2025年中考备考物理复习之焦耳定律（中等生版）

2025年中考备考物理复习之焦耳定律 一．选择题（共15小题） 1．（2021秋•鼓楼区期末）电熨斗通电后很烫，而连接电熨斗的导线却并不怎么热，这是因为（　　） A．导线不绝缘保护层，能隔热 B．导线散热快，所以温度低 C．导线电阻小，产生的热量少 D．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 2．（2023秋•历下区期末）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，在通电时间相同的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电烙铁消耗的电能最多 B．电风扇消耗的电能最多 C．电视机产生的热量最多 D．电烙铁产生的热量最多 3．（2023秋•临沂期中）小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处（　　） A．电阻变小 B．电流比别处电流小 C．电阻变大 D．电流比别处电流大 4．（2023秋•兰山区期末）将一个“220V，100W”的电动机、一个“220V，100W”的电视机、一个“220V，100W”的电热水袋同时接到220V的电源上，它们都正常工作，在相同的时间内，电流通过它们产生热量最多的是（　　） A．电动机 B．电视机 C．电热水袋 D．一样多 5．（2023•市南区二模）甲、乙两电热器的电阻之比为4：3，通过的电流之比为1：2，通电时间之比为3：2，则产生热量之比为（　　） A．2：1 B．2：9 C．9：2 D．1：2 6．（2024•平原县二模）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　） A．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的 B．通电一段时间，两个U形管中液面高度的变化不同，说明电流通过导体产生的热量与电阻有关 C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻 D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，右侧透明容器中应接入阻值是10Ω的电阻 7．（2024•长清区模拟）在家用电器中，空调是大功率用电器，工作时，为避免电流通过电源线产生的热量过多，从而引发火灾。空调的电源线比台灯的电源线粗很多，主要目的是为了减小（　　） A．电荷 B．电流 C．电压 D．电阻 8．（2024•滕州市三模）小市同学在科学课上表演了一个小魔术，用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置最容易被点燃（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 9．（2023秋•市中区期末）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.5A。再闭合开关S2后，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为3V B．小灯泡L的电阻为40Ω C．电路总功率增加了0.4W D．在1min内电阻R产生的热量为6J 10．（2024•菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 11．（2022•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（　　） A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少 B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同 C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小 D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同 12．（2023•薛城区模拟）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S1时，电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为3V B．只闭合S1时，小灯泡L的电阻为2Ω C．再闭合S2后，电流表的示数增加0.5A D．再闭合S2后，在1min内电阻R产生的热量为48J 13．（2023•蒙阴县二模） 某同学想探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后，记录此时两支温度计的示数。关于上述实验，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关后，装电阻丝R1的烧瓶中温度计示数上升较快 B．此实验探究的是电流产生的热量与电流的关系 C．此实验探究的是电流产生的热量与时间的关系 D．此实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系 14．（2023•泰安模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．R1的阻值为16Ω B．R2的滑片向左滑动时，电压表与电流表示数之比不变 C．当电流为0.2A时，滑动变阻器R2消耗的电功率最大 D．电流为0.4A时，10s内电流通过R1产生的热量是32J 15．（2022•陵城区校级模拟）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（　　） A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比4：3 二．填空题（共15小题） 16．（2021•泰安）某导体的电阻是2Ω，通过1A的电流时，1min产生的热量是 　 　J。 17．（2024•日照模拟）小夏在户外拓展训练中，将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在 　 　（选填：“两端”或“中间”）位置先燃烧起来，这是因为电流的 　 　效应。 18．（2024•微山县二模）如图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像，现将灯L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，灯L的实际功率为1.8W，则电阻R在10s内产生的热量为 　 　J。 19．（2024•德州二模）如图所示为一台“3V，3W”的手持迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.2Ω。则小风扇正常工作1min消耗的电能为 　 　J；电动机线圈1min产生的热量为 　 　J。 20．（2024•山亭区一模）在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，甲、乙两烧瓶中电阻丝的阻值分别为5Ω和10Ω，将它们浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过 　 　显示电流产生的热量变化；通电一段时间后 　 　烧瓶中温度计示数较大。 21．（2024•日照模拟）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为220V，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作100s产生的热量为 　 　J，电流做的功为 　 　J。 22．（2024•沂南县一模）某电动玩具警车的内部等效电路如题图，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为2A，则警灯两端的电压是 　 　V；2min内电动机线圈产生的热量是 　 　J。 23．（2024•临淄区二模）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为5Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为1V，电源电压为 　 　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为2V，小灯泡L消耗的实际功率为 　 　W，电阻R2在1min内产生的热量为 　 　J。 24．（2024•禹城市一模）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为　 　W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温　 　℃．[已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 25．（2022•烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为 　 　Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R的阻值为 　 　Ω，电阻R在10s内产生的热量为 　 　J。 26．（2022•济宁）小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试，正常工作时进水温度为20℃，出水温度为45℃，30s内的出水量为800mL，则这800mL水吸收的热量Q＝　 　J，电热水龙头的加热效率η＝　 　。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 27．（2021•菏泽）某电热水壶加热电阻丝的阻值为22Ω，通电后流过电阻丝的电流为10A，电热水壶加热时的功率为 　 　W；若加热时有84%的热量被水吸收，则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为 　 　s[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 28．（2024•夏津县二模）在图甲所示的电路中，闭合开关S后，两个灯泡都能发光（灯丝的电阻不随温度而改变），且两个电流表指针的偏转角度相同，如图乙所示，则此时灯泡L1和L2的电阻之比是 　 　。相同时间内两个灯泡产生的热量之比是 　 　。 29．（2024•东营模拟）如图电源电压为9V，电阻R0＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器上标有“50Ω 0.5A”字样。则当电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R0产生的热量是 　 　J，为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为 　 　Ω。 30．（2024•沂南县模拟）如图所示，电源电压为6V且保持不变，闭合开关，电压表示数为4.5V，电流表示数为0.5A，若通电2min，（1）电阻R1产生的热量是 　 　J；（2）电路消耗的电能是 　 　J。 三．计算题（共6小题） 31．（2024•历城区二模）如图是一“88W超级快充”手机充电器，假设其配套充电线的电阻约为0.01Ω，某次充电过程中，以最大充电电流6A、用时30min就将一手机充满了，试计算该过程中充电线上将产生多少热量？ 32．（2024•临清市模拟）某品牌电水壶的额定功率为800W。该电水壶正常工作10min，将质量为1.5kg的水从20℃加热到80℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），在此过程中，试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）电水壶消耗的电能是多少？ （3）电水壶加热水的效率是多少？ 33．（2024•沂源县二模）如图甲是现在流行的3D打印笔，可满足个性化的定制需求，工作时，3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状，打印笔佰快慢两挡。其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的定值电阻。快挡打印功率为264W。慢挡打印功率为22W。某次使用慢挡打印，8min刚好将30g的塑胶从20℃加热到120℃。塑胶的比热容为2.2×103J/（kg•℃）。求： （1）R2的阻值； （2）使用慢挡打印8min时，打印笔工作的效率。 34．（2024•新泰市二模）小明家购买了一台额定电压是220V的电压力锅，它有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝1210Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求： （1）压力锅的保温功率； （2）已知水的密度，水的比热容。将1.5kg水从20℃加热到60℃，水吸收的热量是多少？若压力锅的效率为84%。额定电压下，加热这些水需要多长时间？ （3）用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作10min，图乙中的电能表转盘转了300r，请算出此时压力锅的实际加热功率。 35．（2024•济南二模）如图甲所示是一款电火锅，其工作电路图如图乙所示，R1是加热管，R2是限流电阻。只闭合S1时，电火锅处于保温状态，电路中电流为5A；当S1和S2都闭合时，处于加热状态，电流为11A，求： （1）R1的阻值； （2）保温状态时10s内电流通过R2做了多少功； （3）某次使用时，该电火锅加热效率为80%，用该电火锅将2.3kg的水加热至沸腾需要吸收8.8×105J的热量，用时7min，则实际功率为多少？ 36．（2024•禹城市二模）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求： （1）R2的电阻； （2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热； （3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW•h）。 2025年中考备考物理复习之焦耳定律 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．（2021秋•鼓楼区期末）电熨斗通电后很烫，而连接电熨斗的导线却并不怎么热，这是因为（　　） A．导线不绝缘保护层，能隔热 B．导线散热快，所以温度低 C．导线电阻小，产生的热量少 D．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 【分析】电熨斗和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。 【解答】解：电熨斗在使用时，电熨斗和导线串联，I电熨斗＝I导线，通电时间t相同， 因Q＝I2Rt，R电熨斗＞R导线， 所以，电流产生的热量： Q电熨斗＞Q导线， 从而出现通电一段时间后电熨斗变得很烫、而连接电熨斗的导线却不怎么热的现象； 由以上分析可知，选项ABD错、C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了学生对焦耳定律、串联电路电流特点的了解和掌握，知道导线和电熨斗连接方式为串联是本题的关键。 2．（2023秋•历下区期末）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，在通电时间相同的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电烙铁消耗的电能最多 B．电风扇消耗的电能最多 C．电视机产生的热量最多 D．电烙铁产生的热量最多 【分析】分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W＝Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。 【解答】解：因为U＝220V， 所以三种用电器的实际功率： P＝P额＝100W； 又因为W＝Pt 所以三种用电器消耗的电能相同； 因为电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能。 所以产生热量最多的是电烙铁。 故选：D。 【点评】电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。 3．（2023秋•临沂期中）小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处（　　） A．电阻变小 B．电流比别处电流小 C．电阻变大 D．电流比别处电流大 【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多。 【解答】解： 在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，则该处的电阻较大，导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，由Q＝I2Rt可知，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。 故选：C。 【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联（电流相等）是本题的关键。 4．（2023秋•兰山区期末）将一个“220V，100W”的电动机、一个“220V，100W”的电视机、一个“220V，100W”的电热水袋同时接到220V的电源上，它们都正常工作，在相同的时间内，电流通过它们产生热量最多的是（　　） A．电动机 B．电视机 C．电热水袋 D．一样多 【分析】分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W＝Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。 【解答】解：因为电源电压：U＝220V，则三种用电器的实际功率：P＝P额＝100W； 由W＝Pt可知，在相等时间内，三种用电器消耗的电能相同； 电动机将大部分电能转化为机械能，电视机主要将电能转化光能和声能，电热水袋将电能全部转化为内能，则产生热量最多的是电热水袋。 故选：C。 【点评】知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。 5．（2023•市南区二模）甲、乙两电热器的电阻之比为4：3，通过的电流之比为1：2，通电时间之比为3：2，则产生热量之比为（　　） A．2：1 B．2：9 C．9：2 D．1：2 【分析】已知甲、乙两个电热器的通过的电流、通电时间以及电阻之比，根据Q＝I2Rt求出产生的热量之比。 【解答】解：由题意可知，I甲：I乙＝1：2，t甲：t乙＝3：2，R甲：R乙＝4：3， 由Q＝I2Rt可得，电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比： ＝＝（）2××＝（）2××＝。 故选：D。 【点评】本题考查了焦耳定律公式的应用，要注意各量之间的关系，比例的计算要细心。 6．（2024•平原县二模）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　） A．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的 B．通电一段时间，两个U形管中液面高度的变化不同，说明电流通过导体产生的热量与电阻有关 C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻 D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，右侧透明容器中应接入阻值是10Ω的电阻 【分析】（1）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合并联电路电流的规律分析； （2）电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法。 【解答】解： A、容器内的空气吸收热量，体积会变大，所以U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故A错误； B、通电一段时间，两个U形管中液面高度的变化不同，没有控制两电阻丝的电阻不同，不能说明电流通过导体产生的热量与电阻有关，故B错误； C、右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻，容器中的电阻相同，右侧容器外的电阻分流后控制左右两容器的电流不同，可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故C正确； D、右侧透明容器中应接入阻值是10Ω的电阻后，容器中的电阻不相同，若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，还需控制通过容器内的电流不同，故D错误。 故选：C。 【点评】本题研究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”，考查控制变量法和转换法的运用。 7．（2024•长清区模拟）在家用电器中，空调是大功率用电器，工作时，为避免电流通过电源线产生的热量过多，从而引发火灾。空调的电源线比台灯的电源线粗很多，主要目的是为了减小（　　） A．电荷 B．电流 C．电压 D．电阻 【分析】根据串联电路的特点、导体电阻的影响因素和焦耳定律分析解答。 【解答】解：用电器与电源线串联在电路中，根据串联电路的特点可知通过用电器和电源线的电流相等，空调工作时通过的电流远大于台灯工作时通过的电流；导体的电阻与导体的材料、长度、粗细和温度有关，材料、长度、温度相同时，导体越粗，导体的电阻越小，空调的电源线比台灯的电源线粗很多，则空调的电源线的电阻比台灯的多样性的电阻小得多，根据Q＝I2Rt可知，在一定时间内电流通过电源线产生的热量就会减少，从而引发火灾，故ABC错误、D正确。 故选：D。 【点评】本题考查串联电路的特点、导体电阻的影响因以及焦耳定律的应用，是一道综合题，难度不大。 8．（2024•滕州市三模）小市同学在科学课上表演了一个小魔术，用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置最容易被点燃（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 【分析】根据影响电阻大小的因素和焦耳定律的公式Q＝I2Rt分析a、b、c三处电流产生的热量关系，从而得出结论。 【解答】解：影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度，当材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大， 由图可知，c点横截面积最小，故c点的电阻最大， a、b、c是串联的，根据串联电路的电流特点可知，通过a、b、c的电流相同，根据Q＝I2Rt可知，在相同时间内c点产生的热量多，故将火柴放在c点最容易被点燃。 故选：C。 【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和焦耳定律的公式Q＝I2Rt的应用，属于基础知识。 9．（2023秋•市中区期末）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.5A。再闭合开关S2后，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为3V B．小灯泡L的电阻为40Ω C．电路总功率增加了0.4W D．在1min内电阻R产生的热量为6J 【分析】（1）只闭合开关S1时，电路为L的简单电路，电流表测通过灯泡的电流；已知电流表的示数，即知道通过灯泡的电流大小，由图甲可知此时灯泡两端的电压，即为电源电压，根据欧姆定律求出小灯泡L的电阻； （2）再闭合开关S2后，L与R并联，电流表测干路电流；由并联电路的电压特点可知R两端的电压；由图甲可知此时通过R的电流，即为干路电流的增加量，而电源电压不变，根据ΔP＝UΔI计算电路总功率的增加量； （3）根据Q＝W＝UIt求出在1min内电阻R产生的热量。 【解答】解： AB、由图乙可知，只闭合开关S1时，电路为L的简单电路，电流表测通过灯泡的电流；根据电流表示数可知此时通过灯泡的电流为0.5A， 由图象可知，当IL＝0.5A，灯泡两端的电压UL＝2V， 则电源电压：U＝UL＝2V； 由I＝可得，小灯泡L的电阻为：RL＝＝＝4Ω，故AB错误； C、再闭合开关S2时，L与R并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以UR＝U＝2V， 由图甲可知，通过R的电流IR＝0.2A， 根据并联电路的电流特点可知，干路电流的增加量：ΔI＝IR＝0.2A， 则电路总功率的增加量：ΔP＝UΔI＝2V×0.2A＝0.4W，故C正确； D、在1min内电阻R产生的热量：QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×1×60s＝24J，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了并联电路的特点、欧姆定律、电功率和电功公式的应用，从图象中读取有用的信息是解题的关键。 10．（2024•菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　） A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 【分析】电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应； 生活中许多产业中都要用到电热。家里的电热水器、电饭煲、电熨斗，养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子。 【解答】解：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应；家用电器利用电流的热效应工作的是电饭煲，故选项A、B、C错误，选项D正确。 故选：D。 【点评】本题考查电流的热效应。解题关键是理解电流的热效应，了解电热的利用与防止。 11．（2022•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（　　） A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少 B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同 C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小 D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同 【分析】（1）电流通过导体产生的热量不能直接观察，可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法； （2）串联电路电流处处相等； （3）（4）两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt分析容器内空气吸收热量的多少和电阻的大小关系。 【解答】解：A、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确； B、由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流大小相等，故B正确； CD、由图可知，左侧U形管中液面高度差比右侧的大，说明在相同时间内，电流在左容器中产生的热量较多，则左侧器中空气吸收的热量多，两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt可知，图中左边容器的电阻丝阻值较大，故C正确，D错误。 故选：D。 【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，突出运用所学知识解决实际问题的能力，具有一定的综合性。 12．（2023•薛城区模拟）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S1时，电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为3V B．只闭合S1时，小灯泡L的电阻为2Ω C．再闭合S2后，电流表的示数增加0.5A D．再闭合S2后，在1min内电阻R产生的热量为48J 【分析】（1）只闭合 S1时，电路为灯泡L的简单电路，根据L的I﹣U图象找出对应的电压和电流，电源电压等于灯泡L两端的电压，根据欧姆定律求出此时灯泡的阻值； （2）再闭合开关S2时，灯泡L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合图象读出通过R的电流，根据并联电路电流点求出电流表示数的增加量，根据Q＝W＝UIt求出在1min内电阻R产生的热量。 【解答】解：AB、只闭合开关S1时，电路为灯泡L的简单电路，由图象可知，当IL＝0.5A时，UL＝4V，即电源电压为4V，故A错误； 由I＝可知，此时灯泡的阻值：RL＝＝＝8Ω，故B错误； CD、再闭合开关S2时，灯泡L与R并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，UR＝UL＝U＝4V， 由甲图R的I﹣U图象和L的I﹣U图象可知，此时通过R的电流IR＝0.2A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之比，且通过灯泡的电流不变，因此电流表的示数增加0.2A，故C错误； 在1min内电阻R产生的热量：Q＝W＝URIRt＝4V×0.2A×60s＝48J，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。 13．（2023•蒙阴县二模） 某同学想探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后，记录此时两支温度计的示数。关于上述实验，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关后，装电阻丝R1的烧瓶中温度计示数上升较快 B．此实验探究的是电流产生的热量与电流的关系 C．此实验探究的是电流产生的热量与时间的关系 D．此实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系 【分析】电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析； 电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少。 【解答】解：两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，因丝R1＜R2，是研究探究的是电流产生的热量与电阻的关系；根据Q＝I2Rt，R2产生热量多，由转换法，装电阻丝R2的烧瓶中温度计示数上升较快； 故ABC错误；D正确。 故选：D。 【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联电路的规律的运用。 14．（2023•泰安模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．R1的阻值为16Ω B．R2的滑片向左滑动时，电压表与电流表示数之比不变 C．当电流为0.2A时，滑动变阻器R2消耗的电功率最大 D．电流为0.4A时，10s内电流通过R1产生的热量是32J 【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象读出最大和最小电流值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压； （2）R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律即可判断电路中的电流变化，根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变化； （3）根据P＝I2R即可求出R2的最大电功率； （4）根据Q＝I2Rt即可求出R1产生的热量。 【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 A．当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象可知最大和最小电流分别为I最小＝0.1A，I最大＝0.5A， 由欧姆定律及串联电路的电压规律可得 U＝I最小（R1+R2大）＝0.1A×（R1+80Ω） ① U＝I最大R1＝0.5A×R1② 解①②得R1＝20Ω，U＝10V， 故A错误； B．R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，因电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，则电压表与电流表示数之比为滑动变阻器阻值，而滑动变阻器的电阻变小，则电压表与电流表的比值变小， 故B错误； C．滑动变阻器R2消耗的功率为P2＝I2R2＝R2＝， 可知当R2＝R1＝20Ω时滑动变阻器R2消耗的功率最大，此时电路电流I＝， 故C错误； D．电流为0.4A时，10s内电流通过R 1产生的热量Q1＝R1t＝（0.4A）2×20Ω×10s＝32J， 故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用、电功率公式的灵活运用以及识图能力，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻等于定值电阻的阻值时，滑动变阻器消耗的功率最大。 15．（2022•陵城区校级模拟）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（　　） A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比4：3 【分析】分析电路图可知R和R1串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；假设滑片置于滑动变阻器的b端时，其最大阻值为R，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，其阻值为； （1）当滑片置于滑动变阻器的中点时，电压表示数即R两端电压，根据欧姆定律得出此时电流I1的表达式，再根据串联电路电压的规律写出有关电源电压的表达式；依据此理得出当滑片置于滑动变阻器的b端时，电路中的电流I2的表达式和电源电压的表达式，求出两种情况下的电流之比，根据电源电压不变找出R和R1的关系；再利用串联分压的规律可知此时R1的电压并求出电源电压； 滑片置于滑动变阻器的b端时，知道R1两端的电压，且100s内定值电阻R1产生的热量为200J，由Q＝W＝t可得R1的阻值，结合R和R1的关系可知滑动变阻器最大阻值； （2）利用P＝I2R分别写出当滑片P置于滑动变阻器的中点和b端时R1消耗的电功率，二者相比即可得到答案。 【解答】解： ABC、由电路图可知R和R1串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压； 设滑动变阻器的最大阻值为R，即当滑片置于滑动变阻器的b端时，其阻值为R； 当滑片P置于滑动变阻器的中点时，其阻值为； 由题意可知，当滑片置于滑动变阻器的中点时，电压表示数为4V，即UR＝4V， 由欧姆定律可得此时电流为：I1＝， 当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，即UR′＝UR+2V＝4V+2V＝6V， 由欧姆定律可得此时电流为：I2＝， 则前后两次的电流之比为I1：I2＝：＝4：3﹣﹣﹣﹣﹣①， 滑片置于滑动变阻器的中点时，由电阻的串联和欧姆定律可得电源电压为：U＝I1（R1+R）﹣﹣﹣﹣②， 滑片置于滑动变阻器的b端时，同理可得电源电压为：U＝I2（R1+R）﹣﹣﹣﹣③， 因电源电压不变，联立①②③解得R1＝R（即变阻器的最大阻值与R1的阻值相等）； 当滑片置于滑动变阻器的b端时，变阻器的最大电阻和R1串联，且二者的阻值相等，UR′＝6V， 由串联分压的规律可知，此时R1的电压U1′＝UR′＝6V， 则电源电压U＝U1′+UR′＝6V+6V＝12V，故A错误； 此时100s内定值电阻R1产生的热量为200J， 由Q＝W＝t可得R1的阻值：R1＝＝＝18Ω，则滑动变阻器R的最大阻值也为18Ω，故B正确，C错误； D、当滑片P置于滑动变阻器的中点时，R1消耗的电功率为：P1＝I12R1， 当滑片P置于滑动变阻器的b端时，R1消耗的电功率为：P2＝I22R1， 则R1先后两次消耗的电功率之比为：＝＝（）2＝（）2＝，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了学生对欧姆定律、焦耳定律以及电功率计算公式的运用，通过列出电源电压的表达式，借助方程组将电源电压和滑动变阻器最大阻值求出来，是解决此题的关键。 二．填空题（共15小题） 16．（2021•泰安）某导体的电阻是2Ω，通过1A的电流时，1min产生的热量是 　120　J。 【分析】知道导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间，利用焦耳定律求产生的热量。 【解答】解：电流产生的热量Q＝I2Rt＝（1A）2×2Ω×60s＝120J； 故答案为：120。 【点评】本题考查了学生对焦耳定律的掌握和运用，计算时注意单位统一，属于基础题目。 17．（2024•日照模拟）小夏在户外拓展训练中，将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在 　中间　（选填：“两端”或“中间”）位置先燃烧起来，这是因为电流的 　热　效应。 【分析】（1）电流通过任何导体都要发热，这种现象叫电流的热效应。 （2）影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度；在材料、长度、温度一定时，横截面积越小，电阻越大。 （3）根据焦耳定律Q＝I2Rt可知：在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多。 【解答】解：将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在中间位置先燃烧起来，中间位置的电阻大，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知：在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多；这是因为电流的热效应。 故答案为：中间；热。 【点评】知道电流的热效应；知道影响电阻大小的因素；会根据焦耳定律进行简单的分析。 18．（2024•微山县二模）如图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像，现将灯L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，灯L的实际功率为1.8W，则电阻R在10s内产生的热量为 　36　J。 【分析】由电路图可知，灯泡L与电阻R并联；根据图象读出L的实际功率为1.8W时的电流和电压，根据并联电路的电压特点可知电源电压；已知R的阻值，利用W＝t求出电阻R在10s内产生的热量。 【解答】解：由图乙可知，R与L并联，并联电路中各支路两端电压与电源电压相等。由图甲可知，当电源电压是6V时，灯L的电流为0.3A，则灯L的实际功率：P＝UIL＝6V×0.3A＝1.8W； 则灯L的实际功率为1.8W时，电源电压为6V，此时电阻R在10s内消耗的电能为：，则电阻R在10s内产生的热量为36J。 故答案为：36。 【点评】本题考查了并联电路的特点、焦耳定律的应用，关键是从图象中获取有用的信息。 19．（2024•德州二模）如图所示为一台“3V，3W”的手持迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.2Ω。则小风扇正常工作1min消耗的电能为 　180　J；电动机线圈1min产生的热量为 　12　J。 【分析】根据公式W＝Pt计算消耗电能； 通过“3V 3W”可以根据公式I＝可以求得通过小风扇的电流，再根据公式Q＝I2Rt计算电热。 【解答】解：消耗的电能为：W＝Pt＝3W×60s＝180J； 电路中线圈的电流为：I＝＝＝1A； 电动机线圈1min产生的热量为：Q＝I2Rt＝（1A）2×0.2Ω×60s＝12J。 故答案为：180；12。 【点评】本题考查学生对非纯电阻电路的电能计算与电热计算。 20．（2024•山亭区一模）在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，甲、乙两烧瓶中电阻丝的阻值分别为5Ω和10Ω，将它们浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过 　温度计的示数变化　显示电流产生的热量变化；通电一段时间后 　乙　烧瓶中温度计示数较大。 【分析】（1）电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量的多少我们直接看不到，但煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少（转换法）； （2）由焦耳定律和串联电路的特点分析解答。 【解答】解：（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少； （2）如图装置中，两电阻丝串联，让通过的电流和通电时间相同，乙烧瓶中电阻较大，根据Q＝I2Rt知，乙产生的热量多。 故答案为：温度计的示数变化；乙。 【点评】本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，理解并用好控制变量法、转换法是本题的关键。 21．（2024•日照模拟）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为220V，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作100s产生的热量为 　2×104　J，电流做的功为 　2.2×105　J。 【分析】利用焦耳定律Q＝I2Rt求出这台电动机正常工作100s产生的热量；利用W＝UIt求出电流做的功。 【解答】解：这台电动机正常工作100s产生的热量：Q＝I2Rt＝（10A）2×2Ω×100s＝2×104J； 电流做的功：W＝UIt＝220V×10A×100s＝2.2×105J。 故答案为：2×104；2.2×105。 【点评】本题考查焦耳定律公式的应用以及电功的计算，是一道基础题。 22．（2024•沂南县一模）某电动玩具警车的内部等效电路如题图，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为2A，则警灯两端的电压是 　4　V；2min内电动机线圈产生的热量是 　240　J。 【分析】根据串联电路的电流规律可知通过警灯的电流，根据欧姆定律求警灯两商端的电压； 根据Q＝I2Rt求2min内电动机线圈产生的热量。 【解答】解：警灯与电动机串联，通过电动机线圈的电流为2A， 由于串联电路中各处电流相等，所以通过警灯的电流：IL＝I线圈＝2A， 根据欧姆定律可得，警灯两端的电压是：UL＝ILRL＝2A×2Ω＝4V； 根据焦耳定律可得，2min内电动机线圈产生的热量是： Q＝I线圈2R线圈t＝（2A）2×0.5Ω×2×60s＝240J。 故答案为：4；240。 【点评】本题考查串联电路的电流规律和欧姆定律、焦耳定律的应用，难度不大。 23．（2024•临淄区二模）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为5Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为1V，电源电压为 　3　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为2V，小灯泡L消耗的实际功率为 　1.2　W，电阻R2在1min内产生的热量为 　36　J。 【分析】（1）由图甲可知，当只闭合S1、S2时，小灯泡L与电阻R1串联，电阻R2断开，电压表测量灯泡两端的电压，根据电压表的示数，由图乙可知通过灯泡的电流，根据串联电路的电流规律和欧姆定律求得电阻R1两端的电压，根据串联电路的电压规律可得电源电压； （2）当只闭合S2、S3时，小灯泡L与电阻R2串联，电阻R1断开，电压表测量灯泡两端的电压，根据电压表的示数，由图乙可知通过灯泡的电流，根据P＝UI求得灯泡消耗的实际功率；根据Q＝W＝UIt求得电阻R2在1min内产生的热量。 【解答】解：（1）由图甲可知，当只闭合S1、S2时，小灯泡L与电阻R1串联，电阻R2断开，电压表测量灯泡两端的电压。 此时电压表的示数为1V，即灯泡两端的电压为UL＝1V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为IL＝0.4A， 串联电路中各处电流相等，即通过电阻R1的电流为：I1＝IL＝0.4A， 电阻R1两端的电压：U1＝I1R1＝0.4A×5Ω＝2V， 由串联电路的电压规律可得，电源电压：U＝UL+U1＝1V+2V＝3V； （2）当只闭合S2、S3时，小灯泡L与电阻R2串联，电阻R1断开，电压表测量灯泡两端的电压。 此时电压表的示数为2V，即灯泡两端的电压为UL′＝2V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为IL′＝0.6A， 灯泡消耗的实际功率：P实＝UL′×IL′＝2V×0.6A＝1.2W； 此时通过电阻R2的电流：I2＝IL′＝0.6A， 电阻R2两端的电压：U2＝U﹣UL′＝3V﹣2V＝1V， 电阻R2在1min内产生的热量：Q2＝W2＝U2I2t＝1V×0.6A×1×60s＝36J。 故答案为：3；1.2；36。 【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率、电热的计算，关键是正确判断电路的连接方式和图像信息的利用。 24．（2024•禹城市一模）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为　2100　W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温　1.2　℃．[已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）1000r/（kW•h）表示的路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1000r，据此求出转盘转70r电路中消耗的电能，然后根据P＝求热水器的电功率； （2）不计能量损失，Q吸＝W，利用Q吸＝cmΔt求水升高的温度。 【解答】解： （1）1000r/（kW•h）表示的路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1000r， 电能表的转盘转70r，电热水器消耗的电能： W＝kW•h＝0.07kW•h＝0.07×3.6×106J＝2.52×105J， 工作时间t＝2min＝h＝h， 该电热水器的实际功率： P＝＝＝2.1kW＝2100W； （2）水的体积V水＝50L＝0.05m3， 由ρ＝可得水的质量： m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.05m3＝50kg； 因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸＝W＝2.52×105J， 由Q吸＝cmΔt得水升高的温度： Δt＝＝＝1.2℃。 故答案为：2100；1.2。 【点评】本题是一道电热综合题，考查了密度公式、电功率公式、吸热公式的应用，以及对电能表相关参数的理解，与生活紧密相连，学以致用！ 25．（2022•烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为 　6　Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R的阻值为 　12　Ω，电阻R在10s内产生的热量为 　30　J。 【分析】由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是6V，额定功率是6W； （1）由电功率公式P＝的变形公式可以求出灯泡电阻； （2）由电功率公式P＝UI的变形公式求出灯泡正常发光时的电流，根据闭合开关S2时，前后电流表的示数之比为2：3，利用并联电路特点可以求出通过电阻R的电流，利用欧姆定律求出电阻R的阻值； （3）运用焦耳定律求出电阻R放出的热量。 【解答】解：（1）由P＝可知，灯泡电阻RL＝＝＝6Ω； （2）灯泡与电阻并联接在电源两端，闭合开关S1时，灯L正常发光，因此电源电压U＝UL＝6V， 由P＝UI可知，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝1A， 闭合开关S1时，只有灯L接入电路，电流表测通过灯L的电流，IA＝IL＝1A， 闭合开关S2时，灯泡L与电阻R并联接入电路，电流表测干路电流IA′， 由前后两次电流表的示数之比为2：3可知，＝， 所以干路电流：IA′＝IA＝×1A＝1.5A， 根据并联电路的电流特点可知，通过电阻R的电流：IR＝IA′﹣IL＝1.5A﹣1A＝0.5A， 根据并联电路的电压规律可知，灯泡L与电阻R两端电压相等，都等于电源电压，即UR＝6V； 由I＝可知，电阻R的阻值：R＝＝＝12Ω； （3）电阻R10s内产生的热量：Q＝IR2Rt＝（0.5A）2×12Ω×10s＝30J。 故答案为：6；12；30。 【点评】本题考查并联电路的特点、电功率公式、欧姆定律公式和焦耳定律公式的应用，是一道电学综合题。 26．（2022•济宁）小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试，正常工作时进水温度为20℃，出水温度为45℃，30s内的出水量为800mL，则这800mL水吸收的热量Q＝　8.4×104　J，电热水龙头的加热效率η＝　87.5%　。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）由密度公式算出水的质量，利用物质吸热公式Q吸＝c水mΔt求出水吸收的热量； （2）由P＝的变形公式算出消耗的电能，根据效率公式算出电热水龙头的加热效率。 【解答】解：（1）水的体积为：V＝800mL＝800cm3， 由密度公式ρ＝知水的质量为： m＝ρ水V＝1.0g/cm3×800cm3＝800g＝0.8kg， 水吸收的热量为： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.8kg×（45℃﹣20℃）＝8.4×104J； 由P＝得消耗的电能为： W＝Pt＝3200W×30s＝9.6×104J， 电热水龙头的加热效率为： η＝×100%＝×100%＝87.5%。 故答案为：8.4×104；87.5%。 【点评】此题为一道电热综合题，考查了密度公式、热量的计算、效率的计算等知识，但难度不大。 27．（2021•菏泽）某电热水壶加热电阻丝的阻值为22Ω，通电后流过电阻丝的电流为10A，电热水壶加热时的功率为 　2200　W；若加热时有84%的热量被水吸收，则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为 　150　s[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 【分析】（1）根据P＝I2R求出电热水壶加热时的功率； （2）知道水的质量和比热容以及初温、末温，根据Q＝cmΔt可以求出水所吸收的热量，根据电热水壶加热的效率求出电热水壶正常工作时的需要消耗的电能，已知加热功率根据Q＝W＝Pt求出所需要的时间。 【解答】解：（1）电热水壶加热时的功率：P＝I2R＝（10A）2×22Ω＝2200W； （2）水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣34℃） ＝2.772×105J。 根据η＝可知电热水壶需要消耗的电能为： W＝＝＝3.3×105J， 该电热水壶加热的时间： t＝＝＝150s。 故答案为：2200；150。 【点评】本题考查了学生对吸热公式、电功公式、功率公式和效率公式的理解与掌握，难度中等。 28．（2024•夏津县二模）在图甲所示的电路中，闭合开关S后，两个灯泡都能发光（灯丝的电阻不随温度而改变），且两个电流表指针的偏转角度相同，如图乙所示，则此时灯泡L1和L2的电阻之比是 　4：1　。相同时间内两个灯泡产生的热量之比是 　1：4　。 【分析】由图可知，灯泡L1和L2并联，电流表A1测干路中的电流，电流表A2测通过灯L1的电流，根据并联电路的电流规律和两个电流表指针的偏转情况确定两个电流表所选量程、分度值，并读数，从而求出通过灯L2的电流，根据并联电路的电压规律和欧姆定律求出两灯的电阻之比；根据Q＝I2Rt求出相同时间内两个灯泡产生的热量之比。 【解答】解：由图可知，灯泡L1和L2并联，电流表A1测干路中的电流，电流表A2测通过灯L1的电流，由于并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A1的示数大于电流表A2的示数，而两个电流表指针的偏转角度相同，则电流表A1接的是大量程、电流表A2接的是小量程，由图乙可知，大量程的分度值是0.1A，电流表A1的示数是2.4A，即干路电流是2.4A，小量程的分度值为0.02A，电流表A2的示数是0.48A，即通过灯L1的电流是0.48A， 则通过灯L2的电流是I2＝I干﹣I1＝2.4A﹣0.48A＝1.92A， 由于并联电路支路两端的电压相等，所以由R＝可得，两灯的电阻之比为 ； 相同时间内两个灯泡产生的热量之比为 。 故答案为：4：1；1：4。 【点评】本题考查并联电路的电流、电压规律和欧姆定律、焦耳定律的应用，正确判断两个电流表所选量程是关键。 29．（2024•东营模拟）如图电源电压为9V，电阻R0＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器上标有“50Ω 0.5A”字样。则当电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R0产生的热量是 　6　J，为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为 　20　Ω。 【分析】由电路图可知，电阻R0与变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流，再根据Q＝I2Rt求出1min内电流通过电阻R0产生的热量； （2）当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的最小阻值； 【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流； （1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小， 由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻R总大＝R0+R大＝10Ω+50Ω＝60Ω， 电路中的最小电流：I小＝＝＝0.1A， 1min内电流通过电阻R0产生的热量：Q0＝I小2R0t＝（0.1A）2×10Ω×60s＝6J； （2）电压表量程为0～3V，当电压表的示数最大为3V时，定值电阻R0两端电压的电压最大， 由I＝可知，此时通过R0电流最大，即电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 由串联电路的电流特点和欧姆定律可得，电路中的最大电流：I大＝I0＝＝＝0.3A， 结合电流表量程和滑动变阻器规格可知，电路中的最大电流额0.3A， 根据串联电路的电压特点可知，变阻器两端的电压：UR＝U﹣U0＝9V﹣3V＝6V， 则变阻器接入电路中的最小阻值：R小＝＝＝20Ω。 故答案为：6；20。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及焦耳定律的应用，题目有一定的难度。 30．（2024•沂南县模拟）如图所示，电源电压为6V且保持不变，闭合开关，电压表示数为4.5V，电流表示数为0.5A，若通电2min，（1）电阻R1产生的热量是 　90　J；（2）电路消耗的电能是 　360　J。 【分析】（1）根据焦耳定律公式计算即可； （2）根据电功公式计算即可。 【解答】解：（1）由电路图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，由串联电路电压特点可知，R1两端的电压为 U1＝6V﹣4.5V＝1.5V； 电阻R1产生的热量是 Q1＝W1＝U1It＝1.5V×0.5A×2×60s＝90J； （2）电路消耗的电能是 W＝UIt＝6V×0.5A×2×60s＝360J。 故答案为：（1）90；（2）360。 【点评】本题考查了焦耳定律和电功公式的计算，难度不大。 三．计算题（共6小题） 31．（2024•历城区二模）如图是一“88W超级快充”手机充电器，假设其配套充电线的电阻约为0.01Ω，某次充电过程中，以最大充电电流6A、用时30min就将一手机充满了，试计算该过程中充电线上将产生多少热量？ 【分析】根据焦耳定律Q＝I2Rt求出该过程中充电线上将产生的热量。 【解答】解：该过程中充电线上将产生的热量：Q＝I2Rt＝（6A）2×0.01Ω×30×60s＝648J。 答：该过程中充电线上将产生的热量为648J。 【点评】本题考查焦耳定律的简单应用，是一道基础题。 32．（2024•临清市模拟）某品牌电水壶的额定功率为800W。该电水壶正常工作10min，将质量为1.5kg的水从20℃加热到80℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），在此过程中，试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）电水壶消耗的电能是多少？ （3）电水壶加热水的效率是多少？ 【分析】（1）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （2）根据W＝Pt求出电水壶消耗的电能； （3）根据效率公式求出电水壶加热水的效率。 【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（80℃﹣20℃）＝3.78×105J； （2）电水壶消耗的电能：W＝Pt′＝800W×10×60s＝4.8×105J； （3）电水壶加热水的效率：η＝×100%＝×100%＝78.75%。 答：（1）水吸收的热量是3.78×105J； （2）电水壶消耗的电能是4.8×105J； （3）电水壶加热水的效率是78.75%。 【点评】本题考查吸热公式、电功公式以及效率公式的应用，属于电热综合题，难度不大。 33．（2024•沂源县二模）如图甲是现在流行的3D打印笔，可满足个性化的定制需求，工作时，3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状，打印笔佰快慢两挡。其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的定值电阻。快挡打印功率为264W。慢挡打印功率为22W。某次使用慢挡打印，8min刚好将30g的塑胶从20℃加热到120℃。塑胶的比热容为2.2×103J/（kg•℃）。求： （1）R2的阻值； （2）使用慢挡打印8min时，打印笔工作的效率。 【分析】（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，当开关S闭合、S1断开时，只有R1工作，根据并联电路的电阻特点和P＝可知打印笔快挡和慢挡的电路连接，根据P1＝P快﹣P慢求出快挡打印工作时R2的电功率，根据P＝可求出R2的阻值； （2）根据W＝Pt求出打印笔慢挡打印消耗的电能，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出塑胶吸收的热量，根据效率公式求出打印笔工作的效率。 【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，打印笔处于快挡打印； 当开关S闭合、S1断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，打印笔处于慢挡打印； 电阻R2消耗的功率为：P2＝P快﹣P慢＝264W﹣22W＝242W， 由P＝可知，R2的阻值：； （2）使用慢挡打印8min消耗的电能为：W＝Pt′＝22W×8×60s＝10.56×103J，塑胶的质量m＝30g＝0.03kg， 塑胶吸收的热量：； 打印笔工作的效率：。 答：（1）R2的阻值为200Ω； （2）使用慢挡打印8min时，打印笔工作的效率为62.5%。 【点评】本题考查并联电路的特点、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。 34．（2024•新泰市二模）小明家购买了一台额定电压是220V的电压力锅，它有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝1210Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求： （1）压力锅的保温功率； （2）已知水的密度，水的比热容。将1.5kg水从20℃加热到60℃，水吸收的热量是多少？若压力锅的效率为84%。额定电压下，加热这些水需要多长时间？ （3）用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作10min，图乙中的电能表转盘转了300r，请算出此时压力锅的实际加热功率。 【分析】（1）根据P＝可求出压力锅的保温功率； （2）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据效率公式求压力锅消耗的电能，根据P＝求出加热水需要的时间； （3）图乙中的3000r/（kW•h）表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000转，据此求出电能表转盘转了300r，压力锅消耗的电能，根据P＝求出此时压力锅的实际加热功率。 【解答】解：（1）压力锅的保温功率：P保＝＝＝40W； （2）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（60℃﹣20℃）＝2.52×105J； 由η＝可知，压力锅消耗的电能：W＝＝＝3×105J， 由P＝可知，加热水需要的时间：t′＝＝＝375s； （3）图乙中的3000r/（kW•h）表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000转， 则电能表转盘转了300r，压力锅消耗的电能：W′＝＝0.1kW•h＝3.6×105J， 此时压力锅的实际加热功率：P实＝＝＝600W。 答：（1）压力锅的保温功率为40W； （2）水吸收的热量是2.52×105J；若压力锅的效率为84%。额定电压下，加热这些水需要的时间为375s； （3）此时压力锅的实际加热功率为600W。 【点评】本题考查对电能表参数的认识与理解、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用，属于电热综合题，有一定的难度。 35．（2024•济南二模）如图甲所示是一款电火锅，其工作电路图如图乙所示，R1是加热管，R2是限流电阻。只闭合S1时，电火锅处于保温状态，电路中电流为5A；当S1和S2都闭合时，处于加热状态，电流为11A，求： （1）R1的阻值； （2）保温状态时10s内电流通过R2做了多少功； （3）某次使用时，该电火锅加热效率为80%，用该电火锅将2.3kg的水加热至沸腾需要吸收8.8×105J的热量，用时7min，则实际功率为多少？ 【分析】（1）当S1和S2都闭合时，处于加热状态，由图乙可知，只有R1工作，根据欧姆定律求出R1的阻值； （2）只闭合S1时，电火锅处于保温状态，由图乙可知，R1、R2串联，根据欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据W＝UIt求出保温状态时，10s内电流通过R2所做的功； （3）根据效率公式求出加热消耗的电能，根据P＝求出电火锅的实际功率。 【解答】解：（1）当S1和S2都闭合时，处于加热状态，由图乙可知，只有R1工作， 由I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω； （2）只闭合S1时，电火锅处于保温状态，由图乙可知，R1、R2串联， 由I＝可知，R1两端的电压：U1＝I′R1＝5A×20Ω＝100V， 根据串联电路的电压特点可知，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝220V﹣100V＝120V， 保温状态时，10s内电流通过R2所做的功：W2＝U2I′t＝120V×5A×10s＝6000J； （3）由η＝可知，电火锅消耗的电能：W＝＝＝1.1×106J， 加热的时间：t′＝7min＝420s， 电火锅的实际功率：P＝＝≈2.62×103W。 答：（1）R1的阻值为20Ω； （2）保温状态时10s内电流通过R2做的功为6000J； （3）电火锅的实际功率为2.62×103W。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功公式、效率公式以及电功率公式的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。 36．（2024•禹城市二模）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求： （1）R2的电阻； （2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热； （3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW•h）。 【分析】（1）只闭合S3时，电路为R2的简单电路，根据P＝UI＝求R2的电阻； （2）由P＝UI＝可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小，根据电路图分析电路结构，结合串并联电路电阻规律和P＝UI＝可知各挡位时电路的连接； 根据并联电路的特点和欧姆定律求出通过R1的电流，根据Q＝I2Rt求高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热； （3）根据电费计算出空气炸锅消耗的电能，根据P＝求出空气炸锅消耗的电功率。 【解答】解：（1）只闭合S3时，空气炸锅为中温挡，电路为R2的简单电路， 由P＝UI＝可知，R2的电阻：R2＝＝＝110Ω； （2）当只闭合S2时，R1、R2串联；当闭合S1、S3，断开S2时，R1、R2并联； 因并联电路的总电阻小于任一分电阻，串联电路中的总电阻大于任一分电阻，所以由P＝UI＝可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，空气炸锅为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，空气炸锅为低温挡； 由并联电路的特点和欧姆定律可知，通过R1的电流：I1＝＝＝5.5A， 则高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热：Q＝R1t＝（5.5A）2×40Ω×100s＝1.21×105J； （3）由图甲和丁可知，空气炸锅工作15min所需的电费为0.06元， 则空气炸锅工作15min消耗的电能：W＝＝0.08kW•h， 因此该空气炸锅消耗的电功率：P＝＝＝0.32kW＝320W。 答：（1）R2的电阻为110Ω； （2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热为1.21×105J； （3）该空气炸锅消耗的电功率为320W。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率和电热公式的灵活运用，正确的判断空气炸锅处于不同挡位时电路的连接方式是关键。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/8/14 14:25:45；用户：组卷16；邮箱：zyb016@xyh.com；学号：41418979 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$