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北师大版九年级全一册（2024）第十二章欧姆定律12.6设计恒温电热杯授课教师：.班级：9年级（）班.时间：.北师大版九年级物理12.6《设计恒温电热杯》同步练习题（全文约1200字）一、填空题（每空2分，共30分）1.电流通过导体时，导体发热，将电能转化为内能，这种现象叫作__________。2.电热杯工作的核心原理是__________效应，工作时电能主要转化为__________能。3.焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟__________的二次方成正比，跟导体的__________成正比，跟__________成正比。4.焦耳定律的公式为__________，其中热量的单位是__________。5.恒温电热杯需要实现两个主要工作状态：__________状态和__________状态，以此维持水温恒定。6.电热杯的加热电阻丝选用电阻率__________、熔点高的合金材料，保证发热稳定、不易熔断。7.恒温电路中通常利用__________电阻，其阻值随温度变化，从而自动调节电路电流，控制发热功率。8.当水温较低时，温控电阻阻值小，电路电流__________，发热功率大，电热杯__________；水温达到设定温度时，电阻阻值变大，电流__________，发热功率减小，进入保温状态。9.纯电阻电路中，电流产生的热量__________消耗的电能；非纯电阻电路中，电热__________消耗的电能。二、选择题（每题3分，共36分）1.下列电器利用电流热效应工作的是（）A.电动机B.电风扇C.电热杯D.充电宝4.焦耳定律的计算公式是（）A. Q=I Rt B. Q=UIt C. I=U/R D. R=U/I6.恒温电热杯从加热切换为保温状态时，电路的总电阻会（）A.变小B.变大C.不变D.无法判断8.相同时间内，电流越大，导体产生的热量（）A.越多B.越少C.不变D.无规律10.电热杯加热电阻丝温度升高，自身电阻会（）A.减小B.增大C.不变D.变为零12.关于恒温电热杯电路，下列说法正确的是（）A.加热时总电阻大B.保温时电流更大C.加热时功率更大D.保温时不产生热量14.下列材料适合制作电热杯发热丝的是（）A.铜丝B.镍铬合金丝C.铁丝D.铝丝16.恒温控制电路中热敏电阻的作用是（）A.放大电流B.随温度改变电阻，调节发热功率C.增大电压D.保护电路不发热18.电热杯工作时，电能全部转化为内能，该电路属于（）A.非纯电阻电路B.纯电阻电路C.断路电路D.短路电路20.电压不变时，电路电阻越大，相同时间产生的热量（）A.越多B.越少C.不变D.随机变化22.电热杯保温状态能恒温的主要原因是（）A.完全不发热B.发热等于散热C.持续高温加热D.热量不会散失24.下列做法不能提高电热杯加热速度的是（）A.减小电路总电阻B.增大电路电流C.更换更大功率电阻D.增大电路总电阻三、判断题（对打√，错打×，每题2分，共12分）1.电热杯是利用电流的热效应工作的。（）4.根据焦耳定律，电阻越大，产生的热量一定越多。（）6.恒温电热杯保温状态的功率小于加热状态功率。（）8.热敏电阻可以根据温度变化自动改变阻值。（）10.电热杯工作时，电能全部转化为机械能。（）12.恒温杯通过调节电路电阻实现加热、保温状态切换。（）四、简答分析题（12分）1.简述电流热效应的原理，并写出焦耳定律公式。（6分）2.分析恒温电热杯加热、保温两种状态的电路变化规律。（6分）五、计算题（10分）某恒温电热杯加热电阻阻值为44Ω，接在220V家庭电路中，正常加热10s，求这段时间内电流产生的热量。六、综合应用题（10分）结合电学知识，完整说明恒温电热杯实现“水温低时加热、水温达标后保温”的自动控温原理。参考答案一、填空题1.电流热效应2.电流热；内3.电流；电阻；通电时间4. Q=I Rt；焦耳（J）5.加热；保温6.大7.热敏8.大；加热；变小9.等于；小于10.小于二、选择题1.C 2.A 3.B 4.A 5.B 6.C 7.B 8.B 9.B 10.B 11.B 12.D三、判断题1.√ 2.×3.√ 4.√ 5.×6.√四、简答分析题1.电流热效应：电流通过导体时会产生热量，将电能转化为内能；焦耳定律公式：Q=I Rt，热量与电流平方、电阻、通电时间成正比。2.电源电压不变，水温低时，热敏电阻阻值小，电路总电阻小、电流大，发热功率大，电热杯处于加热状态；水温升高达标后，热敏电阻阻值增大，电路电流减小、功率降低，进入保温状态。五、计算题解：纯电阻电路，$$I=\frac{U}{R}=\frac{220\,\text{V}}{44\,\Omega}=5\,\text{A}$$$$Q=I^2Rt=(5\,\text{A})^2\times44\,\Omega\times10\,\text{s}=11000\,\text{J}$$答：电流产生的热量为11000J。六、综合应用题恒温电热杯电路中串联热敏电阻，利用其阻值随温度升高而增大的特性自动控温。水温较低时，热敏电阻阻值小，电路总电阻小，根据欧姆定律，电路电流大，发热丝功率大，快速加热水体；当水温达到设定温度，热敏电阻阻值显著变大，电路电流减小，发热功率降低。此时电热杯产生的热量与水向外界散失的热量基本平衡，水温保持恒定，实现恒温保温效果。任务一 认识敏感元件
1. 温度、光照、压力、化学气体等对有些材料
制成的电阻影响很大，利用这些材料制成的热敏电阻、光敏
电阻、压敏电阻、气敏电阻等敏感电阻，可以作为自动控制
电路中的敏感元件，当环境中对应因素变化时，其阻值会增
大或减小，发出控制信号，实现自动控制。
（1）家用电器：燃气泄漏报警器。
工作原理：当有燃气泄漏时，报警器电路中的气敏电阻阻值
减小，报警电路中的电流______（选填“增大”“减小”或“不
变”），相当于开关______（选填“闭合”或“断开”），报警器
______（选填“报警”或“不报警”）。
增大
闭合
报警
（2）家用电器：光控灯。
工作原理：当没有光照时，光控灯电路中的光敏电阻阻值减
小，所在电路的电流______（选填“增大”“减小”或“不变”），
相当于开关______（选填“闭合”或“断开”），光控灯______
（选填“工作”或“不工作”）。
增大
闭合
工作
（3）电热杯的温度检测系统应使用的敏感元件是__________。
热敏电阻
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2. 热敏电阻的典型特点是对温度敏感，不同温度
下表现出不同的阻值。按电阻随温度变化的特点不同，可分
为正温度系数热敏电阻器 和负温度系数热敏电阻器
。温度越高，其阻值越大； 温度越高，其阻值
越小。为研究热敏电阻 属于哪种热敏电阻，小丽按如图所
示的电路进行实验，其中 为定值电阻，此外还准备有温度
分别为、和的适量的水，热敏电阻 已
做防水处理。
（第2题）
（1）实验时应该控制__________不变。
电源电压
（2）接下来的操作是将已做防水处理的热敏
电阻 先后依次放入_________________的水
中，然后观察电流表示数变化情况。
温度为、和
（3）小丽观察到____________________________，说明热
敏电阻属于 。
电流表示数随温度升高而变大
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任务二 设计恒温电热杯的温度显示系统
（第3题）
3. 你需要参加“恒温电热杯的温
度显示系统”的设计活动，备选器材有学生电
源、数字电流表、数字电压表、定值电阻 、
开关、导线和两种热敏电阻、 ，其阻值
随温度的变化如表。
温度 0 20 40 60 80 100
电阻 0.10 0.12 0.19
电阻
（第3题）
（第3题）
（1） 的阻值随温度的升高而______
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
变大
（2）选择数字电流表作为输出显示器，
设计的电路如图所示，闭合开关后，被
测温度越高，电流表示数越____。
大
（3）用数字电压表作为输出显示器，在电
路中增加定值电阻 ，热敏电阻只能使用
一个，且被测温度越高，电表示数越大。
你选择的热敏电阻是____________；在虚
线框中设计出此时的电路图。
（或）
如图所示 或
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任务三 制作恒温电热杯的电子测温装置
4. 某同学在学习完敏感电阻后，
用热敏电阻制作了一个恒温电热杯的简易电
子测温装置。
（1）由于该同学没有热敏电阻的详细参数，
为了测量热敏电阻 阻值随温度变化的关系，
该同学设计了如图甲的电路，实验步骤如下：
①先将单刀双掷开关掷向1，调节热敏电阻 所处的温度
，记下电流表的相应示数 ；
②然后将单刀双掷开关掷向2，调节电阻箱 使电流表的示
数为___，记下电阻箱相应的示数；
③逐步升高温度，在不同温度下重复步骤①和②；
④根据实验数据，作出热敏电阻的阻值随温度 变化的图像
如图乙所示。
（2）实验室提供了如下器材：电压为 的电源、
灵敏毫安表（量程）、滑动变阻器 、
定值电阻 、电压表、开关、导线若干。该同学
设计测温范围为 的电子测温装置，设计电路如图丙
所示，并进行了如下操作：
①调节热敏电阻所处温度为，调节滑动变阻器 ，使毫
安表满偏，然后保持 滑动位置不变；
②写出毫安表的电流值和温度 的关系式：_________。
（3） 另一名同学小睿用电压表作为温度显示仪，
设计了如图丁所示的电子测温装置，发现此电子测温装置的
精确度不高，在不改变电表的条件下，要增大其精确度，可
以适当______定值电阻 的阻值。
增大
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任务四 设计恒温电热杯的控温工作流程
5. 小明设计了一个恒温电热
杯，要求在 能自动保温，如图是
他画出的恒温电热杯的工作程序流程图。
（1）根据实验要求，将流程图补充完整：
①______；②______；③____；④____。
低于
高于
否
是
（2）由流程图可知，当测温系统所测的温度__________时，
若加热电路仍在工作，则电路报警。
高于
（3） 小明的设计______准确反
映水的温度，____按要求实现自动接通电
路，______按要求实现自动切断电路。
（均选填“能”或“不能”）
不能
能
不能
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必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.

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