2024年基于核心素養(yǎng)下的34個(gè)中考物理特色專題專題14電流的三大效應(yīng)問題含解析

PAGEPAGE6專題14電流的三大效應(yīng)問題電流的三大效應(yīng)有熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、磁效應(yīng)。理解每種效應(yīng)的含義及其產(chǎn)生的機(jī)理，對(duì)于進(jìn)一步相識(shí)電流和其三種效應(yīng)的應(yīng)用及其重要。涉及電流三大效應(yīng)的物理問題是中考試卷里的亮點(diǎn)。通過典型例題的解析，讓學(xué)生駕馭解決相關(guān)問題的方法，對(duì)提高畢業(yè)班學(xué)生中考成果具有現(xiàn)實(shí)的意義。電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱，把這種現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng).電流通過純電阻產(chǎn)生的熱量，用焦耳定律求解。電流通過導(dǎo)電的液體會(huì)使液體發(fā)生化學(xué)改變，產(chǎn)生新的物質(zhì)，電流的這種效果叫做電流的化學(xué)效應(yīng)，如電解，電鍍，電離等就屬于電流的化學(xué)效應(yīng)的例子。帶電粒子（電子或離子）參加而使得物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)改變。化學(xué)改變中往往是這個(gè)物質(zhì)得到了電子，那個(gè)物質(zhì)失去了電子而產(chǎn)生了的改變。最典型的就是氧化還原反應(yīng)。而電流的作用使得某些原來須要更加苛刻的條件才發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生了，并使某些反應(yīng)過程可逆了（比如說電鍍、電極化）。給繞在軟鐵心四周的導(dǎo)體通電，軟鐵心就產(chǎn)生磁性，這種現(xiàn)象就是電流的磁效應(yīng)，如電鈴、蜂鳴器、電磁揚(yáng)聲器等都是利用電流的磁效應(yīng)制成的．【例題1】如圖所示的家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A．電視機(jī) B．電風(fēng)扇C．電腦D．電烤箱【答案】D．【解析】（1）電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體要發(fā)熱，這叫做電流的熱效應(yīng)，如電燈、電爐、電烙鐵、電焊等都是電流的熱效應(yīng)的例子；（2）電流的化學(xué)效應(yīng)：電流通過導(dǎo)電的液體會(huì)使液體發(fā)生化學(xué)改變，產(chǎn)生新的物質(zhì)，電流的這種效果叫做電流的化學(xué)效應(yīng)，如電解，電鍍，電離等就屬于電流的化學(xué)效應(yīng)的例子；（3）電流的磁效應(yīng)：給繞在軟鐵心四周的導(dǎo)體通電，軟鐵心就產(chǎn)生磁性，這種現(xiàn)象就是電流的磁效應(yīng)，如電鈴、蜂鳴器、電磁揚(yáng)聲器等都是利用電流的磁效應(yīng)制成的．A．電視機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能，不是利用電流的熱效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．電風(fēng)扇是利用電流的磁效應(yīng)工作的，不是利用電流的熱效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．電腦主要是把電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能，不是利用電流的熱效應(yīng)，故C錯(cuò)誤．D．電烤箱是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故D正確．【例題2】我們的日常生活離不開電和磁．發(fā)覺電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是（）A．牛頓 B．奧斯特 C．阿基米德 D．瓦特【答案】B【解析】多了解物理學(xué)史，了解科學(xué)家的貢獻(xiàn)，有利于對(duì)培育學(xué)習(xí)物理的愛好．依據(jù)各位物理學(xué)家的貢獻(xiàn)回答，奧斯特發(fā)覺電生磁．A.牛頓提出了牛頓第肯定律，故A錯(cuò)誤；B.奧斯特發(fā)覺了通電導(dǎo)體四周存在磁場(chǎng)，是第一個(gè)發(fā)覺電流磁效應(yīng)的科學(xué)家，故B正確；C.阿基米德發(fā)覺了杠桿原理，故C錯(cuò)誤；D.瓦特改良了蒸汽機(jī)，故D錯(cuò)誤．【例題3】電解是屬于電流的何種效應(yīng)（）A.磁效應(yīng)B.熱效應(yīng)C.化學(xué)效應(yīng)D.光效應(yīng)【答案】C【解析】利用電流引起的化學(xué)改變稱為電解，電解是電流的化學(xué)效應(yīng)。一、選擇題1.電話的聽筒工作時(shí)主要是利用了電流的（）A．化學(xué)效應(yīng) B．磁效應(yīng)C．熱效應(yīng) D．以上三種效應(yīng)均有【答案】B．【解析】在電話的話筒中有能振動(dòng)的膜片和隨話音跳動(dòng)的碳粒，人們對(duì)著話筒說話時(shí)，膜片便隨著聲音的凹凸強(qiáng)弱而發(fā)生振動(dòng)，從而壓縮碳粒一緊一松，這樣就把強(qiáng)度不同的聲波變成了相應(yīng)大小的電信號(hào)；聽筒里有電磁鐵和膜片，當(dāng)強(qiáng)弱不同的電信號(hào)傳到聽筒后，電磁鐵便將電信號(hào)變成膜片的強(qiáng)弱振動(dòng)，把傳輸?shù)穆曇暨€原出來．聽筒里有電磁鐵，是把改變的電流轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)，是利用電流的磁效應(yīng)工作的．2.下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A．電風(fēng)扇 B．洗衣機(jī) C．電熱水壺 D．電視機(jī)【答案】C【解析】電流的熱效應(yīng)就是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，據(jù)此分析即可推斷。A.電風(fēng)扇工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作，故A不符合題意；B.洗衣機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作，故B不符合題意；C.電熱水壺工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)工作，故C符合題意；D.電視機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，不是利用電流熱效應(yīng)工作，故D不符合題意。3.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端電壓為380V，線圈電阻為2Ω，線圈中電流為10A，這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1s消耗的電能W和產(chǎn)生的熱量Q分別為（）A．3800J、3800JB．3800J、200JC．72200J、200JD．72200J、3800J【答案】B【解析】電動(dòng)機(jī)是非純電阻，消耗的電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能．故計(jì)算其消耗的電能所用的公式是：W=UIt，而計(jì)算其產(chǎn)生的熱量的公式必需用焦耳定律。電動(dòng)機(jī)正常工作1S消耗的電能：W=UIt=380V×10A×1s=3800J電動(dòng)機(jī)正常工作1s產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J．二、填空題4.1820年4月的一天，奧斯特講課時(shí)突發(fā)奇想，在沿方向的導(dǎo)線下方放置一枚小磁針，保證導(dǎo)線和小磁針能放置進(jìn)行試驗(yàn)，接通電源后發(fā)覺小磁針明顯偏轉(zhuǎn)．隨后奧斯特花了三個(gè)月時(shí)間，做了60多個(gè)試驗(yàn)證明電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為．奧斯特的發(fā)覺，拉開了探討電磁間本質(zhì)聯(lián)系的序幕．【答案】電流；平行；電流的磁效應(yīng)．【解析】奧斯特試驗(yàn)證明白電流的四周存在磁場(chǎng)，這是第一個(gè)發(fā)覺了電和磁存在聯(lián)系的試驗(yàn)．奧斯特由于這個(gè)貢獻(xiàn)而載入物理史冊(cè)；在奧斯特試驗(yàn)中，開關(guān)閉合時(shí)，即當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，發(fā)覺導(dǎo)線下面的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體四周存在著磁場(chǎng)；奧斯特講課時(shí)突發(fā)奇想，在沿電流方向的導(dǎo)線下方放置一枚小磁針，保證導(dǎo)線和小磁針能平行放置進(jìn)行試驗(yàn)，接通電源后發(fā)覺小磁針明顯偏轉(zhuǎn)，電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng).5.依據(jù)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”人類獨(dú)創(chuàng)了；利用電流的，制造了電飯鍋；試驗(yàn)室里常用來檢驗(yàn)物體是否帶電?！敬鸢浮堪l(fā)電機(jī)熱效應(yīng)驗(yàn)電器【解析】（1）英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)覺了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)一步提示了電和磁的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)的獨(dú)創(chuàng)。（2）電流流過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)，發(fā)生電流的熱效應(yīng)時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電飯鍋就是依據(jù)此原理制成的。（3）試驗(yàn)室里常用驗(yàn)電器來檢驗(yàn)物體是否帶電工作時(shí)。三、綜合計(jì)算題6.如圖所示電路，電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格“20Ω2A”，L1的規(guī)格“10V5W“，L2的規(guī)格“15V15W”，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響。（1）只閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值為4Ω時(shí)，燈泡L1正常發(fā)光，則電源電壓為V。（2）閉合開關(guān)S、S1、S2，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)，通電1min整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量是J?！敬鸢浮浚?）12；（2）1440。【解析】由圖可知，只閉合開關(guān)S，燈泡L1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，依據(jù)燈泡L1正常發(fā)光，可求得流經(jīng)燈泡的電流，串聯(lián)電路中電流到處相等，已知當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為4Ω，然后利用歐姆定律公式變形求出電源電壓；已知L2的規(guī)格“15V15W”，利用P=求得L2的電阻，閉合開關(guān)S、S1、S2，燈泡L2、滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，燈泡L1被短路，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)，阻值為10Ω，依據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求得總電阻，然后利用W=UIt可求得整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量。（1）依據(jù)燈泡L1正常發(fā)光，可得流經(jīng)燈泡的電流I1===0.5A，燈泡L1正電阻R1===20Ω，由圖可知，只閉合開關(guān)S，燈泡L1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，串聯(lián)電路中電流到處相等，即電路中的電流I=I1=0.5A，由I=可得，電源電壓U=IR總=0.5A×（4Ω+20Ω）=12V；（2）由P=可得，L2的電阻R2===15Ω，閉合開關(guān)S、S1、S2，燈泡L2、滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，燈泡L1被短路，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)，依據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可得，總電阻=+，則=+，解得R并=6Ω，通電1min整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIt=t=×60s=1440J。7.如圖所示的電路中，定值電阻R1=150Ω、R2=300Ω．閉合開關(guān)S后，電流表A2的示數(shù)為5mA．求：（1）電阻R1兩端的電壓為多少（2）電流表A1的示數(shù)為多少（3）電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱是多少．【答案】（1）電阻R1兩端的電壓為1.5V；（2）電流表A1的示數(shù)為15mA；（3）電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱是4.5J．【解析】由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測(cè)干路電流，電流表A2測(cè)R2支路的電流．依據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓；依據(jù)歐姆定律求出通過R1的電流，再依據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電流表A1的示數(shù)；電路工作5min，依據(jù)Q=I2Rt求出R1產(chǎn)生的焦耳熱．由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測(cè)干路電流，電流表A2測(cè)R2支路的電流．（1）因并聯(lián)電路中各支路兩端