閉合后，電流表的示數(shù)等于通過干路的總電流I總。

根據(jù)公式I總=I1+I2可知，通過兩個電阻的電流之比：I1：I2=1：4。

根據(jù)公式得到，它們的電阻之比：；

（2）閉合開關(guān)S后產(chǎn)生的熱量之比：。

5．如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，R1＝30Ω，只閉合開關(guān)S時，電流表示數(shù)為A；同時閉合開關(guān)S、S1時，電流表示數(shù)為0.5A，則通電1min，電阻R2產(chǎn)生的熱量為J。

【答案】0.2；108

【知識點】歐姆定律及其應(yīng)用；焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）只閉合開關(guān)S時，只有電阻R1單獨工作，根據(jù)公式計算電流表的示數(shù)；

（2）同時閉合開關(guān)S、S1時，兩個電阻并聯(lián)，首先根據(jù)I2=I總-I1計算出通過電阻R2的電流，再根據(jù)公式Q2=W2=U2I2t2計算電阻R2產(chǎn)生的熱量。

【解答】（1）只閉合開關(guān)S時，只有電阻R1單獨工作，此時電流表的示數(shù)就等于通過R1的電流，

那么電流表的示數(shù)：；

（2）同時閉合開關(guān)S、S1時，兩個電阻并聯(lián)，此時電流表測通過干路的總電流，

那么通過電阻R2的電流I2=I總-I1=0.5A-0.2A=0.3A；

電阻R2產(chǎn)生的熱量Q2=W2=U2I2t2=6V×0.3A×60s=108J。

6．如圖裝置，在兩相同燒瓶內(nèi)裝滿等量煤油，瓶塞上各插入一根粗細(xì)相同的玻璃管，瓶內(nèi)裝入粗細(xì)、材料相同的電阻絲R甲和R乙，R甲長度大于R乙，閉合開關(guān)，經(jīng)過一段時間t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲(選填“大于”或“小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。斷開開關(guān)，當(dāng)兩根玻璃管液面回到原來高度后，向右移動滑片，再閉合開關(guān)，則甲玻璃管液面上升高度h甲所需時間t2t1(選填“大于”或“小于”)。

【答案】大于；大于

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）玻璃管內(nèi)液面上升高度的大小取決于電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt分析即可；

（2）根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)產(chǎn)生的熱量和電阻相同時，加熱時間與電流成反比，據(jù)此分析即可。

【解答】（1）R甲長度大于R乙，那么電阻R甲>R乙；電阻絲R甲和R乙串聯(lián)，通過它們的電流和時間相等，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，甲產(chǎn)生的熱量大于乙產(chǎn)生的熱量，那么甲內(nèi)煤油的溫度更高，體積膨脹更多，則甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙。

（2）斷開開關(guān)，當(dāng)兩根玻璃管液面回到原來高度后，向右移動滑片，變阻器接入的阻值增大，那么通過電阻甲的電流變小。甲內(nèi)玻璃管液面上升高度h甲與原來相同，即產(chǎn)生相同的熱量時，根據(jù)根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，現(xiàn)在所需的時間t2大于t1。

7．如圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)S分別與“1”“2”“3”接觸時，各自出現(xiàn)什么現(xiàn)象？出現(xiàn)的現(xiàn)象分別利用了電流的什么效應(yīng)？

（1）與“1”接觸現(xiàn)象：，效應(yīng)：。

（2）與“2”接觸現(xiàn)象：，效應(yīng)：。

（3）與“3”接觸現(xiàn)象：，效應(yīng)：。

【答案】（1）電鈴響；電流的磁效應(yīng)

（2）燈泡發(fā)光；電流的熱效應(yīng)

（3）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；電流的化學(xué)效應(yīng)

【知識點】影響電流熱效應(yīng)的因素（焦耳定律）

【解析】【分析】電流通過導(dǎo)體時會產(chǎn)生磁場，這就是電流的磁效應(yīng)；電流通過導(dǎo)體時都會發(fā)熱，這就是電流的熱效應(yīng)；電流通過溶液時可能發(fā)生化學(xué)變化，這就是電流的化學(xué)效應(yīng)。根據(jù)開關(guān)的位置，確定哪個用電器被接通，然后根據(jù)用電器的種類確定電流效應(yīng)的種類。

【解答】（1）開關(guān)與“1”接觸時，電鈴所在的電路被接通，那么現(xiàn)象：電鈴響；電流內(nèi)部有一個電磁鐵，通過它利用電流產(chǎn)生磁場不斷切斷和接通電路，從而帶動小錘敲擊鈴鐺蓋發(fā)出聲音，因此效應(yīng)：電流的磁效應(yīng)。

（2）開關(guān)與“2”接觸，接通燈泡所在電路，那么現(xiàn)象：燈泡發(fā)光；因為燈泡不斷的將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以效應(yīng)為：電路的熱效應(yīng)。

（3）開關(guān)與“3”接觸，接通溶液所在的電路，其中的銅離子會在負(fù)極得到電子變成紅色的銅而析出，現(xiàn)象：發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；由于有新物質(zhì)銅生成，所以發(fā)生了化學(xué)變化，那么效應(yīng)：電流的化學(xué)效應(yīng)。

二、能力提升

8．利用如圖所示電路可定性研究電熱與電流、電阻和通電時間的關(guān)系，圖中三個電阻的材料和質(zhì)量相同，且R1＝R3＝5Ω，R2＝10Ω，三個電子溫度計分別與三個電阻相連(圖中未畫出)，并能測量它們的溫度。閉合開關(guān)后，每隔一定時間記錄各電阻的溫度，通過比較溫度的變化來間接反映電阻產(chǎn)生電熱的多少。下列有關(guān)分析與推斷錯誤的是（）

A．分析任意一個電阻的溫度變化，可知電熱與通電時間有關(guān)

B．分析比較R1和R2的溫度及變化，可知電熱與電阻有關(guān)

C．分析比較R1和R3的溫度及變化，可知電熱與電流有關(guān)

D．分析比較R2和R3的溫度及變化，可知電熱與電流和電阻有關(guān)

【答案】D

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間成正比，根據(jù)控制變量法分析各個選項即可。

【解答】A.任意一個電阻，它本身的電阻和電流大小不變，而通過改變時間，觀測溫度的高低，就可知電熱與通電時間有關(guān)，故A正確不合題意；

B.R1和R2串聯(lián)，通過它們的電流和通電時間相同，但電阻不同，因此分析比較R1和R2的溫度及變化，可知電熱與電阻有關(guān)，故B正確不合題意；

C.R1和R3電阻相同和通電時間相同，但是電壓不同，因此通過它們的電流大小不同，那么分析比較R1和R3的溫度及變化，可知電熱與電流有關(guān)，故C正確不合題意；

D.R2和R3的電阻不同，通過它們的電流大小也不同，只有二者的通電時間相同，根據(jù)控制變量法的要求可知，分析比較R2和R3的溫度及變化，不能得到電熱與電流和電阻有關(guān)，故D錯誤符合題意。

故選D。

9．小亮同學(xué)在做研究電熱跟哪些因素有關(guān)的實驗時，甲、乙兩個燒瓶內(nèi)的煤油質(zhì)量應(yīng)該(選填“相等”或“不相等”)，把兩根電阻絲串聯(lián)連接的目的是，通電一段時間后，甲燒瓶中煤油溫度上升了5℃，乙燒瓶中煤油溫度上升了3℃，則甲、乙兩根電阻絲的阻值之比是。

【答案】相等；使電流大小和通電時間相等；5∶3

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）在研究電熱與哪些因素有關(guān)時，需要通過燒瓶內(nèi)煤油溫度的升高量判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。根據(jù)公式Q=cm△t可知，當(dāng)比熱容和質(zhì)量相同時，熱量與升高的溫度成正比，因此比較保證燒瓶中煤油的質(zhì)量相等；

（2）在串聯(lián)電路中，各處電流都相等，因此通過電阻絲的串聯(lián)，可以保證通過它們的電流相等；一個開關(guān)同時控制兩個電阻絲電流的通斷，因此能夠保證它們通電時間相等。

（3）首先根據(jù)Q=cm△t得到電阻絲產(chǎn)生的熱量之比，然后根據(jù)公式Q=I2Rt計算電阻絲的阻值之比。

【解答】（1）小亮同學(xué)在做研究電熱跟哪些因素有關(guān)的實驗時，甲、乙兩個燒瓶內(nèi)的煤油質(zhì)量應(yīng)該相等；

（2）把兩根電阻絲串聯(lián)連接的目的是：使電流大小和通電時間相等；

（3）兩個燒瓶內(nèi)煤油的質(zhì)量和比熱容都相等，根據(jù)公式Q=cm△t可知，電阻絲產(chǎn)生的熱量與升高的溫度成正比，即Q甲：Q乙=△t甲：△t乙=5：3。通過兩個電阻絲的電流和通電時間相同，根據(jù)公式Q=I2Rt可知，產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，即R甲：R乙=Q甲：Q乙=5：3。

三、拓展創(chuàng)新

10．如圖是研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗，下列正確的是（）

A．甲實驗中兩個電阻串聯(lián)只是為了保證流過兩個電阻的電流相等

B．甲實驗通電一段時間后，左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1∶2

C．乙實驗是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

D．乙實驗通電一段時間后，左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1∶4

【答案】B

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點分析；

（2）根據(jù)公式Q=I2Rt計算即可；

（3）分析乙實驗中影響電流產(chǎn)生熱量的哪個因素不同即可；

（4）根據(jù)焦耳定律式Q=I2Rt計算即可。

【解答】A.在串聯(lián)電路中，各處電流都相等，因此甲實驗中兩個電阻串聯(lián)只是為了保證流過兩個電阻的電流相等，故A正確；

B.根據(jù)甲圖可知，兩個電阻串聯(lián)，那么通過它們的電流和時間相同；根據(jù)公式Q=I2Rt得到，電阻產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，即Q左：Q右=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正確；

C.在乙實驗中，左邊的電阻在干路上，右邊的電阻在支路上，因此通過兩個電阻的電流大小不等，而阻值和通電時間相同，因此是為了研究電流產(chǎn)生熱量與電流大小的關(guān)系，故C錯誤；

D.在乙圖中，根據(jù)I總=I1+I2可知，通過左邊電阻的電流是右邊電阻的2倍；再根據(jù)Q=I2Rt可知，當(dāng)阻值和時間相同是，熱量與電流平方成正比，即Q左：Q右=I左2：I右2=（2）2：（1）2=4：1，故D錯誤。

故選B。

11．小明家的電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了，他爸爸把斷了的電阻絲搭在一起，電熱毯仍能使用，但不久搭接處又會燒斷。搭接處燒斷的原因是（）

A．電阻絲上搭接處電阻較小，造成局部過熱

B．電阻絲上搭接處電阻較大，造成局部過熱

C．電阻絲上搭接處電流比其他處電流小，造成局部過熱

D．電阻絲上搭接處電流比其他處電流大，造成局部過熱

【答案】B

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】根據(jù)公式Q=I2Rt計算即可。

【解答】根據(jù)公式Q=I2Rt可知，當(dāng)電流和通電時間相同時，產(chǎn)生的熱量與電阻成正比。將斷裂的電阻絲搭接在一起后，由于接頭處比較松，因此搭接處的電阻會比別處大，因此產(chǎn)生的熱量比別處多，更容易燒斷，故B正確，而A、C、D錯誤。

故選B。

12．有兩根電阻絲R1、R2和一個電源E，且電源E兩端電壓保持不變。如果只將電阻絲R1接在電源E兩端，電阻絲R1在120s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為12Q；如果將電阻絲R1、R2并聯(lián)接在電源E兩端，電阻絲R1、R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量為8Q，則（）

A．R1∶R2＝1∶4

B．R1∶R2＝1∶3

C．如果將電阻絲R1、R2串聯(lián)接在電源E兩端，為使電阻絲R1、R2產(chǎn)生的總熱量為4Q，則需要通電的時間為320s

D．如果將電阻絲R1、R2串聯(lián)接在電源E兩端，為使電阻絲R1、R2產(chǎn)生的總熱量為4Q，則需要通電的時間為150s

【答案】B

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）（2）首先根據(jù)熱量與時間成正比，計算出電阻絲R1在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量，然后根據(jù)Q2=Q總-Q1計算出60s內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量，最后再根據(jù)焦耳定律計算電阻之比；

（3）（4）根據(jù)公式寫出兩個電阻串聯(lián)時產(chǎn)生熱量的表達(dá)式以及R1單獨工作時的熱量表達(dá)式，然后作比即可。

【解答】根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，熱量與時間成正比，因此R1在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：；

那么電阻R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q2=Q總-Q1=8Q-6Q=2Q；

根據(jù)焦耳定律可知，熱量與電阻成反比；

即，故B正確，而A錯誤；

當(dāng)R1單獨接在電源上時，產(chǎn)生的熱量：；

將兩個電阻串聯(lián)在電源上時，產(chǎn)生的熱量：；

兩個式子作比得到：；

解得：t=160s，

故C、D錯誤。

故選B。

13．將光敏電阻R和定值電阻R0、電流表、電壓表連成電路，接在9V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關(guān)系見表：(“光強”表示光強弱程度的物理量，符號為“E”，單位坎德拉，符號為“cd”)

光強E/cd123456

光敏電阻R/Ω18964.53.63

分析表中數(shù)據(jù)可知，光強E＝1.5cd時，光敏電阻的阻值R＝Ω，此時電流表的示數(shù)為0.5A，則通電1min，R0上產(chǎn)生的熱量為J。

【答案】12；90

【知識點】焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）根據(jù)表格找到光敏電阻阻值和光強的數(shù)量關(guān)系，然后計算出E=1.5cd時的阻值；

（2）首先根據(jù)計算出此時的總電阻，再根據(jù)R0=R總-R計算出定值電阻的阻值