零五网 全部参考答案 同步练习答案 2026年同步练习江苏九年级物理下册苏科版 第14页解析答案
4. 某电水壶的内部简化电路图如图 15-7-2 所示,其额定电压为 220 V,

额定功率为 1100 W,电水壶内电热丝的电阻为
44
Ω。把它接在 220 V 家庭电路中,通过电水壶的电流为
5
A,通电烧水 10 min,消耗的电能为
0.183
kW·h,产生的热量为
$6.6×10^{5}$
J。
答案:44
5
0.183
$6.6×10^{5}$
解析:
【分析】
本题是纯电阻电路的电学综合计算题,可结合电功率、欧姆定律、电能与焦耳定律的相关公式逐步求解:
1. 已知额定电压和额定功率,利用$ P=\frac{U^2}{R} $的推导式可求电热丝电阻;
2. 利用$ P=UI $的变形公式可求电路中的电流;
3. 计算消耗的电能时,需注意时间单位的转换,结合$ W=Pt $求解,注意单位统一为kW·h;
4. 电水壶是纯电阻用电器,电流产生的热量等于消耗的电能,利用$ Q=W=Pt $即可求出产生的热量。
【解析】
1. 求电热丝的电阻:
已知额定电压$ U=220\ \mathrm{V} $,额定功率$ P=1100\ \mathrm{W} $,根据纯电阻电路的电功率公式$ P=\frac{U^2}{R} $,变形得:
$ R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{1100\ \mathrm{W}}=44\ \Omega $
2. 求通过电水壶的电流:
根据电功率公式$ P=UI $,变形得电流:
$ I=\frac{P}{U}=\frac{1100\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=5\ \mathrm{A} $
3. 求通电10min消耗的电能:
转换单位:$ t=10\ \mathrm{min}=\frac{10}{60}\ \mathrm{h}=\frac{1}{6}\ \mathrm{h} $,$ P=1100\ \mathrm{W}=1.1\ \mathrm{kW} $
由电能公式$ W=Pt $,得:
$ W=1.1\ \mathrm{kW} × \frac{1}{6}\ \mathrm{h} \approx 0.183\ \mathrm{kW·h} $
4. 求产生的热量:
电水壶为纯电阻用电器,电流产生的热量等于消耗的电能,即$ Q=W $,也可直接计算:
$ Q=Pt=1100\ \mathrm{W} × 10 × 60\ \mathrm{s}=6.6 × 10^5\ \mathrm{J} $
【答案】
44;5;0.183;$ 6.6×10^{5} $
【知识点】
电功率的计算;电能的计算;焦耳定律(纯电阻)
【点评】
本题考查纯电阻电路的基础电学计算,重点在于熟练运用电功率、欧姆定律、电能及焦耳定律的相关公式,需注意单位的统一与转换,明确纯电阻电路中电流产生的热量等于消耗的电能这一特点,难度适中,属于基础题型。
【难度系数】
0.7
5. 两个电热器的电阻之比是 3 : 2,如果通过的电流强度相同,在相同的时间里,它们产生的热量之比是
3:2
。两个电阻相同的电热器,如果通过的电流强度之比是 1 : 2,在相同时间里,它们产生的热量之比是
1:4

答案:3:2
1:4
解析:
【分析】
要解决这道题,我们需要利用焦耳定律分析电流产生的热量与电阻、电流、时间的关系。首先回忆焦耳定律公式:$Q = I^2Rt$,其中$Q$是产生的热量,$I$是电流,$R$是电阻,$t$是通电时间。
对于第一个问题,已知两个电热器的电流强度相同、通电时间相同,根据公式可知热量与电阻成正比,因此热量之比等于电阻之比;
对于第二个问题,已知两个电热器的电阻相同、通电时间相同,根据公式可知热量与电流的平方成正比,因此热量之比等于电流强度之比的平方。
【解析】
1. 求解第一个热量之比:
已知$R_1:R_2 = 3:2$,$I_1 = I_2$,$t_1 = t_2$,根据焦耳定律$Q = I^2Rt$,可得:
$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{I_1^2R_1t_1}{I_2^2R_2t_2}$
因为$I_1 = I_2$,$t_1 = t_2$,约去相同项后:
$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{R_1}{R_2} = \frac{3}{2}$
即热量之比为$3:2$。
2. 求解第二个热量之比:
已知$R_1' = R_2'$,$I_1':I_2' = 1:2$,$t_1' = t_2'$,根据焦耳定律$Q = I^2Rt$,可得:
$\frac{Q_1'}{Q_2'} = \frac{I_1'^2R_1't_1'}{I_2'^2R_2't_2'}$
因为$R_1' = R_2'$,$t_1' = t_2'$,约去相同项后:
$\frac{Q_1'}{Q_2'} = (\frac{I_1'}{I_2'})^2 = (\frac{1}{2})^2 = \frac{1}{4}$
即热量之比为$1:4$。
【答案】
$3:2$;$1:4$
【知识点】
焦耳定律的应用
【点评】
本题考查焦耳定律的基础应用,核心是利用控制变量法分析热量与电阻、电流的比例关系,只要熟练掌握焦耳定律公式,明确不同条件下的不变量,就能轻松推导得出结果。
【难度系数】
0.7
6. 下列家用电器中,利用电流热效应工作的是(
C
)。

A.电视机
B.电扇
C.电热毯
D.台灯
答案:C
解析:
【分析】
首先明确电流热效应的定义:电流通过导体时,电能转化为内能,使导体发热,这种现象就是电流热效应,判断用电器是否利用电流热效应工作,关键看其是否将电能主要转化为内能且以此为工作目的。接下来逐一分析选项:
1. 电视机工作时,电能主要转化为光能、声能,仅少量转化为内能,并非利用电流热效应工作;
2. 电扇工作时,电能主要转化为机械能,利用的是电流的磁效应,与电流热效应无关;
3. 电热毯工作时,电能全部转化为内能,以发热取暖为工作目的,正是利用电流热效应;
4. 台灯工作时,电能主要转化为光能,发热是附带现象,不是利用电流热效应的目的。
综上,可确定符合要求的选项。
【解析】
电流热效应是指电流通过导体时,将电能转化为内能的现象,利用电流热效应工作的用电器,其核心是将电能主要转化为内能并以此实现功能。
A选项:电视机工作时,电能主要转化为光能、声能,并非利用电流热效应,不符合题意;
B选项:电扇工作时,电能主要转化为机械能,利用的是电流的磁效应,不符合题意;
C选项:电热毯工作时,电能全部转化为内能,通过发热实现取暖功能,是利用电流热效应工作的,符合题意;
D选项:台灯工作时,电能主要转化为光能,发热是次要现象,不是利用电流热效应,不符合题意。
因此答案选C。
【答案】
C
【知识点】
电流的热效应、用电器能量转化
【点评】
本题属于基础题,重点考查电流热效应的应用,解题关键是区分不同用电器的能量转化形式,注意区分“发热”和“利用发热工作”,如台灯虽会发热,但核心功能是发光,并非利用电流热效应。
【难度系数】
0.8
7. 接通电路后,电炉中的电炉丝热得发红,而将其接入电路的导线却不怎么热。由焦耳定律可知,造成上述现象的主要原因是(
D
)。

A.通过电炉丝的电流比导线的电流小得多
B.通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
答案:D
解析:
【分析】
要解决这道题,首先需明确电炉丝和导线的连接方式:它们是串联在电路中的,根据串联电路的电流特点,通过两者的电流大小相等,通电时间也相同。再结合焦耳定律$Q=I^2Rt$分析,在电流$I$和通电时间$t$相同的情况下,电流产生的热量$Q$与电阻$R$成正比,电阻越大,产生的热量越多。电炉丝热得发红而导线不怎么热,说明电炉丝产生的热量远多于导线,因此核心原因是电炉丝的电阻比导线大得多,据此可排除错误选项。
【解析】
1. 分析电路连接与电流特点:电炉丝和接入电路的导线是串联的,根据串联电路的电流规律,通过电炉丝和导线的电流大小相等,且通电时间相同,因此选项A、B错误(两者电流大小一致)。
2. 结合焦耳定律分析热量差异:根据焦耳定律公式$Q=I^2Rt$,在电流$I$和通电时间$t$相同的条件下,电流产生的热量$Q$与电阻$R$成正比。
3. 推导电阻大小关系:电炉丝热得发红,说明其产生的热量多;导线不怎么热,说明其产生的热量少。由此可知电炉丝的电阻比导线的电阻大得多,选项C错误,选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律、串联电路电流规律
【点评】
本题考查焦耳定律的实际应用,解题关键是结合串联电路的电流特点,利用控制变量法分析热量与电阻的关系,需明确串联电路中电流处处相等这一核心前提,避免被错误的电流差异选项干扰。
【难度系数】
0.8
8. 甲、乙两个电热器通过的电流之比为 2 : 1,两个电热器的电阻之比为 5 : 4,通电时间之比为 1 : 2,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为(
B
)。

A.5 : 4
B.5 : 2
C.2 : 5
D.10 : 1
答案:B
解析:
【分析】
首先,电热器属于纯电阻用电器,电流产生的热量可直接用焦耳定律公式$Q=I^2Rt$计算。解题思路为:先根据焦耳定律写出甲、乙产生热量的表达式,再将题目给出的电流、电阻、通电时间的比例关系代入表达式,通过约分计算得出热量之比。
【解析】
根据焦耳定律,电流通过电热器产生的热量公式为$Q=I^2Rt$,则甲、乙两个电热器产生的热量之比为:
$\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}=\frac{I_{甲}^{2}R_{甲}t_{甲}}{I_{乙}^{2}R_{乙}t_{乙}}$
已知$\frac{I_{甲}}{I_{乙}}=\frac{2}{1}$,$\frac{R_{甲}}{R_{乙}}=\frac{5}{4}$,$\frac{t_{甲}}{t_{乙}}=\frac{1}{2}$,将其代入上式:
$\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}=\frac{(2)^2×5×1}{(1)^2×4×2}=\frac{4×5×1}{1×4×2}=\frac{20}{8}=\frac{5}{2}$
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律的应用;比例法计算物理量
【点评】
本题考查焦耳定律的基础应用,核心是准确运用公式并正确代入比例关系计算,需注意电流项是平方的形式,计算过程中仔细约分,避免因粗心导致错误。
【难度系数】
0.6
9. 某电阻丝通过的电流为 2 A,通电 1 min 产生了$2.4×10^{4}$J 的热量,它的电阻是(
C
)。

A.66 Ω
B.6600 Ω
C.100 Ω
D.220 Ω
答案:C
解析:
【分析】
本题要求电阻丝的电阻,已知通过的电流、通电时间和产生的热量,可利用焦耳定律公式求解。首先回忆焦耳定律的表达式$Q=I^2Rt$(纯电阻电路中,电流产生的热量等于电流所做的功),然后将公式变形为$R=\frac{Q}{I^2t}$;接下来需要统一单位,把通电时间从分钟换算为秒;最后将已知的电流、时间、热量数值代入变形后的公式,计算即可得到电阻值。
【解析】
已知:电流$ I=2\ \mathrm{A} $,通电时间$ t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s} $,产生的热量$ Q=2.4×10^{4}\ \mathrm{J} $。
根据焦耳定律$ Q=I^2Rt $,变形可得电阻的计算公式:
$ R=\frac{Q}{I^2t} $
将已知数值代入公式:
$ R=\frac{2.4×10^{4}\ \mathrm{J}}{(2\ \mathrm{A})^2×60\ \mathrm{s}}=\frac{2.4×10^{4}\ \mathrm{J}}{4\ \mathrm{A}^2×60\ \mathrm{s}}=\frac{24000}{240}\ \Omega=100\ \Omega $
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律的应用
【点评】
本题是焦耳定律的基础应用题,解题关键在于熟练掌握焦耳定律公式及其变形形式,同时注意单位的统一(需将分钟换算为国际单位秒),只要牢记公式并准确代入数值计算,即可轻松得出结果。
【难度系数】
0.8
10. 如图 15-7-3 所示是某电水壶铭牌上的信息。小明用该电水壶烧开水。他注水至最大水量,测得水的温度是 25 ℃,通电 5 min 后水开始沸腾。已知当时的气压为一个标准大气压,水的比热容为$4.2×10^{3} J/(kg·℃)$,求:

(1) 电水壶正常工作时,通过发热体的电流。
(2) 发热体的电阻。
(3) 电水壶的工作效率。
答案:解:
​ (1)​由​P=UI ​得,
$​ I=\frac {P}{U}=\frac {1280\ \mathrm {W}}{220\ \mathrm {V}}≈5.8\ \mathrm {A}​$
​ (2)​由$​P=\frac {U^2}{R}​$得,
$​ R=\frac {U^2}{P}=\frac {(220\ \mathrm {V})^2}{1280\ \mathrm {W}}≈37.8 \ \mathrm {Ω}​$
​ (3)​水的体积$​V=1\ \mathrm {L}=1×10^{-3}\ \mathrm {m^3}$,​由$​ρ=\frac {m}{V}​$
$​ m=ρV=1.0×10^3\ \mathrm {kg/m}^3×1×10^{-3}\ \mathrm {m^3}=1\ \mathrm {kg}​$
$​ Q_{吸}=cm(t-t_{0})=4.2×10^3\ \mathrm {J/}(\mathrm {kg·℃})×1\ \mathrm {kg}×(100℃-25℃)=3.15×10^5\ \mathrm {J}​$
$​ W=Pt=1280\ \mathrm {W}×5×60\ \mathrm {s}=3.84×10^5\ \mathrm {J}​$
$​ \eta =\frac {Q_{吸}}{W}×100\%=\frac {3.15×10^5\ \mathrm {J}}{3.84×10^5\ \mathrm {J}}×100\%≈82\%​$
解析:
【分析】
1. 对于第一问,已知电水壶的额定功率和额定电压,根据电功率公式$P=UI$的变形公式$I=\frac{P}{U}$,即可求出正常工作时通过发热体的电流。
2. 第二问,已知额定电压和额定功率,利用电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$的变形公式$R=\frac{U^2}{P}$,就能计算出发热体的电阻。
3. 第三问,首先根据水的体积,利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$求出水的质量;然后结合水的比热容、初温和末温(一个标准大气压下沸点为$100℃$),用$Q_{吸}=cm(t-t_0)$计算水吸收的热量;再根据$W=Pt$计算电水壶消耗的电能;最后利用效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}×100\%$计算电水壶的工作效率。
【解析】
(1) 电水壶正常工作时,功率$P=1280\ \mathrm{W}$,额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,由$P=UI$得,通过发热体的电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{1280\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}≈5.8\ \mathrm{A}$
(2) 由$P=\frac{U^2}{R}$得,发热体的电阻:
$R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{1280\ \mathrm{W}}≈37.8\ \mathrm{Ω}$
(3) 水的体积$V=1\ \mathrm{L}=1×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$,由$\rho=\frac{m}{V}$得水的质量:
$m=\rho V=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×1×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=1\ \mathrm{kg}$
一个标准大气压下,水的沸点$t=100℃$,水吸收的热量:
$Q_{吸}=cm(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}×(100℃-25℃)=3.15×10^5\ \mathrm{J}$
电水壶工作时间$t=5\ \mathrm{min}=300\ \mathrm{s}$,消耗的电能:
$W=Pt=1280\ \mathrm{W}×300\ \mathrm{s}=3.84×10^5\ \mathrm{J}$
电水壶的工作效率:
$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}×100\%=\frac{3.15×10^5\ \mathrm{J}}{3.84×10^5\ \mathrm{J}}×100\%≈82\%$
【答案】
(1) $\boldsymbol{5.8\ \mathrm{A}}$
(2) $\boldsymbol{37.8\ \mathrm{Ω}}$
(3) $\boldsymbol{82\%}$
【知识点】
电功率的计算、热量的计算、效率的计算
【点评】
本题是电学与热学的综合应用题,考查了多个公式的灵活应用,关键是理解电水壶铭牌参数的含义,同时要记住标准大气压下水的沸点为$100℃$。
【难度系数】
0.6
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