15.3电热器 电流的热效应 2024-2025学年苏科版物理九年级下册

初三下学期开学收心练习3-----15.3电热器 电流的热效应---苏科版 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础回顾： 知识点1 电流的热效应及应用 1、电流的热效应 （1）电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。 （2）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为内能。 （3）电流热效应影响因素：与通电的时间、电流、电阻有关，通过导体的电流越大，导体 的电阻越大，通电时间越长，导体产生的热量越多。 ※方法点拨 （1）电流有三大效应：热效应、磁效应、化学效应。 （2）任何用电器，只要有电阻存在，电流通过时就会有热效应；电流流过超导体不会有热 效应。 2、电热的利用与防止 （1）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁、无污染、 热效率高，且便于控制和调节电流。 （2）有时人们利用电热，如电饭锅、电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。 知识点2 焦耳定律及应用 1、焦耳定律 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通 电时间成正比，这个规律叫焦耳定律。 （2）公式：Q=I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。 式中： I-通过导体的电流，单位是安培（A）。 R--导体的电阻，单位是欧姆。 t--电流通过导体的时间，单位是秒（S）。 Q--电流在电阻上产生的热量，单位是焦（J）。 2、焦耳定律的应用 （1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略；电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路；基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。 （2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。 知识点3 电功与热量的综合计算 1、电能与电热的关系：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q=W），这时以下公式均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。 2、串并联电路电功特点 （1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和。 （2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即。 （3）并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即（各支路通电时间都相同）。 3、电热的综合计算： （1）水吸收的热量的计算：Q=cmΔt。 （2）用电器消耗电能放出的热量的计算：I2Rt=Q=W=Pt=UIt=（纯电阻电路）。 （3）明确Q与W的比例关系。根据比例关系列出等式，求出未知量。 习题呈现： 一、单选题 1．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（　　） A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量多 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅做功快 C．正常工作3min，电流通过电烤箱做的功最多 D．在一个月内，电饭锅消耗的电能一定最少 2．如图所示的几种用电器，利用电流的热效应工作的是（　　） A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电视机 3．有甲、乙两电热丝电阻之比为2︰3，通过的电流之比为3︰2，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．23 B．32 C．11 D．94 4．根据生活经验，以下估测最接近实际的是（　　） A．一个学生实验用的小灯泡正常发光时的电流约为0.2A B．一台电视机正常工作2h消耗的电能大约为3kW·h C．一盏家用节能灯照明1min消耗电能约为9000J D．一台壁挂式空调在制冷时的工作电流约为20A 5．如图所示电路中，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右端移动的过程中（   ） A．电流表和电压表的示数都变大，灯L的电功率变大 B．电流表和电压表的示数都变小，灯L的电功率变小 C．电流表的示数变大，电压表的示数变小，灯L的电功率变大 D．电流表的示数变小，电压表的示数变大，灯L的电功率变小 6．超导材料可以应用在（　　） A．电热毯 B．电动汽车动力系统 C．电热水壶 D．充电暖手宝 7．如图是探究电流通过导体时产热的多少与哪些因素有关的实验装置，下列说法正确的是（　　） A．可通过U形管中液面高度差来计算产热多少 B．通过该装置所反应的实验现象得知，当电流和通电时间一定时，电阻越大，产热越多 C．该实验装置不仅可以探究导体产热的多少与电流的关系，还可以探究导体产热的多少与通电时间的关系 D．若R3损坏而将其换成更大的电阻，依然可以完成实验且两个U形管差异更明显 8．已知一台直流电动机两端的电压为9V，通过电动机的电流为2A，线圈的电阻为，则在1内电动机消耗的电能及产生的热量分别为（　　） A．120J；120J B．1080J；120J C．1080J；1080J D．900J；120J 9．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），则将火柴放在图中哪个位置上最容易被点燃（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 10．如图是“探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系”的实验装置。R1、R2、R3是三个定值电阻，两个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．因为液体的热胀冷缩，导致U形管液面高度的变化 B．R1与R2的阻值必须相等 C．R2与R3的阻值必须相等 D．拆下R3，即可探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系” 11．如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1=5Ω，R2=R3=10Ω。下列说法正确的是（　　） A．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 B．只闭合S1，通过R1的电流是R2电流的2倍 C．闭合S1和S2后，通过R1的电流是R2电流的0.5倍 D．闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样 12．如图甲所示，电源电压不变，将小灯泡L和电阻R接入电路中，图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图像。只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为4V B．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为8Ω C．当S1和S2均闭合时，电路的总功率是1.5W D．当S1和S2均闭合时，电阻R在2min内产生的热量是48J 13．现有“6V  3W”和“12V  18W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（    ） A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少 B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快 C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生热量一定比乙灯泡多 D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A 14．如图所示的电路，当开关S闭合时，电路中的电流为1A，电压表V的示数为9V，定值电阻R的阻值为，电动机的电能转化为机械能的效率为90%，下列说法正确的是（   ） A．电压表V1的示数为4V B．电动机M的线圈电阻为 C．电路消耗的总功率是4W D．通电1min电流通过电动机产生的热量是300J 15．有两根电热丝R1、R2，且R1=3R2，若单独用R2烧开一壶水， 所需时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水， 则所需的时间分别为（不计热损失）（　　） A．， B．， C．、 D．、 16．如图所示为电阻和的图象，下列说法正确的是（　　） A．的电阻是 B．两电阻串联，两端的电压与两端的电压之比为 C．两电阻并联，的电功率与的电功率之比为 D．两电阻串联，相同时间电流经过、产生的热量之比为 17．如图甲所示的电路中，电源电压不变，闭合开关后，滑片由端移动到端，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。下列说法错误的是（   ） A．电源电压为 B．定值电阻的阻值为 C．滑动变阻器的最大阻值为 D．滑片在端时，通电电阻产生的热量为 18．如图所示是小明设计的可调节温度高低的电热毯电路图，其工作原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”（电压表）示数变大，下列电路图符合设计要求的是（   ） A．B．C． D． 二、填空题 19．如图所示电路中，R1=10Ω，R2=5Ω，电压表V的示数为3V，则通电1min电流通过R2产生的热量为 J。 20．如图所示是定值电阻R和灯泡L的I-U图像。请回答下列问题： (1)将定值电阻R和灯泡L串联起来接在一个电源两端，电路中的电流为0.6A． 则该电源的电压为 V； 此时灯泡L和定值电阻R的阻值之比为 。功率之比为 ； (2)若将定值电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源两端， 则定值电阻R的阻值为 Ω，干路电流为 A，10s内电流通过电阻R产生的热量为 J。 21．一辆玩具小汽车利用两节干电池串联给其中的电动机供电，驱动玩具车行驶。已知该电动机额定电流为1A，电动机线圈电阻为0.3Ω。这台电动机正常工作1min，消耗的电能为 J，电能转化为机械能的效率为 。 22．如图所示为某电烤炉的简化电路图，琳琳查看说明书后得知均为电热丝，，，忽略温度对电热丝电阻的影响。当只闭合开关时，电烤炉处于 （选填“高温”或“低温”）挡，在此状态下通电5min，电烤炉产生的热量是 J。 23．如图甲灯泡中的电流随它两端电压变化的图象。将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，灯泡实际功率为1W，则电源电压为 V；再闭合开关后，电流表示数变化了0.4A，此时让电阻R通电100s后，产生的热量为 J；若将L和R串联在3V的电源上，电路中电流为 A。 24．如图所示的电路中，电源电压恒为4 V不变，R为定值电阻，小灯泡L的规格为“6 V 3.6 W”，其灯丝电阻不受温度的影响。闭合开关S，电流表的示数为1.2 A。小灯泡的实际功率为 W，电阻R的阻值为 Ω，通电1 min，电阻R产生的热量为 J。 25．如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。则电源电压为 V，定值电阻的阻值为 Ω，滑动变阻器的最大阻值为 Ω；当滑片在a端时，通电1min电阻R0产生的热量为 J。 26．超导体指在某一温度下，电阻为零的导体。若不考虑技术和成本，超导体可用来制造 （选填“电热丝”或“输电线”）。一根电阻为11Ω的铜丝，当它两端电压从220V降低到110V时，其电阻为 Ω；连接电路时，需要将其剪去一段，剩余的铜丝电阻将 。 27．如图所示，电水壶通电烧水，水沸腾后，水蒸气使蒸汽开关自动断电（下次烧水需要重新闭合蒸汽开关）。若蒸汽开关失效，壶内的水会一直沸腾，直至烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热底盘中的双金属片开关自动切断电路。 (1)电水壶工作时将电能转化为 能，蒸汽开关和双金属片开关应 联。 (2)小慧把质量为1kg初温为20℃的冷水倒入电水壶中，功率为1500W的电水壶，用5min的时间将水烧至沸腾（标准大气压），则水吸收的热量为 J，电水壶消耗的电能为 J。[] 28．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1=1050Ω，R2=50Ω。开关S接“1”时，此挡位电热壶的额定功率为 W。开关S接“2”时，正常工作1min，电流通过R2产生的热量为 J。若在用电高峰期，实际电压为200V，电热壶的实际加热功率为 W。 29．如图是一款挂烫机和它的简化电路图，电源电压为220V，、是电热丝，，。开关旋到不同位置，使挂烫机有关闭、慢热、速热三个挡位。当开关处于3、4两个触点时，挂烫机处于 挡；若挂烫机在速热挡工作1min，电热丝所产生的热量为 。 30．如图所示为一款电热壶的电路简图，电热丝R1、R2的阻值分别为44、396。电热壶有加热和保温两挡，当开关S1闭合，S2 时，电热壶处于加热挡位；当电热壶处于保温挡位时，5min内电流通过电热丝R1产生的热量是 J。 31．如图甲为某新型电饭锅，其简化电路如图乙所示，其中R1和R2均为电热丝，电饭锅工作30min内的电路总电流随时间变化的图像如图丙所示。 （1）若只闭合开关S1，电路中的电流为 A，R1的阻值是 Ω； （2）电饭锅工作30min，电热丝R2消耗的电能是 kW•h。 三、实验题 32．如图所示，甲、乙是“探究电流通过导体产生热量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质量的空气。 (1)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与 的关系，两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较； (2)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，选择 （选填“甲”或“乙”）图装置进行实验，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多； (3)本实验运用了 和 两种实验方法。 (4)乙装置中右侧装置外并联5Ω电阻R3的作用是使容器内两电热丝中的电流 选填“相同”或“不同”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成 （选填“更大的”或“更小的”）。 (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用图 （选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 四、计算题 33．如图所示，电阻为10Ω，电源两端电压为6V。开关S闭合后，求： (1)当滑动变阻器R接入电路的电阻为30Ω时，通过电阻的电流； (2)当滑动变阻器R接入电路的电阻为20Ω时，电路的总电流； (3)当开关S闭合通电10min，电阻产生的热量。 34．如图所示为某型号电取暖器及其工作原理的简化电路图。电取暖器的额定电压为220V，工作状态分为高、低温两挡。其中R1和R2是阻值不变的电热丝，高温挡的功率为900W，低温挡的功率为500W。 (1)电取暖器是利用电流的 效应来工作的。当S1、S2均闭合时，电取暖器处于高温挡，此时电阻R1和R2的连接方式是 联； (2)求电取暖器处于高温挡正常工作10s钟所消耗的电能； (3)求电阻丝R2的阻值。 35．某电饭锅简化电路如图甲所示，R1、R2均为定值电热丝，S为自动开关，根据设定程序自动闭合与断开，电路中的电流发生相应的变化。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。 (1)R2的阻值； (2)通电30min电饭锅产生的热量； (3)S断开时R1的功率。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B A C B C B C B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 A D C B D B D C 1．B 【详解】A．由图象知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，在相同时间内，电热水壶消耗的电能最多，电烤箱其次，电饭锅消耗的电能最少， 根据知电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小。由Q=W=Pt可知，正常工作的时间未知，无法比较产生热量的多少，故A错误； B．由上面的分析知，正常工作时，电热水壶比电饭锅功率大，即电热水壶比电饭锅做功快，故B正确； C．正常工作过程时，电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小，根据W=Pt可知电流通过电热水壶做的功最多，故C错误； D．在一个月内，因不知道通电时间关系，无法比较它们消耗的电能的多少，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．节能灯在工作时是将电能转为光能，故A不符合题意； B．电风扇工作时主要是将电能转化为机械能，故B不符合题意； C．电饭锅工作时是将电能转化为热能，利用了电流的热效应，故C符合题意； D．电视机在工作时，主要是将电能转化为光能和声能，故D不符合题意。 故选C。 3．B 【详解】相同时间内产生的热量之比为 故选B。 4．A 【详解】A．一个学生实验用的小灯泡正常发光时的电流约为0.2A，故A符合题意； B．一台电视机的功率约为100W=0.1kW，正常工作2h消耗的电能大约为，故B不符合题意； C．一盏家用节能灯功率约为40W，照明1min消耗电能约为，故C不符合题意； D．一台壁挂式空调在制冷时的工作电流约为5A，故D不符合题意。 故选A 。 5．C 【详解】由图可知，滑动变阻器和灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器两端的电压，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右端移动的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，由电阻的串联可知电路的总电阻变小，由可知电路中的电流变大，即电流表的示数变大，由串联分压可知，变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，由P=I2R可知灯L的电功率变大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．B 【详解】超导材料指的是在特殊条件下电阻消失的材料，电热毯、电热水壶和充电暖手宝都是利用电流热效应工作的用电器，根据可知，电阻为零，则不会产生热量，所以不适合使用超导材料。电动汽车动力系统采用超导材料可以减小电流热效应导致的电能的损耗，所以适合使用超导材料。 故选B。 7．C 【详解】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，容器内气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，不能直接计算产生热量的多少，故A错误； B．探究电流通过导体产生的热的多少与电阻的关系，要控制电流和时间不变，改变电阻大小。虽然并联的电阻小于其中任一电阻，但该装置图中有一个5Ω的电阻在容器的外面，无法实现，故B错误； C．探究电流通过导体产生的热的多少与通电时间的关系，要控制I与R相同，改变通电时间，两个容器中任一个都可做为研究对象，比较两管液面高度即可，故C正确； D．为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更小的，由并联电路电压的规律及欧姆定律可知，这样通过R3的电流更大，通过R2的电流更小，实验现象更明显，故D错误。 故选C。 8．B 【详解】电动机1min消耗的电能为 产生的热量为 故选B。 9．C 【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积，当材料和长度一定时，横截面积越小，电阻越大，由图可知，c点横截面积最小，所以电阻最大，a、b、c是串联的，通过的电流相同，根据可知，在相同时间内c点产生的热量多，所以将火柴放置在c点最容易被点燃。 故选C。 10．B 【详解】A．电流通过导体产生的热量不能直接显示出来，容器中空气会由于热胀冷缩而使U形管液面出现高度差，所以该实验装置U形管液面高度变化是气体热胀冷缩的缘故，不是液体热胀冷缩，故A错误； BC．探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系，需控制电阻大小和通电时间相同，改变电流大小，图中装置中R2、R3并联后与R1串联，容器内两电阻电流大小不同，需保证R1与R2的阻值相等，与R3的阻值大小无关，故B正确，C错误； D．拆下R3，容器内两电阻串联电流相同，电阻也相同，探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，需改变电阻大小，故D错误。 故选B。 11．A 【详解】AB．由图可知，只闭合S1时，电阻R1与R2串联接入电路，根据串联电路的电流规律可知通过两者的电流相同，但是两者的电阻不同，根据控制变量法可知，此时可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A正确，B错误； C．由图可知，闭合S1和S2后，电阻R2与R3并联，并联后的整体与R1串联，根据并联电路的电压规律可知，电阻R2与R3两端电压相等，而R2=R3=10Ω，所以由欧姆定律可得通过电阻R2与R3的电流相等，而根据并联电路的电流规律可知，干路电流等于各支路电流之和，所以可知通过电阻R1的电流等于通过电阻R2与R3的电流之和，又因为通过电阻R2与R3的电流相等，所以可知闭合S1和S2后，通过R1的电流是通过R2电流的2倍，故C错误； D．闭合S1和S2后，设通过R1的电流为I，则通过R2的电流为0.5I，设加热时间为t，则由焦耳定律可得，通过R1的电流产生的热量为Q1=I2R1t=5I2t 通过R2的电流产生的热量为Q2=I22R2t=0.5I×0.5I×10Ω×t=2.5I2t 根据计算结果可得通过R1的电流产生的热量与通过R2的电流产生的热量不相等，所以左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差也不相同，故D错误。 故选A。 12．D 【详解】AB．只闭合开关S1时，电路为小灯泡L的简单电路，此时小灯泡L的实际功率为1W，由图像可知，当UL=2V时，IL=0.5A，其实际功率为PL=ULIL=2V×0.5A=1W 电源电压U=UL=2V 小灯泡L的电阻 故AB错误； C．当S1和S2均闭合时，R与L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，R两端的电压也为2V，由图像可知，此时通过R的电流为0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流为I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A 电路总功率P=UI=2V×0.7A=1.4W 故C错误； D．当S1和S2均闭合时，电阻R在2min内产生的热量QR=WR=URIRt=2V×0.2A×2×60s=48J 故D正确。 故选D。 13．C 【详解】A．在额定电压下工作时，通电时间相同时，据W=Pt知，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡的少，但不是在额定电压下工作时，无法比较两灯消耗电能的多少，故A错误； B．电功率是指电流做功快慢的物理量，在额定电压下工作时，电流通过甲灯做功一定比乙灯慢，但不是在额定电压下工作时，无法比较电流通过两灯做功的快慢，故B错误； C．由题意知，两灯的额定电压分别为6V和12V，额定功率分别为3W和18W，由可得，两灯的电阻， ， 即甲的电阻大于乙的电阻，两灯串联时，通过两灯的电流相等，据Q=I2Rt知，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡的多，故C正确； D．两灯正常工作时通过的电流分别为 ， 两灯并联时，灯两端的电压相等，最大电压为6V，甲灯正常工作，通过乙灯的电流 允许通过干路的最大电流 I=I甲+I乙实=0.5A+0.75A=1.25A 故D错误。 故选C。 14．B 【详解】A．当开关S闭合时，定值电阻与电动机串联，电压表V测的是电源电压，电压表V1测的是电动机M的两端电压；电压表V的示数为9V，则电源电压为9V，电路中的电流为1A，根据欧姆定律可得，定值电阻的两端电压为 根据串联电路的电压规律可得，电动机两端电压（即电压表V1的示数）为 故A错误； C．根据P=UI可得，电路消耗的总功率是 故C错误； BD．通电1min，电动机消耗的电能为 电流通过电动机产生的热量是 根据可得，电动机M的线圈电阻为 故B正确，D错误。 故选B。 15．D 【详解】烧开同一壶水所需热量相同，设为Q吸，不计热损失，单独用R2烧开一壶水时 若将这两根电热丝串联接入电路，由串联电阻的规律，电路总电阻 由可得，电热丝串联烧开同一壶水所用的时间 若将这两根电热丝并联接入电路，则电路总电阻 电热丝并联在同一电源中烧开同一壶水所用的时间 故选D。 16．B 【详解】A．根据可得，得R1的阻值为 R2的阻值为 故A错误； B．两电阻串联时电流相等，根据U=IR知，电压之比等于电阻之比，故R1两端的电压与R2两端的电压之比为2：1，故B正确； C．两电阻并联，电压相等，根据可得，电功率之比等于电阻倒数的比，故电功率之比为1：2，故C错误； D．两电阻串联电流相等，根据知，相同时间电流经过R1、R2产生的热量之比等于电阻之比为2：1，故D错误。 故选B。 17．D 【详解】AB．据图可知，当滑片在端时，电路为定值电阻单独串联，电路中电阻最小，根据可知，电流最大，电压表相等于测电源电压，据乙图可知，此时电路中的电流为1.5A，电源电压为9V，定值电阻的阻值为 故AB正确，不符合题意； C．当滑片在端时，电路为两电阻串联，且滑动变阻器接入电路中的阻值最大，根据可知，电路中电流最小，据乙图可知，此时定值电阻两端电压为3V，电路中电流为0.5A，滑动变阻器两端电压为 滑动变阻器的最大阻值为 故C正确，不符合题意； D．滑片在端时，通电电阻产生的热量为 故D错误，符合题意。 故选D。 18．C 【详解】A．变阻器与电热丝串联，电压表与电热丝并联，变阻器将全部电阻连入电路，转动旋钮型变阻器触片，不改变变阻器连入的阻值，故通过电热丝的电流不变，故A不符合题意； B．电压表与电热丝并联，变阻器的左边电阻连入电路，顺时针转动旋钮型变阻器触片，变阻器连入的阻值变大，根据欧姆定律可知通过电热丝的电流变小，根据Q=I2Rt可知产热变慢，故B不符合题意； C．电压表与电热丝并联，变阻器的右边电阻连入电路，顺时针转动旋钮型变阻器触片，变阻器连入的阻值变小，根据欧姆定律可知通过电热丝的电流变大，根据Q=I2Rt可知产热变快，故C符合题意； D．电压表与变阻器并联，变阻器的右边电阻连入电路，顺时针转动旋钮型变阻器触片，变阻器连入的阻值变小，根据分压原理可得电压表示数变小，故D不符合题意。 故选C。 19．27 【详解】由图可知，两个电阻串联，电压表测量R1两端的电压，通过R1的电流 由串联电路电流的规律可知通过R2的电流I2=I1=0.3A 通电1min电流通过R2产生的热量为Q2=I22R2t=(0.3A)2×5Ω×60s=27J 20．(1) 9 1∶2 1∶2 (2) 10 1.4 36 【详解】（1）[1]将定值电阻R和灯泡L串联起来接在一个电源两端，电路中的电流为0.6A。串联电路中电流处处相等，由图可知，当电路中电流为0.6A时，定值电阻R两端的电压为6V，灯泡L两端的电压为3V，根据串联电路电压规律可知，电源电压 U=UR+UL=6V+3V=9V [2]此时灯泡L和定值电阻R的阻值之比 [3]功率之比 （2）[1][2]若将定值电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源两端，由图可知，通过R的电流为0.6A，通过L的电流为0.8A，根据并联电路电流规律可知，干路电流 I'=IR+IL=0.6A+0.8A=1.4A 定值电阻的阻值 [3]10s内电流通过电阻R产生的热量 Q=IR2R't=(0.6A)2×10Ω×10s=36J 21． 180 90% 【详解】[1]玩县小汽车利用两节干电池串联给其中的电动机供电，则电源电压 这台电动机正常工作1min，即60s电动机消耗的电能 [2]产生的电热 输出的机械能 所以该电动机的机械效率 22． 低温 1.32×105 【详解】[1]由可知，电路中的电阻越小，电功率越大，闭合开关、时，被短路，电路中只有，电路中的电阻小，电功率大，此时电烤炉处于高温挡；只闭合开关时，串联，电路中的电阻大，功率小，此时电烤炉处于低温挡。 [2]只闭合开关时，串联，通电5min电烤炉产生的热量 23． 2 80 0.4 【详解】[1]由电路图可知，闭合开关S后，电路为L的简单电路，根据灯泡中的电流随它两端电压变化的图象知，当 UL=2V，IL=0.5A 灯泡的电功率 PL=ULIL=2V×0.5A=1W 所以，电源的电压 U=UL=2V [2]再闭合开关S1后，L与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路可独立工作、互不影响，所以，开关S1闭合前后，通过L的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表示数变化了0.4A，电流表示数的变化量即为通过R的电流，则 IR=0.4A 此时让电阻R通电100s后，产生的热量为 Q=W=UIRt=2V×0.4A×100s=80J [3]由欧姆定律可知定值电阻 将L和R串联在3V的电源上，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，由欧姆定律可知电源的电压 U′=I′R+UL′ 即 3V=I＇×5Ω+UL′ 由图象可知，当通过灯的电流 I＇=0.4A 对应的灯的电压为 UL′=1V 上式成立，所以，此时电路中电流为0.4A。 24． 1.6 5 192 【详解】[1][2][3]由可知，小灯泡的电阻为 闭合开关，小灯泡L与定值电阻并联，小灯泡两端的电压为4V，由可知，小灯泡的实际功率为 由可知，流过小灯泡的电流为 电流表测量干路电流，由并联电路电流规律可知，流过电阻的电流为 由可知，定值电阻的阻值为 通电1min电阻R产生的热量为 25． 12 10 20 96 【详解】[1]当滑片在b端时，滑动变阻器接入的阻值为0Ω，电路中电流最大，电压表的示数为R0两端电压，即为电源电压，从图乙中直接读出电源电压为12 V。 [2]根据图像，利用欧姆定律求出定值电阻的阻值为 [3]当滑片在a端时，滑动变阻器接入的阻值最大，电流最小，根据图像可计算总电阻 滑动变阻器的最大阻值为 [4]求当滑片在端时，通电1min电阻产生的热量。此时，电路中的电流为，通电时间为 根据焦耳定律，求出通电1min电阻R0产生的热量为 26． 输电线 11 变小 【详解】[1]超导体在某一温度下电阻为零，由电流的热效应可知，电流在超导体中流动时不会产生热量。因此，超导体不适合用来制造需要发热的电器元件，如电热丝。由于超导体电阻为零，电流在传输过程中不会损失能量，因此超导体非常适合用来制造输电线。 [2]电阻是导体本身的一种性质，它的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关。对于同一根铜丝，当它两端电压从220V降低到110V时，其电阻保持不变，仍为11Ω。 [3]当连接电路时，如果需要将铜丝剪去一段，那么剩余的铜丝长度将变短。在其它条件相同时，电阻与导体的长度成正比，因此剩余的铜丝电阻将变小。 27．(1) 内 串 (2) 【详解】（1）[1]电水壶工作时，是利用电流的热效应来加热水的，因此它将电能转化为内能。 [2]蒸汽开关和双金属片开关都是用来控制电路的通断的，当水沸腾或发热元件温度过高时，它们会自动切断电路，以保证安全。由于这两个开关的作用是相同的，即只要其中一个开关断开，电路就会切断，因此它们应该是串联的。 （2）[1]水吸收的热量 [2]电水壶消耗的电能 28． 【详解】[1]开关S接“1”时，电路为R2的简单电路，此挡位电热壶的额定功率为 [2]开关S接“2”时，两电阻串联，电路中电流为 正常工作1min，电流通过R2产生的热量为 [3] 开关S接“1”时，电路总电阻较小，功率较大，为加热挡；若在用电高峰期，实际电压为200V，电热壶的实际加热功率为 29． 速热 79200J 【详解】[1]由电路图可知，当开关处于3、4两个触点时，电路为R1、R2并联电路，电路电阻最小，功率最大，挂烫机处于速热挡。 [2]挂烫机在速热挡的电功率 由题知，挂烫机在速热挡工作1min，电热丝所产生的热量 30． 闭合 3300 【详解】[1]由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热壶处于保温挡；当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热壶处于加热挡。         [2]根据串联电路的电阻特点可知，保温挡工作时，电路中的总电阻 R=R1+R2=44Ω+396Ω=440Ω 电热壶保温挡工作时电路中的电流 当电热壶处于保温挡位时，5min内电流通过电电热丝R1产生的热量 Q=I2 R1t=(0.5A)2×44Ω×5×60s=3300J 31． 2 110 0.165 【详解】（1）[1][2]由图乙可知，S1和S2都闭合时，电阻R1与R2并联，若只闭合开关S1，为R1的简单电路，由并联电阻小于其中任一电阻，S1和S2都闭合时，电路的总电流最大，由图丙所示图像可知，两电阻并联时，电路电流为5A，若只闭合开关S1，电路中的电流（通过R1电流）为2A，此时为R1的简单电路，根据欧姆定律可知，R1的阻值为 （2）[3]由图丙可知，两电阻并联时电路电流为5A，其中通过R1电流为2A，所以通过R2的电流为 I2＝5A﹣2A＝3A 由图丙可知，高温挡（R1与R2并联）的加热时间为15min，则R2的工作时间为15min，R2消耗的电能为 W2＝UI2t＝220V×3A×15×60s＝5.94×105J＝0.165kW•h 32．(1) 电阻 U形管两边液面的高度差 (2) 乙 左 (3) 控制变量法 转换法 (4) 不同 更小的 (5)甲 【详解】（1）[1]甲图中两阻值不同的电阻串联，电阻的电流与通电时间相同，可探究电流通过导体产生的热量的多少与电阻的关系。 [2]两电阻产生热量的多少无法直接看出，可以通过观察U形管两边液面的高度差来比较，U形管两边液面的高度差越大，说明电阻产生的热量越大。 （2）[1]探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，要控制电阻的阻值、通电时间相同，改变电流大小。乙装置右侧容器中R2与容器外的R3并联后，再与左侧容器中R1串联，则R2的电流与R3的电流之和等于R1的电流，则R1的电流大于R2的电流，R1与R2的电阻与通电时间相同，则实验时应选择乙图装置进行实验。 [2]R1的电流大于R2的电流，R1与R2的电阻与通电时间相同，由得，通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量多。 （3）[1][2]导体产生热量与电流、电阻、通电时间有关，实验中用到控制变量法；导体产生热量无法直接看出，通过U形管两边液面的高度差来比较，采用转换法。 （4）[1]由串并联电路电流特点得，乙装置中右侧装置外并联5Ω电阻R3的作用是使容器内两电热丝中的电流不同。 [2]容器内两电热丝中的电流的差值等于R3的电流，为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更小的，使R3的电流更大，使容器内两电热丝中的电流的差值更大。 （5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，是因为电炉丝与导线的电流与通电时间相同，电炉丝较大，产生的热量较多，可用图甲的实验结论来解释。 33．(1)0.6A (2)0.9A (3)2160J 【详解】（1）由电路图知，R与R1并联，由并联电路的电压规律可知U=U1=UR=6V 由欧姆定律可得，通过电阻R1的电流 （2）当滑动变阻器R接入电路的电阻为20Ω时，通过的R电流 并联电路支路间互不影响，所以通过R1的电流不变，故电路的总电流I=I1+IR=0.6A+0.3A=0.9A （3）当开关S闭合通电10min，电阻R1产生的热量Q1=I12R1t=(0.6A)2×10Ω×10×60s=2160J 34．(1) 热 并 (2)9000J (3)121Ω 【详解】（1）[1]电取暖器是利用电流的热效应工作的，即电取暖器把消耗的电能转化为内能。 [2]闭合开关S1和S2时，R1和R2并联，电路总电阻最小，根据可知，功率最大，即电取暖器为高温挡， （2）电取暖器处于高温挡正常工作10s钟所消耗的电能 （3）闭合开关S1和S2时，R1和R2并联，电路总电阻最小，根据可知，功率最大，即电取暖器为高温挡，当只闭合开关S1时，只有R1工作，电暖气处于低温挡。电阻丝R2的功率 电阻丝R2的阻值 35．(1)44Ω (2)1.386×106J (3)264W 【详解】（1）由电路图可知，当开关S闭合，电路为R2的简单电路，电路中的电流大，由P=UI可知，电饭锅的总功率大，处于加热状态；当S断开时，电阻两电阻串联，电路中的总电阻大，电路中的电流小，由P=UI可知，电饭锅的总功率小，处于保温状态。由图可知，电饭锅加热状态时的电流为 I热=5A 所以电热丝R2的阻值为 （2）保温状态时，电阻丝R1和R2串联的总电阻 则电热丝R1的阻值为 R1=R总- R2=110Ω-44Ω=66Ω 由图乙知，通电30min，加热15min，保温15min，电饭锅产生的热量 Q=UI热t1+UI温t2=220V×5A×15×60s+220V×2A×15×60s=1.386×106J （3）当S断开时，电饭锅处于保温状态，此时电路中的电流 I温=2A 所以当S断开时，R1的功率 P=UI=I温2 R1=(2A)2×66Ω=264W 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$