3.6电能 焦耳定律（电热）练习-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

2024年12月九上3.6电能——焦耳定律（电热）练习 一．选择题（共13小题） 1．（2023秋•上城区期末）如图所示装置中，甲、乙两个完全相同的烧瓶中分别装有质量、初温都相同的煤油，烧瓶中的电阻丝分别为R甲、R乙（其中R甲＞R乙），瓶塞上都有相同的玻璃管。小周用该装置探究“电热多少与哪些因素有关”实验，其中错误的是（　　） A．该装置可探究“电热多少与电阻大小有关” B．该装置无法完成“电热多少与电流大小有关” C．该探究实验中运用了控制变量法、转换法 D．通电时间相同，玻璃管内液柱高低关系为h甲＞h乙 2．（2024秋•宁波月考）如图是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验装置。将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气。通电前，A、B两个U形管内的液面相平。接通电源一分钟后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（　　） A．I1＞I2，B管中的液面较高 B．I1＜I2，A管中的液面降低 C．I1＝I2，B管中的液面较高 D．I1＝I2，A管中的液面较高 3．（2023秋•鄞州区期末）某兴趣小组用如图所示甲、乙、丙三个实验装置探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”。三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化”，所用的是控制变量法 B．利用该实验装置也可以探究“电流通过导体产生热量的多少与通电时间长短的关系” C．要探究电热与电阻的关系，应选用甲丙串联接到电源两端进行实验 D．要探究电热与电流的关系，应选用甲乙串联接到电源两端进行实验 4．（2023秋•玉环市期末）如图是研究电流产生热量实验装置的一部分，两个透明容器内密封着等质量、同温度的空气，容器内的电热丝阻值不同。在通电时间相同的情况下，下列判断不正确的是（　　） A．该装置探究的是：通电导体产生的热量多少与电阻的关系 B．该装置通过U形管液面的高度差显示容器内空气温度的变化 C．与甲相连的U形管液面升高得少，是因为通过甲容器中的电流小 D．与乙相连的U形管液面升高得多，是因为乙容器中电阻大放热多 5．（2024•舟山三模）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4 6．（2024•鄞州区一模）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（　　） A．电路中的最大电流为1A B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9 D．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1 7．（2022秋•玉环市期末）如图所示为电热吹风机的简化电路，其中电源电压为U，电热丝的阻值为R，当选择开关与A、B两触点接通时，电路中的总电流为I，时间t内电热丝产生的热量可用下列哪个公式进行计算（　　） A．只能用Q＝UIt B．只能用Q＝I2Rt C．只能用 D．上述三个都可以 8．（2022秋•舟山期末）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（　　） A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高 9．（2022秋•兰溪市期中）如图是一个玩具汽车上的控制电路，对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1欧，保护电阻R为4欧，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6伏和2伏，则（　　） A．电路中的电流为4安 B．电动机两端的电压为2伏 C．电动机的机械功率为3W D．1分钟在电阻R上产生热量60焦 10．（2021•浙江模拟）某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（2021秋•余姚市月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（　　） A．6J B．30J C．36J D．60J 12．（2021秋•余杭区月考）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，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（　　） A．5：4 B．5：2 C．2：5 D．10：1 13．（2020•北仑区模拟）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．电压表V1的示数为6V B．电路消耗的总功率是10W C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J 二．填空题（共9小题） 14．（2024•浙江模拟）电流做的功与电压、电流和通电时间三个因素都有关。小科想通过实验验证电功与电流的关系，选用的器材如图所示。其中两侧U形管内所装液体液面起初相平，电阻阻值如图所示。 （1）将两根电阻R1和R3并联后再与R2串联，可控制R1和R2的电流大小 　 　。 （2）通电一段时间后，通过观察 　 　来比较电流做功多少。 （3）若通过R2的电流为1A，通电1min，则电流通过R2做功为 　 　J。 15．（2023秋•婺城区校级月考）某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。 （1）将图甲闭合开关，通电一段时间后，若发现图甲中的U形管的液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是 　 　。 （2）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）。移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是 　 　。 16．（2024•宁波模拟）2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后（如图），在约21℃及1万个标准大气压的压力下进入超导状态。 （1）如图所示，两块金刚石挤压产生了超大的压强，除了增大压力外，还通过 　 　的方式增大压强。 （2）假如这种室温超导材料能够得到成功应用，替换一段电阻为250Ω的导线，通过其电流为8A，那么每分钟可以减少 　 　J热量的损失。 17．（2023秋•柯桥区期末）如图所示为某手机的充电器，标有“5V，1A”，表示充电电压为5V，最大输出电流为1A。若手机锂电池充满电所储存的电能是1.08×105J，用该充电器充电至少需要 　 　小时才能将这个空的锂电池充满。资料表明，最大输出电流越大，锂电池的充电时间越短；电池发热是影响锂电池使用寿命的主要原因。目前市场上有两种不同的充电器：甲“5V，1A”和乙“5V，2A”，你会选择哪种充电器，并说明理由：　 　。 18．（2023秋•江干区校级月考）热是什么？科学家们对热的本质进行了长期的探索。 材料一：18世纪，“热质说”盛行，人们认为“热”是某种特殊的物质。拉瓦锡等人认为热是渗透到物体空隙当中的所谓“热质”构成的，甚至把“热质”列入化学元素表中。 材料二：1847年，焦耳做了迄今被认为是设计巧妙的实验：如图，在一个容器里装水，中间安上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子的另一端通过滑轮与一重物相连。然后让重物下降带动叶片旋转，重复若干次，使容器里的水温度升高。 （1）焦耳的实验中，容器内水的内能增加的方式是 　 　。 （2）为结合水的比热计算出水增加的内能，以验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。除了测量容器中的水和重物的质量外，还需要测量的科学量有：　 　。 19．（2023秋•玉环市校级月考）如图所示，电源电压恒为12V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为10V，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是　 　W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是　 　J。 20．（2022•浙江自主招生）将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路（如图所示），接在电压为9V的电源上，光敏电阻阻值随光强的变化关系如表所示：[“光强”表示光强弱程度的量，符号为E，单位为坎德拉（cd）] 光强E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 18 9 6 4.5 3.6 3 （1）若电流表的示数增大，表示光强在 　 　（选填“增大”“减少”或“不变”）。 （2）分析表中数据可知，光强E＝1.5cd时光敏电阻R＝ 　 　Ω，此时电流表示数为0.5A，则通电1分钟R0上产生的热量是 　 　J。 21．（2021秋•仙居县期末）严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡功率为7W，在低温挡通电10min产生的热量是 　 　J，若要调至中温挡，需将金属片M拨至 　 　（填“a”或“b”或“c”）处。 22．（2022春•镇海区校级期中）如图所示，电源电压不变，R2＝30Ω，R3＝10Ω．只闭合S1，电流表A1示数为0.2A，电压表Ⓥ示数为4.0V，则定值电阻R1为 　 　Ω，电源电压为 　 　V．闭合S1、S2、S3，电流表A1、A2示数之比为 　 　，通电1min电阻R2产生的热量为 　 　J。 三．实验探究题（共4小题） 23．（2024秋•余姚市月考）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。图中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是阻值都为20欧的电热丝，R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录温度计示数。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度Δt（Δt可反映电热的多少），整理Δt、I2的数据如图丙。 （1）将步骤③中通过温度计的示数来反映电阻产生的热量多少，其中涉及到的实验方法是：　 　。 （2）通过图丙中画出的Δt与I2的关系图像可以得出什么结论：　 　。 （3）小科想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R1不变，将R2更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理并说明理由：　 　。 24．（2024秋•余姚市月考）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 （1）实验中通过观察 　 　的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是 　 　（填选项）。 A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围磁场分布 C.研究光的传播时，引入“光线” （2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，可以得到结论是 　 　。 （3）如图乙，该装置是探究电流产生的热量跟 　 　的关系，探究结束后让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。一段时间后电阻丝产生的热量 　 　（选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”）多。 25．（2024•温州模拟）探究电流热效应的影响因素。 （1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 　 　的关系。相同烧瓶内装满了煤油。为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 　 　（选填“相同”或“不同”）。 （2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 　 　。 A.R0发生断路 B.R0发生短路 （3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h﹣I关系的是 　 　。 26．（2024春•拱墅区校级月考）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图甲所示的器材，容器A、B分别密闭了相同质量的空气，其中电阻丝R1在左边的容器A中，电阻丝R2、R3在右边的容器B中，R1＝R2＝R3＝5Ω。 （1）按照图乙的方式连接A、B两容器中的电阻丝，闭合开关，经过一定时间，与容器A相连的U形管液面高度差为h1，与容器B相连的U形管液面高度差为h2，那么h1　 　h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （2）某学习小组的同学在设计实验方案时，为了控制电流不相同，设计了如图丙所示的电路，观察电流通过电阻R1、R3产生的热量，他的方案是不能达到实验目的是因为：　 　。 （3）要探究电流产生的热量与电流大小的关系，在丙图的基础上对实验方案进行了改进，改进过程中对于R2的阻值选择有三种观点：①大小均可；②应该较小；③应该较大，请说出你的观点和理由 　 　。 四．解答题（共4小题） 27．（2024•吴兴区校级模拟）除了气体供应充足之外，不同鱼类对水温的需求是不同的。该科学兴趣小组继续开展了恒温水族箱的项目化学习。已知：R1为电热丝，标有“220V 2000W”的字样；S2为磁控开关。工作原理：热敏电阻Rx作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示；R2为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙。衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，当吸引力小于4.5N时被弹开（电磁铁电阻不计，，ρ水＝1.0×103kg/m3）。 （1）水族箱使用时，需要装入4L水，要使水温从10℃升高到30℃，需要吸收多少热量？ （2）正常工作时，电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从10℃升高到30℃，电热丝需要加热多长时间？ （3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间，求此时R2的阻值 　 　。 （4）为了把恒温箱的温度区间控制改成25﹣30℃之间，小明将滑动变阻器向左移，结果无法达成功能，你觉得，这是为什么？　 　。 28．（2024•杭州模拟）如图甲为小金同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1，导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝15mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω，U2＝220V。 （1）衔铁被吸下时，求加热电路的总功率？ （2）保温状态下，10分钟电热器产生的热量是多少？ （3）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？ 29．（2024•宁波一模）如图所示，一款电暖桌的铭牌上标有“220V 110Ω“的字样，其宣传语“日耗电不超5元”。将该电暖桌接入家庭电路中，则： （1）电暖桌正常工作时，电流是多少？ （2）使用1小时产生的热量是多少？ （3）若每度电的电费是0.6元，分析说明宣传语是否真实。 30．（2024•瓯海区一模）有一种电加热恒温箱，工作原理如图a所示，控制电路由电压U1＝6V的电源、电磁继电器（线圈电阻R线＝20Ω）、滑动变阻器R0（50Ω 1A）和热敏电阻R1组成：工作电路由电压为U2＝220V的电源、阻值为48.4Ω的电热丝R2组成。当控制电器中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作。热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示。 （1）分析图b可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而 　 　。 （2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的热量是 　 　焦。 （3）通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，则恒温箱能够设定的最高温度值是多少？（写出解答过程） （4）若要提高恒温箱能够设定的最高温度值，请说出两种改进方法。 　 　。 2024年12月九上3.6电能——焦耳定律（电热）练习 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 B C B C A C C C D B A 题号 12 13 答案 B C 一．选择题（共13小题） 1．（2023秋•上城区期末）如图所示装置中，甲、乙两个完全相同的烧瓶中分别装有质量、初温都相同的煤油，烧瓶中的电阻丝分别为R甲、R乙（其中R甲＞R乙），瓶塞上都有相同的玻璃管。小周用该装置探究“电热多少与哪些因素有关”实验，其中错误的是（　　） A．该装置可探究“电热多少与电阻大小有关” B．该装置无法完成“电热多少与电流大小有关” C．该探究实验中运用了控制变量法、转换法 D．通电时间相同，玻璃管内液柱高低关系为h甲＞h乙 【分析】（1）探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等，改变电阻。由此选择并分析； （2）探究电流产生的热量跟电流关系，必须改变电流，保持电阻和通电时间不变； （3）结合控制变量法和转换法分析； （4）根据焦耳定律分析。 【解答】解：A、图中两个电阻串联，控制电流和通电时间相同，电阻不等，故装置可探究“电热多少与电阻大小有关”，故A正确； B、探究电流产生的热量跟电流关系，必须改变电流，保持电阻和通电时间不变，选用同一个装置加热相同时间，通过滑动变阻器改变电流，故可以探究电流产生的 热量与电流的关系，故B错误； C、由于此实验中，电热是不易观察的，通过温度计升高的示数来反映产生电热的多少，采用的是转换法；实验中需要相同的量和不同的量，采用的是控制变量法；故C正确； D、装置中电流和通电时间相同，R甲＞R乙；根据焦耳定律知，甲产生的热量多，根据转换法知，通电时间相同，玻璃管内液柱高低关系为h甲＞h乙；故D正确。 故选：B。 【点评】本题考查探究电流产生热量影响因素的实验与拓展，属于中档题。 2．（2024秋•宁波月考）如图是“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验装置。将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气。通电前，A、B两个U形管内的液面相平。接通电源一分钟后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（　　） A．I1＞I2，B管中的液面较高 B．I1＜I2，A管中的液面降低 C．I1＝I2，B管中的液面较高 D．I1＝I2，A管中的液面较高 【分析】由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，根据Q＝I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答。 【解答】解：因串联电路中各处的电流相等， 所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等，故AB不正确； 由Q＝I2Rt可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多， 密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，右侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，B测玻璃管液面较高，故D不正确，C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了串联电路的电流特点和焦耳定律的应用，关键是明白U形管在实验中的作用。 3．（2023秋•鄞州区期末）某兴趣小组用如图所示甲、乙、丙三个实验装置探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”。三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化”，所用的是控制变量法 B．利用该实验装置也可以探究“电流通过导体产生热量的多少与通电时间长短的关系” C．要探究电热与电阻的关系，应选用甲丙串联接到电源两端进行实验 D．要探究电热与电流的关系，应选用甲乙串联接到电源两端进行实验 【分析】（1）电流通过电阻丝产生热量，加热容器内的气体，气体受热膨胀，从而引起U形管内液面高度变化； （2）探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时，应控制通过导体的电流和通电时间不变； （3）探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，控制电流和通电时间不变。 （4）探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，控制导体电阻和通电时间不变。 【解答】解：A、甲、乙、丙三个实验装置中均没有温度计，U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，通过U形管中液面高度的变化来反映密闭空气温度的变化，采用的是转换法，故A错误； B、要探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系，应保证通过电阻丝的电流和电阻大小均相同，而只改变通电时间； 选择甲装置（或乙装置，或丙装置）接到电源两端进行实验，第一次加热3分钟并测出U形管中液面的高度差，第二次加热5分钟并测出U形管中液面的高度差，通过比较U形管中液面的高度差可比较产生热量的多少，故B正确； C、要探究电热与电阻的关系，要保持电流和通电时间一定，应选用甲、乙串联接到电源两端进行实验，故C错误； D、要探究电热与电流的关系，要保持电阻和通电时间，应选用甲丙串联接到电源两端进行实验，故D错误。 故选：B。 【点评】本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，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。 4．（2023秋•玉环市期末）如图是研究电流产生热量实验装置的一部分，两个透明容器内密封着等质量、同温度的空气，容器内的电热丝阻值不同。在通电时间相同的情况下，下列判断不正确的是（　　） A．该装置探究的是：通电导体产生的热量多少与电阻的关系 B．该装置通过U形管液面的高度差显示容器内空气温度的变化 C．与甲相连的U形管液面升高得少，是因为通过甲容器中的电流小 D．与乙相连的U形管液面升高得多，是因为乙容器中电阻大放热多 【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，结合串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，可给等质量的空气加热，空气吸热越多，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； （3）根据转换法和Q＝I2Rt分析。 【解答】解：A、装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻大小不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系，故A正确； B、容器内空气温度的变化不易观察，但容器内空气温度升高时，空气体积膨胀，推动U形管中的液体上升，从而用U形管中左右液面的高度差来显示容器内空气温度的变化，这是转换法，故B正确； C、与甲相连的U形管液面升高得少，根据转换法，是因为A电阻产生的热量少，两电阻串联接入电路，电流和通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知，A电阻丝的阻值小，而不是通过甲容器中的电流小，故C错误； D、根据转换法和Q＝I2Rt可知，与乙相连的U形管液面升高得多，是因为乙容器中电阻大放热多，故D正确。 故选：C。 【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、串联电路的规律及焦耳定律的运用。 5．（2024•舟山三模）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4 【分析】根据图像利用欧姆定律判定R1、R2的阻值关系；根据焦耳定律公式判定产生热量的比值。 【解答】解：由图可知，该电路为并联电路，电压是相同的，由图乙可知，电压相同，通过R1、R2的电流之比为2：1；根据I可知，R1、R2的电阻之比为1：2； 通电时间相同，电压相同，则根据焦耳定律公式Q＝W可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为2：1。 故选：A。 【点评】本题考查了欧姆定律、焦耳定律公式的应用，能判定电阻的比值是解题的关键。 6．（2024•鄞州区一模）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（　　） A．电路中的最大电流为1A B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9 D．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1 【分析】由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压。 （1）当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为4V，当滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数变化了2V，根据串联电路的电压特点得出滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数，此时电路中的电流最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和Q＝I2Rt＝UIt结合在10s内定值电阻R1产生的热量为36J求出电路中的电流，利用欧姆定律求出R1的阻值，当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电路中的最大电流； （2）滑片P在中点时，电压表的示数为4V，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时电路中的电流，根据W＝UIt求出10s内滑动变阻器R消耗的电能； （3）利用P＝UI求出R1先后两次消耗的电功率之比； （4）利用P＝UI求出滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比。 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，R1与R串联，电压表测R两端的电压。 A.当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为4V，当滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数变化了2V， 由串联电路的分压特点可知，滑片P置于变阻器的b端时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大， 则此时电压表的示数：UR′＝UR+ΔU＝4V+2V＝6V，此时电路中的电流最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时R1两端的电压：U1＝U﹣UR′＝12V﹣6V＝6V， 因串联电路中各处的电流相等，且在10s内定值电阻R1产生的热量为36J， 所以，由Q＝I2Rt＝UIt可得，电路中的最小电流：Ib0.6A， 由I可得，R1的阻值：R110Ω， 当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大， 则电路中的最大电流：Ia1.2A，故A错误； B.滑片P在中点时，电压表的示数为4V，此时R1两端的电压：U1′＝U﹣UR＝12V﹣4V＝8V， 此时电路中的电流：I中0.8A， 10s内滑动变阻器R消耗的电能：WR＝URI中t＝4V×0.8A×10s＝32J，故B错误； C.R1先后两次消耗的电功率之比P1：P1′＝U1′I中：U1Ib＝8V×0.8A：6V×0.6A＝16：9，故C正确； D.滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：PR：PR′＝URI中：UR′Ib＝4V×0.8A：6V×0.6A＝8：9，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式、电热公式的应用，正确的得出滑片位于b端时电压表的示数是关键。 7．（2022秋•玉环市期末）如图所示为电热吹风机的简化电路，其中电源电压为U，电热丝的阻值为R，当选择开关与A、B两触点接通时，电路中的总电流为I，时间t内电热丝产生的热量可用下列哪个公式进行计算（　　） A．只能用Q＝UIt B．只能用Q＝I2Rt C．只能用 D．上述三个都可以 【分析】当选择开关与A、B两触点接通时，电动机和电热丝并联，电路中的总电流为I，根据Q＝I2Rtt表示出电热丝在时间t内产生的热量。 【解答】解：当选择开关与A、B两触点接通时，电动机和电热丝并联，电路中的总电流为I，即通过电动机和电热丝的总电流为I，由于电热丝为纯电阻电路，所以电热丝在时间t内产生的热量QRtt，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了焦耳定律的应用，掌握电路的连接是解题的关键。 8．（2022秋•舟山期末）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（　　） A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高 【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；分析每个选项，找出符合题的选项。 【解答】解：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。 A．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，根据I可知导线中的电流越大，说明电流产生的热量与电流大小有关，故A不符合题意； B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，两灯的实际功率分别为54W和6W，根据P＝UI有I可知，此时两个灯泡的电流是不同的，说明电流产生的热量与电流大小有关，故B不符合题意； C．电熨斗与导线串联，此时通过电熨斗和导线的电流及通电时间相同，而电熨斗的电阻远大于导线的电阻，工作时电熨斗发热明显，故C符合题意； D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高，说明电流产生的热量与时间长短有关，故D不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查了控制变量法的应用，属于基础题。 9．（2022秋•兰溪市期中）如图是一个玩具汽车上的控制电路，对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1欧，保护电阻R为4欧，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6伏和2伏，则（　　） A．电路中的电流为4安 B．电动机两端的电压为2伏 C．电动机的机械功率为3W D．1分钟在电阻R上产生热量60焦 【分析】由电路图可知，电动机M和电阻R串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R两端的电压。根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，利用串联电路的电压特点求出电动机两端的电压，根据P＝UI求出电动机消耗的电功率，根据P＝I2R求出电动机线圈的热功率，电动机的机械功率等于电动机消耗的电功率减去热功率，利用Q＝I2Rt求出1分钟在电阻R上产生热量。 【解答】解：由电路图可知，电动机M和电阻R串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R两端的电压。 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I0.5A，故A错误； 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电动机两端的电压： UM＝U﹣UR＝6V﹣2V＝4V，故B错误； 电动机消耗的电功率： PM＝UMI＝4V×0.5A＝2W， 电动机线圈的热功率： P热＝I2RM＝（0.5A）2×1Ω＝0.25W， 则电动机的机械功率： P机械＝PM﹣P热＝2W﹣0.25W＝1.75W，故C错误； 1分钟在电阻R上产生热量： QR＝I2Rt＝（0.5A）2×4Ω×60s＝60J，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用。 10．（2021•浙江模拟）某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【分析】探究电流通过导体产生的热量与电阻关系时，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，然后结合串并联电路电流规律进行分析。 【解答】解：要探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ACD错误，B正确。 故选：B。 【点评】本题考查电路图的设计以及控制变量法的应用，关键要明确探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同。 11．（2021秋•余姚市月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（　　） A．6J B．30J C．36J D．60J 【分析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据Q＝W＝UIt求出该电路工作10s定值电阻产生的热量。 【解答】解：灯泡正常发光时的电压UL＝10V，功率PL＝3W， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：IL0.3A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R两端的电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V， 该电路工作10s定值电阻产生的热量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。 故选：A。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。 12．（2021秋•余杭区月考）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，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（　　） A．5：4 B．5：2 C．2：5 D．10：1 【分析】已知甲、乙两个电热器的电阻之比和通过的电流之比以及通电时间之比，根据Q＝I2Rt求出产生的热量之比。 【解答】解： 由题意可知，R甲：R乙＝5：4，I甲：I乙＝2：1，t甲：t乙＝1：2， 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：B。 【点评】本题考查了焦耳定律的简单应用，要注意各量之间的关系，比例的计算要细心。 13．（2020•北仑区模拟）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．电压表V1的示数为6V B．电路消耗的总功率是10W C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J 【分析】由电路图可知，定值电阻R与电动机M串联，电压表V1测电动机M两端的电压，电压表V2测电源两端的电压。 （1）根据欧姆定律求出R两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电动机两端的电压； （2）根据P＝UI求出电路消耗的总功率； （3）根据W＝UIt求出通电1min电动机消耗的电能，根据Q＝I2Rt求出电动机工作1min线圈产生的热量，两者的差值即为通电1min电动机产生的机械能。 【解答】解： 由电路图可知，定值电阻R与电动机M串联，电压表V1测电动机M两端的电压，电压表V2测电源两端的电压。 （1）由I可知，阻R两端电压： UR＝IR＝1A×4Ω＝4V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电动机两端电压： UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V，即电压表V1示数是6V，故A正确； （2）电路消耗的总功率： P＝UI＝10V×1A＝10W，故B正确； （3）通电1min电动机消耗的电能： W＝UMIt＝6V×1A×60s＝360J， 通电1min电动机产生的热量： Q＝I2RMt＝（1A）2×1Ω×60s＝60J，故C错误； 通电1min电动机产生的机械能： W机械＝W﹣Q＝360J﹣60J＝300J，故D正确。 故选：C。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，关键是知道电动机是非纯电阻用电器，欧姆定律不成立，同时要注意电压表不测带电源用电器两端的电压。 二．填空题（共9小题） 14．（2024•浙江模拟）电流做的功与电压、电流和通电时间三个因素都有关。小科想通过实验验证电功与电流的关系，选用的器材如图所示。其中两侧U形管内所装液体液面起初相平，电阻阻值如图所示。 （1）将两根电阻R1和R3并联后再与R2串联，可控制R1和R2的电流大小 　不相等　。 （2）通电一段时间后，通过观察 　两个U形管中液面的高度差　来比较电流做功多少。 （3）若通过R2的电流为1A，通电1min，则电流通过R2做功为 　300　J。 【分析】（1）结合串联、并联电路电流的规律分析； （2）用电器消耗电能是电流做功的过程；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，通过转换法间接得到导体通电后产生热量的多少； （3）根据Q＝I2Rt可比较计算电阻产生热量的多少。 【解答】解：（1）由并联电路电流的规律，电阻丝R3的作用是使通过电阻丝R1和R2的电流不相等； （2）电流通过电阻丝产生热量的多少不能直接看出来，可以观察两个U形管中液面的高度差，液面的高度差越大，说明空气体积膨胀的越多，吸收的热量越多，电阻丝产生的热量越多，电流做功就越多； （3）通过R2的电流为1A，通电1min，则R2产生的热量为：Q＝I2Rt＝（1A）2×5Ω×60s＝300J。 故答案为：（1）不相等；（2）两个U形管中液面的高度差；（3）300。 【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、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。 15．（2023秋•婺城区校级月考）某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。 （1）将图甲闭合开关，通电一段时间后，若发现图甲中的U形管的液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是 　空气盒气密性不好　。 （2）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）。移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是 　当电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多　。 【分析】（1）通电一段时间后，若发现图甲中的U形管的液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是空气盒气密性不好； （2）探究电流产生热量跟通电电流关系时，控制通电时间和电阻不变。 【解答】解：（1）通电一段时间后，若发现图甲中的U形管的液面高度几乎不变，出现该现象的原因可能是空气盒气密性不好； （2）乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系；在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电阻产生的热量越多。 故答案为：（1）通电时间太短或装置漏气或电路中电流太小；（2）当电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。 【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，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。 16．（2024•宁波模拟）2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后（如图），在约21℃及1万个标准大气压的压力下进入超导状态。 （1）如图所示，两块金刚石挤压产生了超大的压强，除了增大压力外，还通过 　减小受力面积　的方式增大压强。 （2）假如这种室温超导材料能够得到成功应用，替换一段电阻为250Ω的导线，通过其电流为8A，那么每分钟可以减少 　9.6×105　J热量的损失。 【分析】（1）增大压强的方法：在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；在受力面积一定时，通过增大压力来增大压强； （2）根据焦耳定律Q＝I2Rt求出电阻为250Ω的导线每分钟产生的热量，即每分钟可以减少的热量损失。 【解答】解：（1）两块金刚石挤压产生了超大的压强，除了增大压力外，还通过减小受力面积来增大压强； （2）电阻为250Ω的导线每分钟产生的热量：Q＝I2Rt＝（8A）2×250Ω×1×60s＝9.6×105J， 所以每分钟可以减少9.6×105J热量的损失。 故答案为：（1）减小受力面积；（2）9.6×105。 【点评】本题考查焦耳定律的应用以及增大和减小压强的方式，是一道基础题。 17．（2023秋•柯桥区期末）如图所示为某手机的充电器，标有“5V，1A”，表示充电电压为5V，最大输出电流为1A。若手机锂电池充满电所储存的电能是1.08×105J，用该充电器充电至少需要 　6　小时才能将这个空的锂电池充满。资料表明，最大输出电流越大，锂电池的充电时间越短；电池发热是影响锂电池使用寿命的主要原因。目前市场上有两种不同的充电器：甲“5V，1A”和乙“5V，2A”，你会选择哪种充电器，并说明理由：　甲，充电电流较小，产生的热量较少，可以延长电池寿命。　。 【分析】根据W＝UIt计算充电时间，根据电热有关因素分析两者充电器产生热量的多少，结合题意选择。 【解答】解：根据W＝UIt知，充满电的时间t21600s＝6h； 根据Q＝I2Rt，电池的内阻一定时，电流越大，发热越多，而电池发热是影响锂电池使用寿命的主要原因，因而选择电流较小的甲充电器。 故答案为：6；甲，充电电流较小，产生的热量较少，可以延长电池寿命。 【点评】本题考查电能的计算与电热的有关因素，属于中档题。 18．（2023秋•江干区校级月考）热是什么？科学家们对热的本质进行了长期的探索。 材料一：18世纪，“热质说”盛行，人们认为“热”是某种特殊的物质。拉瓦锡等人认为热是渗透到物体空隙当中的所谓“热质”构成的，甚至把“热质”列入化学元素表中。 材料二：1847年，焦耳做了迄今被认为是设计巧妙的实验：如图，在一个容器里装水，中间安上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子的另一端通过滑轮与一重物相连。然后让重物下降带动叶片旋转，重复若干次，使容器里的水温度升高。 （1）焦耳的实验中，容器内水的内能增加的方式是 　做功　。 （2）为结合水的比热计算出水增加的内能，以验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。除了测量容器中的水和重物的质量外，还需要测量的科学量有：　重物下落的高度、水升高的温度　。 【分析】（1）改变物体内能的方式有做功和热传递； （2）根据做功公式W＝Fs＝Gh和热量公式Q＝cmΔt可知还需要测量的科学量。 【解答】解：（1）焦耳的实验中，重物下降带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，容器内水的内能增加的方式是做功； （2）为结合水的比热计算出水增加的内能，以验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等，除了测量容器中的水和重物的质量外，根据W＝Fs＝Gh可知还需要测量重物下落的高度，根据Q＝cmΔt可知还需要测量水升高的温度； 故答案为：（1）做功；（2）重物下落的高度、水升高的温度。 【点评】本题考查改变物体内能的方式、做功公式、吸热公式的灵活运用以及学生对热的本质的理解。 19．（2023秋•玉环市校级月考）如图所示，电源电压恒为12V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为10V，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是　0.4　W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是　24　J。 【分析】（1）由电路图可知，电压表测电动机两端电压，由串联电路特点求出滑动变阻器电压，由欧姆定律可以求出电流，根据P＝UI求功率； （2）由Q＝I2Rt求出内部线圈产生的热量。 【解答】解：（1）由电路图可知，电压表测电动机两端电压， ∵串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和， ∴滑动变阻器两端电压UR＝U﹣U1＝12V﹣10V＝2V， 则I0.2A， 则滑动变阻器消耗的功率PR＝URI＝2V×0.2A＝0.4W； （2）由焦耳定律得： 电动机内部线圈产生的热量Q＝I2R1t＝（0.2A）2×2Ω×5×60s＝24J。 故答案为：0.4；24。 【点评】分析清楚电路结构，熟练应用欧姆定律、串联电路特点和焦耳定律公式即可正确解题。 20．（2022•浙江自主招生）将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路（如图所示），接在电压为9V的电源上，光敏电阻阻值随光强的变化关系如表所示：[“光强”表示光强弱程度的量，符号为E，单位为坎德拉（cd）] 光强E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 18 9 6 4.5 3.6 3 （1）若电流表的示数增大，表示光强在 　增大　（选填“增大”“减少”或“不变”）。 （2）分析表中数据可知，光强E＝1.5cd时光敏电阻R＝ 　12　Ω，此时电流表示数为0.5A，则通电1分钟R0上产生的热量是 　90　J。 【分析】（1）由图R与R0串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，由串联电路物点和欧姆定律可知，电流增大时，电路中电阻减小，由此根据表格数据判断光强变化； （2）分析数据可知，光强与光敏电阻的乘积保持不变，已知光强的大小，从而可知光敏电阻的阻值。 根据公式U＝IR可求光敏电阻两端的电压，进一步求出定值电阻两端的电压，根据公式Q＝W＝UIt可求产生的热量。 【解答】解： （1）由电路图知，R与R0串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流，电源电压一定。 由串联电路特点和欧姆定律可知，电流增大时，电路中电阻减小，即R阻值变小，从表中数据分析，光强在增大； （2）分析表中数据可知，光强与光敏电阻的乘积是定值， 所以：1cd×18Ω＝1.5cd×R， 解得：R＝12Ω； 由I可得，光敏电阻两端的电压：UR＝IR＝0.5A×12Ω＝6V， 由串联电路的电压规律可得，定值电阻两端的电压：U0＝U﹣UR＝9V﹣6V＝3V， 通电1分钟R0上产生的热量：Q0＝W0＝U0It＝3V×0.5A×60s＝90J。 故答案为：（1）增大；（2）12；90。 【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律以及电热公式的综合应用，难点是根据表格数据得出光敏电阻的阻值与光强的关系。 21．（2021秋•仙居县期末）严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡功率为7W，在低温挡通电10min产生的热量是 　4200　J，若要调至中温挡，需将金属片M拨至 　b　（填“a”或“b”或“c”）处。 【分析】由电路图可知，S1闭合、M接a时，R1与R2串联，当S1闭合、M接b时，R1与R2串联，当S1闭合、M接C时，只有R2工作，根据串联电路电阻规律结合P可知电热靴的挡位； 根据W＝Pt计算在低温挡通电10min产生的热量。 【解答】解：由电路图可知，S1闭合、M接a时，R1与R2串联，当S1闭合、M接b时，R1与R2串联，当S1闭合、M接C时，只有R2工作，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，根据P可知电路中的总电阻最大，总功率最小， 所以S1闭合、M接a时，R1与R2串联时电热靴处于低温挡，当S1闭合、M接b时，R1与R2串联，电热靴处于中温挡，当S1闭合、M接C时，只有R2工作电热靴处于高温挡， 在低温挡通电10min产生的热量是：W＝Pt＝7W×10×60s＝4200J。 故答案为：4200；b。 【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率、电功公式的应用，会判断电热靴不同挡位时电路的连接方式是关键。 22．（2022春•镇海区校级期中）如图所示，电源电压不变，R2＝30Ω，R3＝10Ω．只闭合S1，电流表A1示数为0.2A，电压表Ⓥ示数为4.0V，则定值电阻R1为 　20　Ω，电源电压为 　6　V．闭合S1、S2、S3，电流表A1、A2示数之比为 　5：2　，通电1min电阻R2产生的热量为 　72　J。 【分析】（1）只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R1两端的电压。根据欧姆定律即可求出R1的阻值； 根据串联电路的特点和欧姆定律求出电源电压； （2）闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A1测量的是干路中的总电流，A2测量R2的电流，电压表测量的是电源电压。根据欧姆定律和并联电路的特点分别求出电流表A1、A2示数，然后求出比值；根据Q＝I2Rt求出RI产生的热量。 【解答】解：（1）只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R1两端的电压。 由欧姆定律可得R1的阻值： R120Ω； 根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压： U＝I（R1+R3）＝0.2A×（20Ω+10Ω）＝6V； （2）闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A1测量的是干路中的总电流，A2测量R2的电流，电压表测量的是电源电压； 则通过R1的电流：I10.3A， A2的示数（通过R2的电流）：I20.2A， 所以干路中电流表A1的示数：I＝I+I2＝0.3A+0.2A＝0.5A， 电流表A1、A2示数之比为； 通电1minR2产生的热量：Q2R2t＝（0.2A）2×30Ω×60s＝72J。 故答案为：20；6；5：2；72。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是电路连接方式和电流表测量的对象的判断。 三．实验探究题（共4小题） 23．（2024秋•余姚市月考）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。图中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是阻值都为20欧的电热丝，R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录温度计示数。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度Δt（Δt可反映电热的多少），整理Δt、I2的数据如图丙。 （1）将步骤③中通过温度计的示数来反映电阻产生的热量多少，其中涉及到的实验方法是：　转换法　。 （2）通过图丙中画出的Δt与I2的关系图像可以得出什么结论：　在通电时间和电阻相同时，电阻产生的热量与电流平方成正比　。 （3）小科想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R1不变，将R2更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理并说明理由：　不合理，由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响　。 【分析】（1）由电流的热效应可知，电流通过R2时，会产生热量，煤油吸收其产生的热量，温度升高，据此分析； （2）根据Q吸＝cmΔt和焦耳定律得出Δt与I2的关系，然后画出图像； （3）由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，据此分析。 【解答】解：（1）由电流的热效应可知，电流通过R2时，会产生热量，煤油吸收其产生的热量，温度升高，因此步骤③为将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度； （2）根据Q吸＝cmΔt可知，煤油的比热容一定，质量不变，因此煤油吸收的热量与其温度的变化量Δt成正比；根据焦耳定律可知，在电阻一定和相同的时间内，电流通过导体产生的热量与12成正比，由此可知，Δt与I2应成正比例关系，其图像应为一条过原点的直线，由于存在实验误差，则图像如下图所示： ； （3）由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响，故小明的想法是不合理的。 故答案为：（1）转换法；（2）见解答；在通电时间和电阻相同时，电阻产生的热量与电流平方成正比；（3）不合理，R1、R2阻值不同，开关S从1拨至2时，实验电路电流和调试电路电流不同。 【点评】本题研究电热与电流的关系实验，考查实验步骤、图像分析和控制变量法的应用。 24．（2024秋•余姚市月考）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 （1）实验中通过观察 　液面高度差　的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是 　B　（填选项）。 A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围磁场分布 C.研究光的传播时，引入“光线” （2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，可以得到结论是 　电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多　。 （3）如图乙，该装置是探究电流产生的热量跟 　电流　的关系，探究结束后让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。一段时间后电阻丝产生的热量 　左瓶　（选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”）多。 【分析】（1）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形管两侧的液面高度差越大，利用了转换法； （2）根据控制变量法，保持电流和通电时间相同，改变电热丝的电阻，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，根据实验现象得出结论； （3）要研究电热与电流的关系，必须保持电阻和通电时间相同，改变通过电热丝的电流，比较产生热量多少与电流大小的关系； 根据串联电路的电流特点可知把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，两侧的电流相同，根据并联电路电阻规律可知左侧电阻较大，根据Q＝I2Rt判断哪侧产生的热量多。 【解答】解：（1）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形管两侧的液面高度差越大，利用了转换法； A.探究电流与电压、电阻的关系，利用了控制变量法； B.用铁屑显示磁体周围磁场分布，利用转换法； C.研究光的传播时，引入“光线”，利用模型法，故选B； （2）如图甲所示，两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，电阻不同，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，故电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多； （3）如图乙所示，右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，两瓶中装有阻值相同的电热丝，根据控制变量法，电阻和通电时间相同，通过两瓶中电热丝的电流不同，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系； 让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，两侧的电流相同，根据并联电路电阻规律可知左侧电阻较大，根据Q＝I2Rt可知一段时间后电阻丝产生的热量左瓶多。 故答案为：（1）液面高度差；B；（2）电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；（3）电流；左瓶。 【点评】本题探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关，重点考查了学生对控制变量法、转换法、焦耳定律的掌握和应用。 25．（2024•温州模拟）探究电流热效应的影响因素。 （1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 　电流　的关系。相同烧瓶内装满了煤油。为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 　相同　（选填“相同”或“不同”）。 （2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 　A　。 A.R0发生断路 B.R0发生短路 （3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h﹣I关系的是 　A　。 【分析】（1）煤油是绝缘体；根据电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻相等；根据并联电路电流的规律分析； （2）根据转换法，通过烧瓶中玻璃管内液面上升的高度说明热量的多少； （3）根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，结合焦耳定律由数学知识分析。 【解答】解：（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体；控制电阻相等，探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于通过R2的电流。 （2）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多，但是甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是R0发生断路。 （3）小红用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比， 根据焦耳定律可知，Q＝I2Rt﹣﹣﹣﹣﹣①，Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映h﹣I关系的是A。 故答案为：（1）电流；相同；（2）A；（3）A。 【点评】本题考查控制变量法、转换法、及焦耳定律的运用，难度不大。 26．（2024春•拱墅区校级月考）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图甲所示的器材，容器A、B分别密闭了相同质量的空气，其中电阻丝R1在左边的容器A中，电阻丝R2、R3在右边的容器B中，R1＝R2＝R3＝5Ω。 （1）按照图乙的方式连接A、B两容器中的电阻丝，闭合开关，经过一定时间，与容器A相连的U形管液面高度差为h1，与容器B相连的U形管液面高度差为h2，那么h1　＜　h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （2）某学习小组的同学在设计实验方案时，为了控制电流不相同，设计了如图丙所示的电路，观察电流通过电阻R1、R3产生的热量，他的方案是不能达到实验目的是因为：　电流通过导体R2产生的热量会影响U形管液面高度差的变化，这个方案是不能达到实验目的　。 （3）要探究电流产生的热量与电流大小的关系，在丙图的基础上对实验方案进行了改进，改进过程中对于R2的阻值选择有三种观点：①大小均可；②应该较小；③应该较大，请说出你的观点和理由 　应该选择②，因为R2的阻值较小，则通过R2的电流较大，根据并联分流可知，通过R3的电流会较小，实验现象比较明显　。 【分析】（1）电阻串联，故电路中的电流相等，由Q＝I2Rt进行分析； （2）根据并联电路电流的规律，通过R1的电流大于通过R3的电流；但R2与R3在一个容器内，电流通过导体R2产生的热量会影响U形管液面高度差的变化，据此分析； （3）根据串并联电路电流的特点结合焦耳定律进行分析。 【解答】解：（1）由图乙可知，三个电阻串联，故电路中的电流相等，A、B容器内的电阻不同，2RA＝RB，由Q＝I2Rt可知，B容器内产生的热量多，电阻丝放出热量的多少不能直接观察，是通过U形管液面高度差的变化来进行判断的，即与容器A相连的U形管液面高度差为h1小于与容器B相连的U形管液面高度差为h2； （2）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”要控制电阻相等，改变电流，即选用的两电阻丝R1与R3的阻值相等，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流大于通过R3的电流；但电流通过导体R2产生的热量会影响U形管液面高度差的变化，这个方案是不能达到实验目的； （3）R3与R1串联，同时R3与R2并联，即通过R1的电流等于通过R3、R2的电流之和，若R2的阻值较小，则通过R2的电流较大，根据并联分流可知，通过R3的电流会较小，会使实验现象比较明显。 故答案为：（1）＜；（2）电流通过导体R2产生的热量会影响U形管液面高度差的变化，这个方案是不能达到实验目的；（3）应该选择②，因为R2的阻值较小，则通过R2的电流较大，根据并联分流可知，通过R3的电流会较小，实验现象比较明显。 【点评】本题探究电流产生的热量与哪些因素有关实验，利用控制变量法以及焦耳定律是解题关键。 四．解答题（共4小题） 27．（2024•吴兴区校级模拟）除了气体供应充足之外，不同鱼类对水温的需求是不同的。该科学兴趣小组继续开展了恒温水族箱的项目化学习。已知：R1为电热丝，标有“220V 2000W”的字样；S2为磁控开关。工作原理：热敏电阻Rx作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示；R2为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙。衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，当吸引力小于4.5N时被弹开（电磁铁电阻不计，，ρ水＝1.0×103kg/m3）。 （1）水族箱使用时，需要装入4L水，要使水温从10℃升高到30℃，需要吸收多少热量？ （2）正常工作时，电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从10℃升高到30℃，电热丝需要加热多长时间？ （3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间，求此时R2的阻值 　160Ω　。 （4）为了把恒温箱的温度区间控制改成25﹣30℃之间，小明将滑动变阻器向左移，结果无法达成功能，你觉得，这是为什么？　将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，则衔铁不会被弹开　。 【分析】（1）根据密度公式求出4L水的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （2）根据效率公式求出电热丝消耗的电能，根据P求出加热时间； （3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间，衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，由图丙可知此时通过电路的电流，由图乙可知此时热敏电阻接入电路的阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压； 当吸引力小于4.5N时被弹开，由图丙可知此时通过电路的电流，由图乙可知此时热敏电阻接入电路的阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压，联立可解出R2的阻值； （4）将滑动变阻器向左移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，衔铁不会被弹开。 【解答】解：（1）水的体积V＝4L＝4dm3＝4×10﹣3m3， 由ρ可知，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（30℃﹣10℃）＝3.36×105J； （2）由η可知，电热丝消耗的电能：W4.2×105J， 由P可知，加热时间：t′210s； （3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间， 衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，此时通过电路的电流为I＝200mA＝0.2A，此时热敏电阻接入电路的阻值为50Ω， 根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压U＝I（Rx+R2）＝0.2A×（50Ω+R2）＝10V+0.2A×R2……① 当吸引力小于4.5N时被弹开，此时通过电路的电流为I′＝150mA＝0.15A，此时热敏电阻接入电路的阻值为120Ω， 根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压U＝I′（Rx′+R2）＝0.15A×（120Ω+R2）＝18V+0.15A×R2……② 联立①②两式可解得：U＝42V；R2＝160Ω； （4）由图甲可知，将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，则衔铁不会被弹开。 答：（1）水吸收的热量为3.36×105J； （2）电热丝需要加热的时间为210s； （3）160Ω； （4）将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，则衔铁不会被弹开。 【点评】本题考查串联电路特点、密度公式、吸热公式、效率公式、欧姆定律以及电功率公式的灵活运用，能从图中获取相关信息是解题的关键。 28．（2024•杭州模拟）如图甲为小金同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1，导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝15mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω，U2＝220V。 （1）衔铁被吸下时，求加热电路的总功率？ （2）保温状态下，10分钟电热器产生的热量是多少？ （3）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？ 【分析】由电路图知：衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通时，加热电路中电阻最小，由P可知电路功率最大，处于加热状态；当继电器上方触点和触点c接通时，加热电路电阻较大，由P可知电路功率较小，电路处于保温状态； （1）衔铁被吸下时，电阻R1与R2并联，由并联电路特点可以求出加热电路的总电阻，利用P可求加热电路的总功率； （2）先由功率公式P求出加热电路在保温状态下10min内电路产生的热量； （3）由热敏电阻的R﹣t图象找出热敏电阻的最小阻值，此时电路电流最大，根据电路的最大电流求出控制电路保护电阻R0的最小阻值，这是控制电路正常工作的最小阻值；求出衔铁刚好被吸下时热敏电阻的阻值，然后由图象找出该阻值对应的温度，这就是储水箱中水的温度。 【解答】解：（1）由电路图知：衔铁被吸下时，R1、R2并联， 由并联电路的特点知：， 电路总电阻R22Ω， 电路加热时的总功率：P2200W； （2）由电路图知，保温状态下：R2、R3串联， 10min加热电路产生的热量 600s＝1.32×105J； （3）由图乙可知，热敏电阻的最小值是R＝200Ω， 当R最小，控制电路中的电流不超过最大值时，保护电阻R0阻值最小， 由得：保护电阻R0的最小值R0R200Ω＝200Ω， 由题意知，衔铁刚好被吸下时，电路电流I＝10mA＝0.01A， 此时电流总电阻R总600Ω， 此时热敏电阻R＝R总﹣R0＝600Ω﹣200Ω＝400Ω， 由图2可知，此时水温为60℃。 答：（1）加热电路的总功率为2200W； （2）10分钟电热器产生的热量是1.65×105J； （3）保护电阻R0的阻值至少为200Ω，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是60℃。 【点评】本题考查了求加热电路处于加热状态时的电阻、10分钟热水器散失的热量、保护电阻的最小阻值、水的温度等问题，考查的内容较多；分析清楚电路结构是本题正确解题的前提与关键；要正确解题，需要熟练掌握并联电路的特点、电功公式、欧姆定律等知识。 29．（2024•宁波一模）如图所示，一款电暖桌的铭牌上标有“220V 110Ω“的字样，其宣传语“日耗电不超5元”。将该电暖桌接入家庭电路中，则： （1）电暖桌正常工作时，电流是多少？ （2）使用1小时产生的热量是多少？ （3）若每度电的电费是0.6元，分析说明宣传语是否真实。 【分析】（1）由电暖桌的铭牌可知其额定电压、电阻大小，利用欧姆定律求电暖桌正常工作时，通过的电流； （2）利用焦耳定律求出通电1h电暖桌产生的热量； （3）根据电价求出电暖桌1h所需的电费，判断宣传语是否真实。 【解答】解：（1）由电暖桌的铭牌可知其额定电压U额＝220V、电阻R＝110Ω， 电暖桌正常工作时，U＝U额＝220V，通过该电暖桌的电流：I2A； （2）通电1h电暖桌产生的热量：Q＝I2Rt＝（2A）2×110Ω×1×3600s＝1.584×106J； （3）1h电暖桌消耗的电能W＝UIt＝220V×2A×1×3600s＝1.584×106J＝0.44kW•h＝0.44度， 一天消耗电能为：0.44度×24＝10.56度， 一天所需的电费：10.56度×0.6元/度＝6.336元＞5元， 所以宣传语不是真实的。 答：（1）电暖桌正常工作时，电流是2A； （2）使用1小时产生的热量是1.584×106J； （3）宣传语不是真实的。 【点评】本题考查了欧姆定律、焦耳定律、电功公式的应用，属于基础题目。 30．（2024•瓯海区一模）有一种电加热恒温箱，工作原理如图a所示，控制电路由电压U1＝6V的电源、电磁继电器（线圈电阻R线＝20Ω）、滑动变阻器R0（50Ω 1A）和热敏电阻R1组成：工作电路由电压为U2＝220V的电源、阻值为48.4Ω的电热丝R2组成。当控制电器中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作。热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示。 （1）分析图b可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而 　减小　。 （2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的热量是 　6×104　焦。 （3）通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，则恒温箱能够设定的最高温度值是多少？（写出解答过程） （4）若要提高恒温箱能够设定的最高温度值，请说出两种改进方法。 　减小U1的值或增大R0的最大阻值　。 【分析】（1）由图b直接得出热敏电阻R1的阻值与温度的关系； （2）工作电路正常工作1min，根据Q＝W＝UItt求出电热丝R2产生的电热； （3）由题意可知，控制电路的电压和电磁铁吸合时的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小可知，R1的阻值最小时，恒温箱达到能够设定的最高温度值，而R0的阻值最大时R1的阻值最小，根据电阻的串联求出R1的最小阻值，根据图b可知恒温箱能够设定的最高温度值； （4）由图b可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值，据此进行解答。 【解答】解：（1）由图b可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小； （2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的电热： Q＝Wt60s＝6×104J； （3）由题意可知，控制电路的电压U1＝6V，恒温箱达到设定的最高温度时，控制电路中的电流为I1＝0.05A， 由I可得，电路的总电阻： R总120Ω， 因热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小， 所以，R1的阻值最小时，恒温箱达到能够设定的最高温度值， 当R0的阻值最大时，R1的阻值最小， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R1的最小阻值： R1小＝R总﹣R线﹣R0大＝120Ω﹣20Ω﹣50Ω＝50Ω， 由图b可知，恒温箱能够设定的最高温度值是80℃； （4）由图b可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值， 当电源的电压和电磁铁吸合时的电流不变时，要减小热敏电阻的阻值，应增大R0的最大阻值； 当电磁铁吸合时的电流和R0的最大阻值不变时，要减小热敏电阻的阻值，应减小控制电路的电压U1等。 答：（1）减小；（2）6×104； （3）通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，则恒温箱能够设定的最高温度值是80℃； （4）减小U1的值或增大R0的最大阻值。 【点评】本题考查了电热公式和串联电路特点以及欧姆定律的应用等，从图象中获取有用的信息和明白电加热恒温箱的工作原理是关键。 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：2024/12/14 18:20:55；用户：俞蜀平；邮箱：orFmNt3rrUdcpC6MK1JahluKb_no@weixin.jyeoo.com；学号：25155137 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$