浙教版九上第三章《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》補(bǔ)充作業(yè)（7）（解析版）

浙教版九上第三章：《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》補(bǔ)充作業(yè)7-----焦耳定律、電熱綜合計(jì)算1.關(guān)于電流的熱效應(yīng)，下列說(shuō)法不正確的是（▲）A.電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)B.熱效應(yīng)有危害，生活和生產(chǎn)中應(yīng)防止電熱C.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的大小有關(guān)D.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)【答案】B【解析】【分析】【詳解】略2.當(dāng)溫度降到很低時(shí)，某些金屬導(dǎo)體，如鋁在－271.76℃以下，鉛在－265.95℃以下時(shí)，電阻就變成了零，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。假如白熾燈的燈絲、電動(dòng)車內(nèi)線圈、電飯鍋及電熨斗內(nèi)部電熱絲都用超導(dǎo)材料制作，當(dāng)用電器通電時(shí)，假設(shè)這些導(dǎo)體的電阻都變?yōu)榱?，下列說(shuō)法正確的是（▲）A.白熾燈仍能發(fā)光且更省電B.電動(dòng)機(jī)仍能轉(zhuǎn)動(dòng)且效率更高C.電飯鍋仍能煮飯且效率更高D.電熨斗仍能熨燙衣服且更省電【答案】B【解析】假設(shè)導(dǎo)體沒(méi)有電阻，當(dāng)用電器通電時(shí)，用電器不會(huì)產(chǎn)生電熱，利用電流的熱效應(yīng)工作的家用電器將不能工作?！痉治觥考僭O(shè)導(dǎo)體沒(méi)有電阻，利用電流熱效應(yīng)工作的電器都不能工作，利用電流的磁效應(yīng)和效應(yīng)工作的用電器不受影響。【詳解】白熾燈燈絲、電飯鍋、電熨斗都是利用電流的熱效應(yīng)工作的，如果導(dǎo)體沒(méi)有電阻，當(dāng)用電器通電時(shí)，用電器不會(huì)產(chǎn)生電熱，白熾燈不能發(fā)光，電飯鍋不能煮飯，電熨斗不能熨衣服。導(dǎo)體有電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，假設(shè)導(dǎo)體沒(méi)有電阻，當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電時(shí)，電動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生電熱，電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，效率更高更好。故選：B3.如圖所示，將三個(gè)相同空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封，將多個(gè)阻值相同的電阻R以不同的連接方式接入電路中，通電一段時(shí)間后體積變化最大的氣球是（▲）A.aB.bC.cD.三個(gè)相同【答案】B【解析】由圖示根據(jù)焦耳定律分析，產(chǎn)生的熱量越多，氣體溫度越高，氣球體積膨脹的越大?！痉治觥勘绢}主要考查對(duì)焦耳定律和串并聯(lián)電阻特點(diǎn)的應(yīng)用，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用?！驹斀狻坑蓤D可知，三個(gè)燒瓶的電阻（相同的電阻R)以不同方式接入電路中時(shí)是串聯(lián)的，所以通過(guò)電流相等，通電時(shí)間也相等，由電阻的串聯(lián)和并聯(lián)特點(diǎn)知，電阻串聯(lián)后電阻最大，并聯(lián)后電阻最小，即被b氣球密封的燒瓶里的電阻最大，由Q=I2Rt可知這個(gè)燒瓶里電阻放出熱量最多，瓶中氣體溫度最高，氣球的體積變化最大。故選：B4.在探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將兩只阻值不同的電阻絲R1、R2分別密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中，并設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。已知R1＜R2,裝入燒瓶的煤油質(zhì)量相等，下列有關(guān)此探究活動(dòng)的各種表述，錯(cuò)誤的是（▲）A.在相同的通電時(shí)間內(nèi)，電阻絲R2產(chǎn)生的熱量較多B.此裝置可探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)C.R1、R2串聯(lián)是為了控制電流大小一定D.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少是通過(guò)電阻大小來(lái)體現(xiàn)的【答案】D【解析】【分析】【詳解】略5.利用圖中5個(gè)阻值相等的電阻完成“焦耳定律”的探究實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（▲）A.本實(shí)驗(yàn)采用的研究方法有“控制變量法”和“轉(zhuǎn)換法”B.通電后會(huì)發(fā)現(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)乙產(chǎn)生的熱量是丙產(chǎn)生熱量的2倍C.若要探究導(dǎo)體的電阻對(duì)電熱的影響，應(yīng)該選擇觀察甲、乙D.圖丙中外接5Ω電阻的作用是改變流過(guò)電阻E的電流，使通過(guò)電阻A、E的電流不同【答案】B【解析】（1）根據(jù)控制變量法和轉(zhuǎn)換法分析；（2）要探究電流對(duì)電熱的影響，應(yīng)控制通電時(shí)間和電阻大小相同，電流不同；（3）根據(jù)公式Q=12Rt分析；（4）根據(jù)并聯(lián)電路具有分流的作用進(jìn)行分析?！痉治觥看祟}主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用是解決該題的關(guān)鍵?！驹斀狻緼、電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量越多，容器內(nèi)空氣吸收的熱量越多，氣體的溫度越高，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)就越大，氣體推動(dòng)U形管中液體移動(dòng)，則U形管中液面的高度差就越大，即通過(guò)U形管中液面高度差的變化可以反映電流產(chǎn)生熱量的多少，采用了轉(zhuǎn)換法；由于電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間均有關(guān)，所以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟某個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要用到控制變量法，故A正確；要探究電流對(duì)電熱的影響，應(yīng)控制通電時(shí)間和電阻大小相同，而電流不同，甲丙容器內(nèi)電阻的阻值相等，但通過(guò)的電流不相等，所以應(yīng)該選用甲和丙兩圖進(jìn)行研究，故B錯(cuò)誤；由圖可知，乙容器內(nèi)電阻的阻值是丙容器內(nèi)電阻阻值的2倍，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)乙的電流是丙的電流的2倍，根據(jù)Q=I2Rt可知，乙產(chǎn)生的熱量是丙產(chǎn)生熱量的8倍；故C正確；因?yàn)椴⒙?lián)電路具有分流的作用，則當(dāng)丙容器外連接的5Ω電阻后，通過(guò)丙容器內(nèi)電阻E的電流小于干路電流（即小于通過(guò)電阻A的電流），所以圖丙中外連接5Ω電阻的作用是改變丙中的電流，使通過(guò)電阻A、E的電流不同，故D正確。故答案為：B6.兩個(gè)定值電阻R1、R2并聯(lián)在電路中，如圖甲所示，通過(guò)它們的電流與其兩端的電壓關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S,經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為（▲）A.1:3B.3:1C.1:9D.9:1【答案】B【解析】根據(jù)圖象利用歐姆定律判定R1、R2的阻值關(guān)系；根據(jù)電熱公式計(jì)算并聯(lián)時(shí)兩電阻上產(chǎn)生熱量的比值?！痉治觥勘绢}考查了歐姆定律、焦耳定律公式的應(yīng)用，由圖象能判定電阻的比值是解題的關(guān)鍵?！驹斀狻坑深}知，兩電阻并聯(lián)在電路中，所以它們兩端的電壓相同，由圖乙可知，當(dāng)兩電阻電壓都為3V時(shí)，通過(guò)R1、R2的電流之比為0.6A:0.2A=3:1；根據(jù)I=可知，R1、R2的電阻之比為1:3；通電時(shí)間相同，電壓相同，則根據(jù)電熱公式Q=W=t可知，產(chǎn)生的熱量與電阻成反比，故產(chǎn)生熱量之比為3:1。故選：B7.家用電飯煲有加熱和保溫兩個(gè)擋位，其簡(jiǎn)化電路如圖所示。電飯煲的加熱功率為800W,保溫功率為200W(忽略溫度對(duì)電阻的影響）。下列判斷不正確的是（▲）A.S接1時(shí)，電飯煲處于加熱狀態(tài)B.電阻R2的阻值為181.5ΩC.S接2時(shí)，R1和R2消耗的功率之比為4:3D.若實(shí)際電壓為200V,電飯煲在保溫狀態(tài)下工作1210s,電流產(chǎn)生的熱量為2×105J【答案】C【解析】（1）電源的電壓一定時(shí)，由P=UI=可知，電路的總電阻最小時(shí)電路的總功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，反之處于保溫狀態(tài)；（2）根據(jù)P=UI=求出加熱時(shí)的總電阻即為R1的阻值，同理求出保溫時(shí)的總電阻，利于電阻的串聯(lián)求出R2的阻值，進(jìn)一步求出R1、R2的比值。（3）根據(jù)P=I2R比較功率的大小；（4）根據(jù)實(shí)際電壓和總電阻，利用公式Q=W=t求出總的熱量?！痉治觥勘绢}考查了電阻的串聯(lián)和電功率公式的應(yīng)用，正確的判斷出電熱水器處于不同擋位時(shí)電路的連接方式是關(guān)鍵。【詳解】A、由電路圖可知，開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路的總電阻最小，電源的電壓一定時(shí)，由P=UI=可知，此時(shí)電路的總功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)；開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)2連通時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，電路的總功率最小，電熱水器處于保溫狀態(tài)；故A正確；B、開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P=UI=可得，R1的阻值：R1===60.5Ω,開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)2連通時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，此時(shí)電路的總電阻：R==242Ω,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R=R-R1=242Ω-60.5Ω=181.5Ω；故B正確；R1:R2=60.5Ω:181.5Ω=1:3；S接2時(shí)，R1和R2串聯(lián)，電流相同，根據(jù)P=I2R可知，R1和R2消耗的功率之比為等于電阻之比，即為1:3,故C錯(cuò)誤；電流產(chǎn)生的熱量為：Q=W=t=×1210s=2×105J,故D正確。故選：C8.如圖所示的是一款有高、低溫兩擋的蒸汽電熨斗的電路原理圖，它是利用▲來(lái)工作的。分析電路圖，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電熨斗處于▲擋（填“高溫”或“低溫”）?！敬鸢浮侩娏鞯臒嵝?yīng)；低溫【解析】（1）電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)；（2）開(kāi)關(guān)S1閉合后，分析開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)或閉合時(shí)電路的連接方式，根據(jù)電阻的并聯(lián)得出電路的總電阻關(guān)系，根據(jù)P=UI=判斷出電路的總功率關(guān)系，然后得出電熨斗所處的狀態(tài)?！痉治觥勘绢}考查了電熨斗的工作原理和電阻的并聯(lián)、電功率公式的應(yīng)用，是一道較為簡(jiǎn)答的應(yīng)用題。【詳解】（1）電熨斗工作時(shí)，電流流過(guò)電阻產(chǎn)生熱量，對(duì)水加熱，使水汽化為蒸汽，因此電熱絲是利用電流的熱效應(yīng)工作的；由電路圖知，開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)電路為R1的簡(jiǎn)單電路，開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合時(shí)R1與R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個(gè)分電阻，所以，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電路的總電阻最大，由P=UI=可知，電路的功率最小，電熨斗處于低溫?fù)?。故答案為：電流的熱效?yīng)；低溫9.有兩盞燈L1“6V6W”和L2“6V3W”，圖中分別為通過(guò)兩燈中的電流隨電壓變化的關(guān)系。L2正常發(fā)光時(shí)通過(guò)它的電流是▲A。若兩燈都正常發(fā)光，▲較亮；若將兩燈串聯(lián)接入電路，并使其中一個(gè)燈正常發(fā)光，則電路消耗的總功率為▲W?！敬鸢浮?.5；L1；4【解析】【分析】【詳解】略10.如圖所示，甲、乙兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。用該裝置探究電熱與電流的關(guān)系，則乙容器中的電阻絲R2=▲Ω,通電一定時(shí)間，觀察到甲容器U形管的液面高度差較大，R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為▲；不改變電路的連接方式，將R3也放入乙容器中，通電一定時(shí)間，▲（填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差較大?！敬鸢浮?；4:1；甲【解析】電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)；探究電熱與電流關(guān)系時(shí)，需要控制電阻和通電時(shí)間相同，電流不同；在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；根據(jù)焦耳定律分析熱量的比值?！痉治觥勘绢}考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律、串并聯(lián)電路的電流關(guān)系以及控制變量法和轉(zhuǎn)換法的了解和掌握，突出運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！驹斀狻坑蓤D可知，右側(cè)的兩個(gè)電阻并聯(lián)后再與左側(cè)的電阻串聯(lián)，用該裝置探究電熱與電流的關(guān)系，需要控制電阻相同，所以乙容器中的電阻絲R2=5Ω；通電一定時(shí)間，在電阻相同時(shí)，通過(guò)甲的電流大，所以甲中電阻產(chǎn)生的熱量多，觀察到甲容器U形管的液面高度差較大；R1與R2的電阻和通電時(shí)間相同，通過(guò)R1的電流為通過(guò)R2的電流的2倍，則根據(jù)Q=I2Rt可知，R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為4:1；故答案為：5；4:1；甲11.目前市場(chǎng)上家用加濕器的產(chǎn)品眾多，其中熱發(fā)型加濕器也叫電熱加濕器，技術(shù)最簡(jiǎn)單。其工作原理是將水在加熱倉(cāng)中加熱到100℃,沸騰變成水蒸氣噴出，增加環(huán)境濕度。當(dāng)加熱倉(cāng)中的水減少到一定程度時(shí)，自動(dòng)閥門(mén)能打開(kāi)，水由儲(chǔ)水箱進(jìn)入到加熱倉(cāng)中。如表是某品牌家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、外形、電路簡(jiǎn)化圖。外形電路簡(jiǎn)化圖相關(guān)參數(shù)工作電壓220V最大運(yùn)行功率40W,電熱轉(zhuǎn)化效率80%儲(chǔ)水箱容量2.4L滿水工作時(shí)間高氣霧量10h,低氣霧量24h（1）當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí)，加濕器以最大運(yùn)行功率工作，求電熱絲R1的電阻值。（2）當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，加濕器以最低氣霧量工作，氣霧調(diào)節(jié)器R2的阻值為1210Ω,求此時(shí)加濕器的總功率。（3）如果加熱倉(cāng)內(nèi)冷水的溫度20℃,用最大運(yùn)行功率工作，經(jīng)過(guò)7min,水沸騰產(chǎn)生蒸氣，求加熱倉(cāng)中水的質(zhì)量。［c水＝4.2×103J/（kg·℃）,ρ水＝1×103kg/m3,環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓］【答案】（1）電熱絲R1的電阻值為1210Ω；（2）加濕器的總功率為20W；（3）加熱倉(cāng)中水的質(zhì)量是0.04kg【解析】（1）當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器接入電路的阻值為0,只有電熱絲工作，根據(jù)P=求出電熱絲R1的電阻值；（2）當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器和電熱絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律算出總電阻，由P=求出電路的電功率；（3）根據(jù)電熱轉(zhuǎn)化效率80%,Q=W=Pt求出電熱絲產(chǎn)生的熱量，電熱絲R1產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃,根據(jù)Q吸=cm（t-t0）求出水的質(zhì)量。【分析】此題主要考查的是學(xué)生對(duì)電功率、電能、熱量、質(zhì)量、歐姆定律計(jì)算公式的理解和掌握，注意公式的變形，綜合性較強(qiáng)，有一定難度?！驹斀狻浚?）當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器接入電路的阻值為0,只有電熱絲工作，由P=可得，電熱絲R1的電阻值：R1==1210Ω；（2）當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)