15.3 电流的热效应 焦耳定律 专题训练【七大题型】-2025-2026学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练（苏科版）

15.3 电流的热效应 焦耳定律（专题训练）【七大题型】 【考点1 电流热效应的概念】 1 【考点2 利用电流的热效应工作的用电器】 2 【考点3 探究电流产生的热量与什么因素有关】 4 【考点4 焦耳定律的公式及简单应用】 7 【考点5 焦耳定律的推导式及其应用】 10 【考点6 电热器的工作部分与导线的发热情况比较】 12 【考点7 利用焦耳定律的公式进行电热的比值计算】 13 【考点1 】 1．如图所示，用相同的电加热器分别给质量相同的水和煤油加热，比较两种液体比热容的大小，不计实验中热量损失。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．水和煤油升高相同温度，则吸收热量相同 B．烧杯中液体增加的内能是由电能转化而来的 C．加热同样长的时间，煤油的温度一定比水高 D．如果用两个不同功率的电加热器加热，且，要使水和煤油升高相同温度，对水需要吸热的时间会变短 2．善于动手的小乔做了一个小实验：将一张口香糖包装锡纸剪开，形成中间狭窄的条形，并将锡纸接在 5 号新买电池的正负极（如图所示），随后， 锡纸中间部分竟然快速燃烧起来。下列说法正确的是（   ） A．电池提供电能来自于内能 B．锡纸两端的电压为 1.5V C．锡纸能燃烧的原因是将热能转化为电能 D．锡纸是绝缘体，不能导电，燃烧是因为被电压击燃的 3．在一个密闭的屋子里，有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度，正确的做法是（　　） A．打开电冰箱的门 B．降低制冷温度后，再打开电冰箱的门 C．升高制冷温度后，再打开电冰箱的门 D．拔掉电源，打开电冰箱的门 4．AI（人工智能）的发展离不开芯片，芯片体积小，元件密集。芯片主要是由 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的，当芯片中有电流通过时温度会升高，此现象与保险丝熔断的原因相同，都是电流的 效应。 5．如图所示是某款电热水壶的工作电路图，R1和R2为加热电阻，S1是总开关，S2是挡位开关。闭合S1，当S2接2时，电热水壶处于 （选填“加热”或“保温”）状态；热水壶的加热功率为1200W，不考虑热量损失，用该电热水壶将壶中1kg初温为20℃的水加热至100℃，则水吸收的热量为 J，所需的加热时间是 s。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【考点2 】 6．超导材料在电能传输方面具有革命性的潜力，利用超导材料可以消除输电线路上由于电流热效应而造成的能量损耗，这利用了超导材料（　　） A．导热性能强 B．比热容很大 C．零电阻特性 D．熔化温度低 7．超导材料具有零电阻的特点，随着科学的不断进步，在不久的将来，超导材料的应用将对世界产生巨大影响。下列适合用超导材料的是（　　） A．白炽灯灯丝 B．电炉的炉丝 C．电风扇 D．滑动变阻器上的电阻丝 8．如图所示的用电器中，利用电流的热效应工作的是（　　） A．平板电脑 B．电热水壶 C．无线路由器 D．电视机 9．“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式，如图是泡“工夫茶”用的电茶炉，在电路中用和代表消毒锅和煮水壶，当闭合开关S后，和才能工作，但不能同时加热，选项的电路中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 10．根据电流的 （选填“热”或“磁”）效应，人们制造出了电烤箱、电熨斗、电烙铁等电热器，根据这种效应得出了一个重要定律，这个定律叫 定律。 11．如图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如乙所示，电源电压为3V，电热丝R的电阻为0.4Ω，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的 效应工作的，通电2min产生的热量为 J；若使用时总把塑料烫坏，可以 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 12．如图甲所示是一款小太阳电暖器，它有“低温”和“高温”两个挡位。该电暖器的简化电路图如图乙所示，和均为阻值不变的发热电阻。该电暖器铭牌上的部分信息如表所示。 型号 额定电压 低温功率 高温功率 XTY2412 220V 440W 1100W (1)该电暖器是利用电流的 效应工作的。 (2)发热电阻、的阻值是多少？ (3)用电高峰期，断开家中其他用电器，只将该电暖器接入家庭电路中，让他在高温挡工作，观察到家中标有“1200imp/（kW·h）”的电能表的指示灯闪烁120次，则此时该电暖器高温挡的实际功率是多少？ 【考点3 】 13．某同学用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，两个透明容器中封闭着电阻丝和等量的空气。 (1)通电后，透明容器中电阻丝的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。实验中通过观察两个U形管中液面 的变化来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)观察图甲，发现在通电时间和 相同时，B管中的液面高度差更大，表明电流通过导体产生热量的多少与 有关。 (3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，右侧容器中应该选用阻值为 的电阻丝。 (4)将图乙中的实验装置冷却到室温，把右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器内电阻丝产生的热量多。 14．如图甲、乙所示为“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质量相等、温度也相同的空气。 (1)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，两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较； (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间后根据图甲可以得出结论：导体中产生的热量与 有关； (3)家用电暖器，发热管热得发红，而串联的电源线却不热，主要是因为发热管的 比电源线的大； (4)完成上述实验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，装置如图丙所示，两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的； (5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 15．在做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”实验时，在装有相同初温、质量的煤油的瓶子内装入铜丝和镍铬合金丝（R铜<R镍铬），如图所示。 (1)实验中是通过观察 来显示电流产生热量的多少；为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有 的特点； (2)图中，将铜丝和镍铬合金丝串联，是为了控制 和通电时间相同。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片在某一位置，一段时间后观察到B瓶中温度计的示数大于A瓶中温度计的示数，可得出结论：在其他条件一定时， 越大，电流通过导体产生的热量越多； (3)写出一个该实验中用到的实验方法是 。 16．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少； (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）； 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多； (3)若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）； (4)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 17．电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做 。常见的白炽灯就是利用这一原理工作的。图1所示为小莉、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景。 （1）图1中，小军发表的观点应用到的物理知识是 。灯泡亮度的影响关键因素是由它的 决定的。 根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？ 于是，小莉和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材 （2）在小莉和小梅的实验装置中，是通过 来反映电流在一定时间内产生热量的多少。 （3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，也用到这一物理学方法的是 。 A．在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B．在研究影响重力势能的因素时，通过木桩被撞后下降的深度说明钢球动能大小 C．在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因 D．在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱 （4）小军看了小莉和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好。于是，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验。在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是： 。 （5）通过实验可以总结出焦耳定律的内容是 。 【考点4 】 18．如图甲所示的电路中，电源电压恒为6V，灯泡L标有“6V  3W”，超导部件R1与流过它的电流I的关系如图乙所示。电路通电10s，灯泡L正常发光过程中，以下判断不正确的是（　　） A．R1的阻值为零 B．R1产生的电热为0J C．若R1被短接，L会变亮 D．L的实际功率为3W 19．如图所示的电路，已知电阻，。当开关闭合后，下列说法正确的是（   ） A．通过与的电流之比为 B．与两端电压之比为 C．与消耗的电功率之比为 D．与相同时间内产生的电热之比为 20．如图甲所示为某同学设计的一电子温度计的电路原理图。电源电压恒为6V，电压表量程为，是定值电阻，是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，电压表示数为2V。下列选项正确的是（　　） A．电阻的阻值为 B．在电路正常工作时，此电子温度计能测量的最高温度为 C．在不改变电表的条件下，通过增大电源电压可以增大电子温度计的测温范围 D．将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，通电5分钟，产生的热量为20J 21．随着科技的进步，人们开始使用无人机喷洒农药，如图所示，该无人机有4个旋翼，由4个相同的电动机驱动。每个电动机的额定电压为15V，额定功率为30W，电动机线圈的电阻为2Ω。则该无人机正常工作时，每只电动机的电流为 A；工作10s，输出的总机械能为 J。 22．如图所示的是通过定值电阻R和小灯泡L的电流随两端电压变化的图像。现将定值电阻R和小灯泡L并联在电压恒为4V的电源上，此时小灯泡L正常发光。则小灯泡L的额定功率为 W；通电100s，定值电阻R产生的热量为 J。 23．如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器最大阻值是。闭合开关，滑片从一端移至另一端，滑动变阻器的功率P随电阻R的变化关系如图乙所示，当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为 A，通电电流通过产生的热量是 J。 24．如图所示的电路，电源电压恒为6V，电阻、为定值电阻。闭合开关S后，电阻的电功率为6W，电流表的示数为1.5A。求： (1)通过电阻的电流。 (2)通电1min，电阻产生的热量。 25．某学习兴趣小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全；如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的简化加热电路。电路低温挡除雾，高温挡除霜；已知电源电压恒为10V，R1与R2均为加热电阻，R2阻值为20Ω，当开关S、S1闭合时，电流表示数为1A，求： (1)电阻 R1的阻值； (2)除霜模式下，电阻R1工作10min产生的热量； (3)除雾模式下，电路的功率。 26．如图所示，电源电压保持不变，和均为定值电阻，。当闭合、和断开时，电流表示数为0.3A；当闭合、和断开时，电压表示数为1V。求： (1)定值电阻的阻值； (2)当闭合、和断开时，定值电阻在10s内产生的热量； (3)若该电路是多挡位电热器的原理图，请判断该电热器处于高温挡时开关的状态并说明理由。 【考点5 】 27．小明家新购置了一台电热水器，该热水器设有高、中、低三挡，简化工作电路如图所示，电热丝，电热丝。以下说法正确的是（　　） A．电热水器工作的原理是电流的化学效应 B．开关S、闭合，断开时，电热水器处于中挡位 C．三个开关都闭合时是高挡位 D．电热水器处于低挡位时2min产生的热量是 28．如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，小灯泡参数模糊不清。第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为10V B．小灯泡的参数为“2V  0.4A” C．只闭合S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器的阻值范围为7.5~30Ω D．只闭合S、S1，滑片P移至b端时，通电10s，R0产生的热量为32J 29．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，通过的电流 （选填“大于”“等于”或“小于”）通过的电流。若电阻丝，电流表示数为0.4A，1min内电流通过产生的热量为 J。 30．图甲是一款挂烫机，其简化电路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，两电热丝的阻值之比R1∶R2＝1∶2。开关S接触点2、3时挂烫机处于慢热挡，开关S接触点3、4时挂烫机处于速热挡，已知慢热挡的功率为880W。则电热丝R1阻值为 ，挂烫机速热挡的功率为 ，挂烫机在速热挡工作5min，电热丝产生的总热量为 。 31．有一个电烙铁，它的电阻是1100Ω，将它接在家庭电路中，电烙铁正常工作。求： (1)它的发热功率； (2)如果给它通电15min，获得的热量。 32．如图，电源电压U=6V，R1=20Ω，滑动变阻器的最大电阻R2=40Ω，小灯泡的额定电压为12V（灯丝电阻不随温度变化），闭合开关S。求： (1)当开关S1、S2都断开时，电路的最小电功率是多少？ (2)当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电流表的读数为0.4A。小灯泡的额定功率是多少？ (3)当开关S2闭合，S1断开时，电流表的最大示数是多少？此时通电5min，电阻R1产生的热量是多少？ 【考点6 】 33．如图所示，小明在课前展示了一盏自制的“铅笔芯电灯”。他将8节1号电池串联起来做电源，用两条铝箔纸条做导线，拿一根2B自动铅笔芯穿过铝箔纸条后架在烧杯口处。戴上绝缘隔热手套，将铝箔纸条的两端分别连接在电源的正负极上，稍等一会儿，小小的铅笔芯竟然热得发光，而与它相连的铝箔纸条却不怎么热。产生这种现象的原因是（　　） A．铅笔芯的通电时间长 B．通过铅笔芯的电流大 C．铅笔芯的电阻大 D．铅笔芯的电功率小 34．电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。下列说法正确的是（　　） A．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 B．导线的电阻大于电炉丝的电阻 C．导线的电功率小于电炉丝的电功率 D．电流通过导线时没有产生热效应 35．小明在生活中发现了很多的物理知识，比如：向热汤中滴入香油，散发了浓浓的香味，是由于温度越高，分子 ；电热水壶烧水时电热丝很烫，但连接烧水壶的导线却不怎么热，主要是电热丝电阻比导线电阻大得多，根据 可知电热丝产生的热量比导线大得多。 36．如图甲为小明家的电能表，只有电炉烧水时，该电能表转盘5min内转了60转，这段时间内消耗的电能为 J，电炉的功率为 kW。小明观察到图乙电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的导线却发热不明显，可以通过比较图丙实验中的 （填A、B、C中某两个）两个液柱高度解释说明这种情况。 【考点7 】 37．有两条电阻丝，它们的电阻之比是2∶1，把它们串联接入电压为U的电路中，则在相等的时间里，它们放出的热量之比是（　　） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 38．小林同学在进行电学知识综合复习时，根据如图所示电阻a、b的I-U图象，通过分析、计算作出了以下的判断，其中正确的是（   ） A．a、b串联时，相同时间内产生的热量之比为1:2 B．a、b并联时，相同时间内消耗的电能之比为2:1 C．将a、b并联接在2V的电源上，干路电流为0.3A D．将a、b串联接在3V的电源上，通过b的电流为0.3A 39．如图所示电路图，电源电压恒定不变，R2=2R1，闭合开关S1，通过R1、R2两电阻的电流之比是 ，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 ；将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，R1、R2两电阻的电流之比是 ，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 。 40．如图所示电路，电源电压恒定。当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表示数为0.4A，电压表示数为4V；当开关S1、S2闭合，S3断开时，电压表示数为12V，此时电流表示数为 A。则该电路的电源电压为 V，电阻R1在前后两电路中各工作2min产生的电热之比为 。 41．百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。 （1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？ （2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？ （3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 15.3 电流的热效应 焦耳定律（专题训练）【七大题型】 【考点1 电流热效应的概念】 1 【考点2 利用电流的热效应工作的用电器】 3 【考点3 探究电流产生的热量与什么因素有关】 7 【考点4 焦耳定律的公式及简单应用】 13 【考点5 焦耳定律的推导式及其应用】 18 【考点6 电热器的工作部分与导线的发热情况比较】 23 【考点7 利用焦耳定律的公式进行电热的比值计算】 25 【考点1 】 1．如图所示，用相同的电加热器分别给质量相同的水和煤油加热，比较两种液体比热容的大小，不计实验中热量损失。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．水和煤油升高相同温度，则吸收热量相同 B．烧杯中液体增加的内能是由电能转化而来的 C．加热同样长的时间，煤油的温度一定比水高 D．如果用两个不同功率的电加热器加热，且，要使水和煤油升高相同温度，对水需要吸热的时间会变短 【答案】B 【详解】A．根据可知，水的比热容大，水和煤油升高相同温度，水吸收热量多，故A错误； B．电流做功的过程中，电能转化为内能，烧杯中液体增加的内能是由电能转化而来的，故B正确； C．若初温相同，加热同样长的时间，根据可知，煤油的温度一定比水高，若初温不同，则煤油的温度不一定比水高，故C错误； D．如果用两个不同功率的电加热器加热，且，根据可得，相同时间煤油吸热多，根据可得，煤油的比热容比水的比热容小，要使水和煤油升高相同温度，则对煤油加热时间变短，故D错误。 故选B。 2．善于动手的小乔做了一个小实验：将一张口香糖包装锡纸剪开，形成中间狭窄的条形，并将锡纸接在 5 号新买电池的正负极（如图所示），随后， 锡纸中间部分竟然快速燃烧起来。下列说法正确的是（   ） A．电池提供电能来自于内能 B．锡纸两端的电压为 1.5V C．锡纸能燃烧的原因是将热能转化为电能 D．锡纸是绝缘体，不能导电，燃烧是因为被电压击燃的 【答案】B 【详解】A．电池提供电能来自于化学能，故A错误； B．实验中所用干电池的电压为1.5V，因此锡纸两端的电压为 1.5V，故B正确； C．锡纸能燃烧的原因是将电能转化为内能，故C错误； D．锡纸是导体能够导电，故D错误。 故选B。 3．在一个密闭的屋子里，有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度，正确的做法是（　　） A．打开电冰箱的门 B．降低制冷温度后，再打开电冰箱的门 C．升高制冷温度后，再打开电冰箱的门 D．拔掉电源，打开电冰箱的门 【答案】D 【详解】打开电冰箱门，不能降低室温，因为冰箱致冷是靠压缩机把热量从冰箱内带到冰箱外，排出的热量还在室内。同时由于电动压缩机工作时要发热，反而会使房间内的温度升高，故应拔掉电源，打开电冰箱的门电冰箱，降低室内平均温度。 故选D。 4．AI（人工智能）的发展离不开芯片，芯片体积小，元件密集。芯片主要是由 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的，当芯片中有电流通过时温度会升高，此现象与保险丝熔断的原因相同，都是电流的 效应。 【答案】 半导体 热 【详解】[1]半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间，芯片主要是由半导体材料制成的。 [2]芯片具有一定的电阻，当芯片中有电流通过时会产生热量，温度会升高，此现象与保险丝熔断的原因相同，都是电流的热效应。 5．如图所示是某款电热水壶的工作电路图，R1和R2为加热电阻，S1是总开关，S2是挡位开关。闭合S1，当S2接2时，电热水壶处于 （选填“加热”或“保温”）状态；热水壶的加热功率为1200W，不考虑热量损失，用该电热水壶将壶中1kg初温为20℃的水加热至100℃，则水吸收的热量为 J，所需的加热时间是 s。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】 保温 3.36×105 280 【详解】[1]由图可知，当开关S1闭合、S2接2时，R1和R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电热水壶处于保温挡。 [2]将壶中1kg初温为20℃的水加热至100℃，水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J [3]当开关S1闭合、S2接1时，只有R1工作，电路的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于加热挡；不计热量损失，电热水壶消耗的电能W＝Q吸＝3.36×105J 由可知，加热需要的时间 【考点2 】 6．超导材料在电能传输方面具有革命性的潜力，利用超导材料可以消除输电线路上由于电流热效应而造成的能量损耗，这利用了超导材料（　　） A．导热性能强 B．比热容很大 C．零电阻特性 D．熔化温度低 【答案】C 【详解】根据焦耳定律可知，电流与时间一定时，减小电阻阻值，可以减少电流热效应而造成的能量损耗，超导材料在电能传输方面具有革命性的潜力，利用超导材料可以消除输电线路上由于电流热效应而造成的能量损耗，这利用了超导材料的零电阻特性，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7．超导材料具有零电阻的特点，随着科学的不断进步，在不久的将来，超导材料的应用将对世界产生巨大影响。下列适合用超导材料的是（　　） A．白炽灯灯丝 B．电炉的炉丝 C．电风扇 D．滑动变阻器上的电阻丝 【答案】C 【详解】A．白炽灯灯丝是利用电流的热效应，电阻为零无法将电能转化为内能，故A不符合题意； B．电炉丝需要将电能转化为内能，电阻为零无法将电能转化为内能，故B不符合题意； C．电风扇工作时将电能转化为机械能和内能，如果采用超导材料电阻为零，减小电能损失，电能全部转化为机械能，故C符合题意； D．滑动变阻器上的电阻丝利用长度改变电阻；当电阻为零时，滑动变阻器就失去了改变电路中电阻的能力，故D不符合题意； 故选C。 8．如图所示的用电器中，利用电流的热效应工作的是（　　） A．平板电脑 B．电热水壶 C．无线路由器 D．电视机 【答案】B 【详解】A．平板电脑​​主要利用电流进行数据处理、显示、通信等，发热是副作用，不是主要工作目的。故A不符合题意； B．电热水壶​​通过发热管将电能转化为内能来加热水，是利用电流热效应工作的电器。故B符合题意； C．​​无线路由器主要功能是信号处理与无线通信，发热不是主要目的。故C不符合题意； D．电视机主要功能是显示图像与播放声音，发热不是主要目的。故D不符合题意。 故选B。 9．“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式，如图是泡“工夫茶”用的电茶炉，在电路中用和代表消毒锅和煮水壶，当闭合开关S后，和才能工作，但不能同时加热，选项的电路中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．由图可知，当S、、同时闭合时，和同时工作，故A不符合题意； B．由图可知，当S、同时闭合时，和同时工作，故B不符合题意； C．由图可知，当S闭合，接上面的接线柱时，只有工作，当S闭合，接下面的接线柱时，只有工作，R1、R2不能同时工作，故C符合题意； D．由图可知，当S闭合时，和同时工作，故D不符合题意。 故选C。 10．根据电流的 （选填“热”或“磁”）效应，人们制造出了电烤箱、电熨斗、电烙铁等电热器，根据这种效应得出了一个重要定律，这个定律叫 定律。 【答案】 热 焦耳 【详解】[1]电流通过导体时会产生热量，这是电流的热效应；根据电流的热效应，人们制造出了电烤箱、电熨斗、电烙铁等电热器。 [2]在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间之间的关系，即发现了焦耳定律。 11．如图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如乙所示，电源电压为3V，电热丝R的电阻为0.4Ω，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的 效应工作的，通电2min产生的热量为 J；若使用时总把塑料烫坏，可以 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 【答案】 热 2700 增大 【详解】[1]电热丝通电时，将电能转化为内能，所以这是通过电流的热效应来实现高温封口。 [2]通电2min产生的热量为 [3]由公式可知，电压不变，通电时间相同时，要减小电热丝产生的热量，应增大电热丝的阻值。 12．如图甲所示是一款小太阳电暖器，它有“低温”和“高温”两个挡位。该电暖器的简化电路图如图乙所示，和均为阻值不变的发热电阻。该电暖器铭牌上的部分信息如表所示。 型号 额定电压 低温功率 高温功率 XTY2412 220V 440W 1100W (1)该电暖器是利用电流的 效应工作的。 (2)发热电阻、的阻值是多少？ (3)用电高峰期，断开家中其他用电器，只将该电暖器接入家庭电路中，让他在高温挡工作，观察到家中标有“1200imp/（kW·h）”的电能表的指示灯闪烁120次，则此时该电暖器高温挡的实际功率是多少？ 【详解】（1）该电暖器是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能。 （2）由图乙可知，当开关闭合、断开时，、串联，根据串联电路的特点可知，此时电路中的电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，该电暖器处于低温挡；当开关、都闭合时，只有工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，该电暖器处于高温挡。 由可知，的阻值 、串联的总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，的阻值 （3）1200imp/（kW・h）表示电路中用电器每消耗电能，电能表的指示灯闪烁1200次，则电能表的指示灯闪烁120次，该电暖器消耗的电能 则此时该电暖器高温挡的实际功率 【考点3 】 13．某同学用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，两个透明容器中封闭着电阻丝和等量的空气。 (1)通电后，透明容器中电阻丝的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。实验中通过观察两个U形管中液面 的变化来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)观察图甲，发现在通电时间和 相同时，B管中的液面高度差更大，表明电流通过导体产生热量的多少与 有关。 (3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，右侧容器中应该选用阻值为 的电阻丝。 (4)将图乙中的实验装置冷却到室温，把右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧容器内电阻丝产生的热量多。 【答案】(1) 做功 高度差 (2) 电流 电阻 (3)5 (4)左 【详解】（1）[1]电流通过电阻丝时，电流做功，将电能转化为电阻丝的内能，所以电阻丝的内能是通过做功的方式改变的。 [2]电流产生的热量越多，透明容器内空气受热膨胀越明显，U形管中液面的高度差就越大，实验中通过观察液面高度差的变化来比较产生热量的多少，这种方法是转换法。 （2）[1]图甲中两个电阻丝串联在电路中，通过它们的电流大小相等，且通电时间相同。 [2]B管液面高度差更大，说明B容器中电阻丝产生的热量更多，而B容器中电阻丝的阻值更大，表明电流通过导体产生热量的多少与电阻有关。 （3）探究电流通过导体产生的热量跟电流是否有关时，需要控制电阻大小和通电时间相同，只改变电流大小。左侧容器中电阻丝的阻值为5Ω，所以右侧容器中应选用阻值为5Ω的电阻丝，才能保证单一变量。 （4）将右侧容器外并联的电阻丝放入容器内后，右侧容器内变成两个5Ω的电阻并联，总电阻变小。左右两侧电路整体串联，通过左侧容器电阻的电流与右侧容器的干路电流相等。根据电流产生热量的规律，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，左侧容器内电阻丝的阻值大于右侧容器内并联电阻的总阻值，所以左侧容器内电阻丝产生的热量多。 14．如图甲、乙所示为“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质量相等、温度也相同的空气。 (1)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，两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较； (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间后根据图甲可以得出结论：导体中产生的热量与 有关； (3)家用电暖器，发热管热得发红，而串联的电源线却不热，主要是因为发热管的 比电源线的大； (4)完成上述实验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，装置如图丙所示，两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的； (5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 【答案】(1) 乙 形管两管液面的高度差 (2)电阻 (3)电阻 (4)相同 (5) 质量 水 【详解】（1）[1]图甲中，两容器内的两电阻串联，通过两电阻的电流相等，电阻大小不等，通电时间相同，根据控制变量法可知，甲图装置可以探究电流通过导体时产生的热量与电阻的关系；乙图中，右边容器内电阻与左边容器内电阻相同，右边容器内电阻与容器外电阻并联后再与左边容器内电阻串联，所研究的两电阻阻值相同，通电时间相同，但电流不同，可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。 [2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电流通过电阻产生热量的多少。 （2）图甲中，两电阻的阻值不相等，通过两电阻的电流相等，通电时间相等，两液柱的高度不相等，且右管液柱比左管液柱高，说明电流通过两电阻产生的热量不相等，阻值较大的电阻产生的热量更多。可得出结论：导体中产生的热量与电阻有关。 （3）由（2）分析可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。发热管与电源线串联，根据串联电路中电流处处相等可知，通过发热管和电源线的电流相等；由于发热管热得发红，而串联的电源线却不热，说明相同电流通过发热管产生的热量较多，可知发热管的电阻比电源线的大。 （4）如图丙所示，A、B两电阻丝串联，通过的电流相等；要探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，需控制不同物质的质量相同、吸收的热量相同，故需相同电流通过两电阻丝在相同的时间内产生的热量相同，所以，两电阻丝的阻值应相同。 （5）[1][2]由（4）分析可知，两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，水和煤油吸收的热量相同，煤油的温度更高，即煤油的温度升高量更大，根据可知，煤油的比热容更小，水的比热容更大，故水的吸热能力更强。 15．在做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”实验时，在装有相同初温、质量的煤油的瓶子内装入铜丝和镍铬合金丝（R铜<R镍铬），如图所示。 (1)实验中是通过观察 来显示电流产生热量的多少；为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有 的特点； (2)图中，将铜丝和镍铬合金丝串联，是为了控制 和通电时间相同。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片在某一位置，一段时间后观察到B瓶中温度计的示数大于A瓶中温度计的示数，可得出结论：在其他条件一定时， 越大，电流通过导体产生的热量越多； (3)写出一个该实验中用到的实验方法是 。 【答案】(1) 温度计的示数 比热容小升温快 (2) 电流 电阻 (3)控制变量法/转换法 【详解】（1）[1]实验中，为了显示电流产生热量的多少，采用了转换法的思想，即通过观察温度计示数的变化来反映电流产生热量的多少。温度计示数变化越大，说明电流产生的热量越多。 [2]为了在较短的时间内达到明显的实验效果，应选用比热容较小的液体，因为比热容小的液体在吸收相同热量时，温度变化更明显。在煤油和水两种液体中，煤油的比热容较小，因此应选用煤油。 （2）[1]将铜丝和镍铬合金丝串联在电路中，是为了控制通过它们的电流和通电时间相同。这是因为在串联电路中，电流处处相等。 [2]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片在某一位置，一段时间后观察到乙瓶中温度计的示数大于甲瓶中温度计的示数。由于乙瓶中的镍铬合金丝电阻大于甲瓶中的铜丝电阻，且通过它们的电流和通电时间相同，因此可以得出结论：在其他条件一定时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。 （3）实验中，使用了转换法，将电流产生热量的多少转换为温度计示数上升的多少，便于观察。还使用了控制变量法，探究电流产生的热量与其中一个因素的关系时，控制了其它条件不变。 16．在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少； (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）； 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多； (3)若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）； (4)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 【答案】(1)温度计示数 (2)大 (3) B 串联 (4) A 串联、并联均可 质量 加热时间 【详解】（1）电流通过导体时会产生热量，煤油吸收热量，温度会上升，导体通电放出的热量越多，煤油吸热温度升高越大，故可以根据温度计示数的变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。 （2）对比数据可知，电流增大了，通电相同的时间，电阻的大小相同，电流大的，温度计示数升高大，说明电流增大时，电流通过导体产生的热量多，故结论为电阻和通电时间相等时，电流越大，导体产生的热量越多。 （3）[1][2]若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，需要控制电流大小和通电时间相同，使导体的电阻不同。选择图乙中的B烧瓶中的电阻与图甲中的烧瓶中的电阻串联符合实验要求。 （4）[1]要比较水和煤油比热容的大小，实验中应使用相同的热源，保证相同时间内产生热量相同，所以选择乙图中A烧瓶（与甲图烧瓶中的电阻相同，使通电时间和电流相同，则相同时间内两烧瓶中的电阻产生的热量相同）。 [2]串联时两电阻相等，电流相等，根据，相同时间产生的热量相同；并联时两电阻相等，电压相等，根据，通过两电阻的电流还是相等。相同时间产生的热量相同。故串联、并联均可。 [3]根据控制变量法，应将其中一个烧瓶中的煤油换成等质量的水。 [4]相同加热装置，相同时间放出的热量相同，故水和煤油吸热的多少可以通过加热时间来比较，加热时间越长，吸热越多。 17．电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做 。常见的白炽灯就是利用这一原理工作的。图1所示为小莉、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景。 （1）图1中，小军发表的观点应用到的物理知识是 。灯泡亮度的影响关键因素是由它的 决定的。 根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？ 于是，小莉和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材 （2）在小莉和小梅的实验装置中，是通过 来反映电流在一定时间内产生热量的多少。 （3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，也用到这一物理学方法的是 。 A．在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B．在研究影响重力势能的因素时，通过木桩被撞后下降的深度说明钢球动能大小 C．在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因 D．在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱 （4）小军看了小莉和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好。于是，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验。在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是： 。 （5）通过实验可以总结出焦耳定律的内容是 。 【答案】 电流的热效应 影响电阻的因素 实际电功率 玻璃管液面上升的高度 BD 倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等 电流通过导体所产生的热量跟电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比 【详解】[1]电流通过导体时导体会发热温度会升高，这种现象叫做电流的热效应。 [2]小军应用到的物理知识是：导体的电阻与横截面积有关（在材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大）。这是影响电阻大小的因素。 [3]灯泡亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大灯泡越亮。 [4]在小莉和小梅的实验装置中，电流产生热量使煤油温度升高，体积膨胀，细玻璃管中液面上升，所以是通过细玻璃管中液面上升的高度来反映电流在一定时间内产生热量的多少。 [5]A.在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小，用到的是等效替代法。故A不符合题意； B.在研究影响重力势能的因素时，通过木桩被撞后下陷的深度说明钢球动能大小，用到的是转换法。故B符合题意； C.在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因，用到的是类比法。故C不符合题意； D.在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱，用到的是转换法。故D符合题意； 故选BD。 [6]根据控制变量法本实验，应控制煤油的质量相同，原来是在密封塞的作用下，将质量相同多的煤油密封在相同的烧瓶里，受热膨胀的煤油在玻璃管里；现在换用温度计，受热膨胀的煤油会溢出，所以应倒出一部分煤油，但根据控制变量法还要保持烧瓶内煤油质量相等，故遗漏的一个重要操作是：倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等 [7]通过实验可以总结出焦耳定律的内容是：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。 【考点4 】 18．如图甲所示的电路中，电源电压恒为6V，灯泡L标有“6V  3W”，超导部件R1与流过它的电流I的关系如图乙所示。电路通电10s，灯泡L正常发光过程中，以下判断不正确的是（　　） A．R1的阻值为零 B．R1产生的电热为0J C．若R1被短接，L会变亮 D．L的实际功率为3W 【答案】C 【详解】AB．灯泡L标有“6V 3W”，由P=UI可知，灯泡的额定电流 已知电源电压恒为6V，所以电路中的最大电流为0.5A，由图乙可知，此时超导部件R1的阻值为零，因为超导部件R1的阻值为零，不会产生热量，即R1产生的电热为0J，故AB正确，不符合题意； C．此时超导部件R1的阻值为零，所以若R1被短接，L亮度不变，故C错误，符合题意； D．电源电压恒为6V，灯泡L正常发光，实际功率与额定功率相等，则L的实际功率为3W，故D正确，不符合题意。 故选C。 19．如图所示的电路，已知电阻，。当开关闭合后，下列说法正确的是（   ） A．通过与的电流之比为 B．与两端电压之比为 C．与消耗的电功率之比为 D．与相同时间内产生的电热之比为 【答案】C 【详解】分析电路可知，当开关闭合后，与串联。 A．根据串联电流规律，通过与的电流相等，即通过与的电流之比为，故A错误； B．通过与的电流相等，根据，电压与电阻成正比，所以与两端电压之比为 故B错误； C．通过与的电流相等，根据，电功率和电阻成正比，所以与消耗的电功率之比为 故C正确； D．通过与的电流相等，根据，时间相同时，产生的电热与电阻成正比，所以与相同时间内产生的电热之比为 故D错误。 故选C。 20．如图甲所示为某同学设计的一电子温度计的电路原理图。电源电压恒为6V，电压表量程为，是定值电阻，是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，电压表示数为2V。下列选项正确的是（　　） A．电阻的阻值为 B．在电路正常工作时，此电子温度计能测量的最高温度为 C．在不改变电表的条件下，通过增大电源电压可以增大电子温度计的测温范围 D．将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时，通电5分钟，产生的热量为20J 【答案】B 【详解】AD．将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中，冰水混合物的温度为，由图乙可知，此时热敏电阻的阻值为，根据串联电路的电压规律可知，此时热敏电阻两端的电压为 此时电路中的电流为 则的阻值为 通电5分钟，产生的热量为 故AD错误； B．当电压表示数最大为3V时，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，则电路中的最大电流为 根据串联电路的分压规律可知，此时热敏电阻分得的电压最小，则热敏电阻分得的电压为 则热敏电阻的最小值为 由图乙可知，此电子温度计能测量的最高温度为，故B正确； C．在不改变电表的条件下，即电压表的最大测量为3V不变，根据欧姆定律可知电路中的最大电流不变，增大电源电压，则热敏电阻分得的最小电压变大，根据欧姆定律可知热敏电阻变大，电子温度计的测温范围变小，故C错误。 故选B。 21．随着科技的进步，人们开始使用无人机喷洒农药，如图所示，该无人机有4个旋翼，由4个相同的电动机驱动。每个电动机的额定电压为15V，额定功率为30W，电动机线圈的电阻为2Ω。则该无人机正常工作时，每只电动机的电流为 A；工作10s，输出的总机械能为 J。 【答案】 2 880 【详解】[1]每只电动机的电流为 [2]每个机翼消耗的电能 每个机翼的电动机的线圈产生的热量 无人机每个机翼输出的机械能 根据题意可知，无人机有四个机翼，则该无人机正常工作10s，输出的机械能 22．如图所示的是通过定值电阻R和小灯泡L的电流随两端电压变化的图像。现将定值电阻R和小灯泡L并联在电压恒为4V的电源上，此时小灯泡L正常发光。则小灯泡L的额定功率为 W；通电100s，定值电阻R产生的热量为 J。 【答案】 3.2 160 【详解】[1]定值电阻的阻值一定，则通过它的电流与电压成正比，故乙是定值电阻R的图像，灯泡的电阻随温度的升高而增大，故甲是灯泡的图像。由图像可知，当灯泡正常发光（即电压为4V）时，通过灯泡的电流为0.8A，则灯泡的额定功率为 [2]由焦耳定律可知，通电100s，定值电阻R产生的热量为 23．如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器最大阻值是。闭合开关，滑片从一端移至另一端，滑动变阻器的功率P随电阻R的变化关系如图乙所示，当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为 A，通电电流通过产生的热量是 J。 【答案】 0.2 24 【详解】[1][2]由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。当滑片P滑至最右端时，滑动变阻器的电阻最大，最大为R2=20Ω，由图象可知滑动变阻器消耗的电功率P2=0.8W，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=I2R可得，电路中电流表的示数 电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R1的电阻R1=R-R2=30Ω-20Ω=10Ω 通电电流通过产生的热量Q=I2R1t=(0.2A)2×10Ω×60s=24J 24．如图所示的电路，电源电压恒为6V，电阻、为定值电阻。闭合开关S后，电阻的电功率为6W，电流表的示数为1.5A。求： (1)通过电阻的电流。 (2)通电1min，电阻产生的热量。 【详解】（1）由电路图可知，电阻R1和R2并联，电流表测量干路电流。根据并联电路电压的特点可知，，根据电功率公式可得，通过电阻R1的电流为 根据并联电路的电流特点可知，通过电阻R2的电流为 （2）根据焦耳定律可知，电阻R2在1min内产生的热量为 25．某学习兴趣小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全；如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的简化加热电路。电路低温挡除雾，高温挡除霜；已知电源电压恒为10V，R1与R2均为加热电阻，R2阻值为20Ω，当开关S、S1闭合时，电流表示数为1A，求： (1)电阻 R1的阻值； (2)除霜模式下，电阻R1工作10min产生的热量； (3)除雾模式下，电路的功率。 【详解】（1）由电路图可知，只闭合开关S时，两电阻串联，电路的总电阻最大；当开关S、S1闭合时，R2被短路，只有R1工作，根据可知，电压一定时，电路中总电阻越大，电功率越小，挡位越低，所以当开关S闭合，S1断开时，处于除雾模式，当开关S、S1闭合时，处于除霜模式；根据可得，R1的阻值为 （2）当开关S、S1闭合时，处于除霜模式，电阻R1工作的电功率为 10min产生的热量为 （3）处于除雾模式，开关S闭合，S1断开时，两电阻串联，电路中总电阻为 电功率为 26．如图所示，电源电压保持不变，和均为定值电阻，。当闭合、和断开时，电流表示数为0.3A；当闭合、和断开时，电压表示数为1V。求： (1)定值电阻的阻值； (2)当闭合、和断开时，定值电阻在10s内产生的热量； (3)若该电路是多挡位电热器的原理图，请判断该电热器处于高温挡时开关的状态并说明理由。 【详解】（1）当S1闭合、S2和S3断开时，由电路图可知，电路中只有电阻R1，电流表测量电路电流，此时电流表示数为0.3A，则电源电压 当S2闭合、S1和S3断开时，R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，电压表示数为1V，则R2两端的电压为1V，则通过R1的电流 由串联电路中处处电流相等及欧姆定律，可得R2的阻值 （2）当S2闭合、S1和S3断开时，R1和R2串联，通过R1的电流为，则定值电阻R1在时间10s内产生的热量Q1=I2R1t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J （3）电热器处于高温挡时，其电功率最大。根据电功率公式可知，电源电压U不变，要使电功率P最大，电路的总电阻R最小；分析电路的连接方式：当S1闭合，S2、S3断开时，电路中只有电阻R1；当S2闭合、S1和S3断开时，R1和R2串联；当S1、S3闭合，S2断开时，R1和R2并联，由于并联电路的总电阻小于任一支路中的电阻，所以R1和R2并联时，电路的总电阻R最小，因此，当S1、S3闭合，S2断开时，电路中的电功率最大，电热器处于高温挡。 【考点5 】 27．小明家新购置了一台电热水器，该热水器设有高、中、低三挡，简化工作电路如图所示，电热丝，电热丝。以下说法正确的是（　　） A．电热水器工作的原理是电流的化学效应 B．开关S、闭合，断开时，电热水器处于中挡位 C．三个开关都闭合时是高挡位 D．电热水器处于低挡位时2min产生的热量是 【答案】CD 【详解】A．电热水器工作的原理是电流的热效应，故A错误； B．由图可知，开关、闭合，断开时，电路中只有工作，总电阻最大，由可知，此时电功率最小，电热水器处于低挡位，故B错误； C．三个开关都闭合时， 与并联，总电阻最小，由可知，此时电功率最大，是高挡位，故C正确； D．电热水器处于低挡位时，2min产生的热量 故D正确。 故选CD。 28．如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，小灯泡参数模糊不清。第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为10V B．小灯泡的参数为“2V  0.4A” C．只闭合S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器的阻值范围为7.5~30Ω D．只闭合S、S1，滑片P移至b端时，通电10s，R0产生的热量为32J 【答案】D 【详解】由图乙可知，第一次只闭合开关S、S1，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流；第二次只闭合开关S、S2，滑动变阻器与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流；第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端，当滑片移动到b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，其分得的电压为0，即电压表示数为0，所以图乙中直线为滑动变阻器与R0串联时的图像，曲线为滑动变阻器与灯泡L串联时的图像。 A．只闭合开关S、S1，滑片P移动到b端时，电路中只有R0，此时电路中电流最大为 滑片P在a端时，滑动变阻器与定值电阻串联，电路中的电流最小，最小为0.2A；由欧姆定律得，电源电压 即 解得R0＝20Ω 电源电压 故A错误； B．图乙中曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图像，由图像可知，电压表示数最小为3V时，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压 此时电路中的电流为 则小灯泡的参数为“5V  0.4A”，故B错误； C．保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P，由图乙知，当电压表示数最大为6.4V时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由图知，此时的电流为0.32A，由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的最大电阻为 因为电流表的量程为0~0.6A，小灯泡的额定电流为0.4A，所以电路中的最大电流为0.4A，此时滑动变阻器连入电路中的电阻最小，此时小灯泡两端电压为5V，因为串联电路两端电压等于各部分电路两端电压的总和，所以滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器的最小电阻为 所以滑动变阻器的范围为7.5Ω~20Ω，故C错误； D．只闭合S、S1，滑片P移至b端时，只有R0接入电路，电路中电流最大，为0.4A，通电10s，R0产生的热量为 故D正确。 故选D。 29．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，通过的电流 （选填“大于”“等于”或“小于”）通过的电流。若电阻丝，电流表示数为0.4A，1min内电流通过产生的热量为 J。 【答案】 小于 48 【详解】[1]图中与先并联再和并联，根据串联电路的电流特点可知，通过左端的电流等于通过右端的总电流，即；右侧与并联，根据并联电路的电流特点知，所以右边容器中的通过的电流小于左侧通过的电流； [2]已知电阻，通过的电流为，时间 根据焦耳定律，代入数据得电流通过产生的热量为 30．图甲是一款挂烫机，其简化电路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，两电热丝的阻值之比R1∶R2＝1∶2。开关S接触点2、3时挂烫机处于慢热挡，开关S接触点3、4时挂烫机处于速热挡，已知慢热挡的功率为880W。则电热丝R1阻值为 ，挂烫机速热挡的功率为 ，挂烫机在速热挡工作5min，电热丝产生的总热量为 。 【答案】 55 1320W 3.96×105J 【详解】[1]当开关S接触点2、3时，电路为R1的简单电路，挂烫机处于慢热挡。由可得 [2]已知R1∶R2=1∶2 所以R2=2R1=2×55Ω=110Ω 当开关S接触点3、4时，R1与R2并联，挂烫机处于速热挡。根据并联电路电压特点，则U=U1=U2=220V 由可得，R2的功率 速热挡功率P速热=P慢热+P2=880W+440W=1320W [3]挂烫机在速热挡工作时间t=5min=5×60s=300s 由Q=W=Pt 可知，总热量Q=P速热t=1320W×300s=3.96×105J 31．有一个电烙铁，它的电阻是1100Ω，将它接在家庭电路中，电烙铁正常工作。求： (1)它的发热功率； (2)如果给它通电15min，获得的热量。 【详解】（1）已知家庭电压是220V，则电烙铁的发热功率 （2）给它通电15min，获得的热量 32．如图，电源电压U=6V，R1=20Ω，滑动变阻器的最大电阻R2=40Ω，小灯泡的额定电压为12V（灯丝电阻不随温度变化），闭合开关S。求： (1)当开关S1、S2都断开时，电路的最小电功率是多少？ (2)当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电流表的读数为0.4A。小灯泡的额定功率是多少？ (3)当开关S2闭合，S1断开时，电流表的最大示数是多少？此时通电5min，电阻R1产生的热量是多少？ 【详解】（1）由图可知，当开关S闭合，S1、S2断开，滑片P在最右端时，R1与滑动变阻器串联，电路的总功率最小，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路中的总电阻R总=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω 此时电路的最小电功率 （2）当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最右端时，灯与滑动变阻器的最大阻值并联，因为并联电路中各支路两端的电压相等，则U=U灯=U2=6V 根据欧姆定律可得，通过滑动变阻器的电流 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则通过灯泡的电流I灯=I-I2=0.4A-0.15A=0.25A 灯泡的电阻 灯泡的额定功率 （3）当开关S、S2闭合，S1断开，滑片P在最左端时，电路为R1的简单电路，电流表示数最大，则 此时通电5min，电阻R1产生的热量Q=I大2R1t=(0.3A)2×20Ω×5×60s=540J 【考点6 】 33．如图所示，小明在课前展示了一盏自制的“铅笔芯电灯”。他将8节1号电池串联起来做电源，用两条铝箔纸条做导线，拿一根2B自动铅笔芯穿过铝箔纸条后架在烧杯口处。戴上绝缘隔热手套，将铝箔纸条的两端分别连接在电源的正负极上，稍等一会儿，小小的铅笔芯竟然热得发光，而与它相连的铝箔纸条却不怎么热。产生这种现象的原因是（　　） A．铅笔芯的通电时间长 B．通过铅笔芯的电流大 C．铅笔芯的电阻大 D．铅笔芯的电功率小 【答案】C 【详解】铅笔芯的温度升高，经过一段时间，电流产生的热量增多，当铅笔芯的温度达到一定程度时（或导体通电时间越长产生热量越多），“铅笔芯电灯”发光；铝箔纸条和铅笔芯串联，通过的电流相等，通电时间相等，铝箔纸条的电阻小于铅笔芯的电阻，由焦耳定律可知，铅笔芯产生的热量多，铝箔纸条产生的热量少，铝箔纸温度比铅笔芯的低，所以不怎么热。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 34．电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。下列说法正确的是（　　） A．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 B．导线的电阻大于电炉丝的电阻 C．导线的电功率小于电炉丝的电功率 D．电流通过导线时没有产生热效应 【答案】C 【详解】A．导线和电炉丝串联，由串联电流规律可知，通过导线的电流等于通过电炉丝的电流，故A错误； B．由于导线和电炉丝的电流相同，且在同一电路中，时间相同，根据可知，导线的电阻小于电炉丝的电阻，故B错误； C．根据可知，通电时间相同，电炉丝产生的热量多，是由于导线的电功率小于电炉丝的电功率，故C正确； D．电流通过导线，由于导线的电阻小，产生的电热少，而不是没有产生热效应，故D错误。 故选C。 35．小明在生活中发现了很多的物理知识，比如：向热汤中滴入香油，散发了浓浓的香味，是由于温度越高，分子 ；电热水壶烧水时电热丝很烫，但连接烧水壶的导线却不怎么热，主要是电热丝电阻比导线电阻大得多，根据 可知电热丝产生的热量比导线大得多。 【答案】 热运动越剧烈 【详解】[1]当向热汤中加入香油时，香油中的香味分子会随着温度升高而加快运动速度，从而更容易扩散到空气中，使我们能够闻到香味。这是扩散现象的一种表现形式，而扩散现象与温度有关，温度越高，分子的热运动越剧烈，扩散现象就越明显。 [2]电热水壶中的电热丝和连接的导线是串联的，因此通过它们的电流和通电时间是相同的。根据焦耳定律，导体产生的热量与电阻成正比，由于电热丝的电阻远大于导线的电阻，因此电热丝产生的热量远大于导线，导致电热丝很烫而导线却不怎么热。 36．如图甲为小明家的电能表，只有电炉烧水时，该电能表转盘5min内转了60转，这段时间内消耗的电能为 J，电炉的功率为 kW。小明观察到图乙电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的导线却发热不明显，可以通过比较图丙实验中的 （填A、B、C中某两个）两个液柱高度解释说明这种情况。 【答案】 3.6×105 1.2 B、C 【详解】[1][2]600revs/（kW·h）表示每消耗1kW·h电能，转盘转过600转，则转盘转60转消耗的电能为 由得，电炉的功率为 [3]图乙中的电炉丝与导线是串联的，通过的电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多，电炉丝的电阻远大于导线的电阻，所以在相同的时间内，电炉丝产生的热量较多，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热；图丙中B、C两液柱相连的两电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，两电阻的阻值不同，故可用图丙中的B、C两个液柱高度解释这种情况。 【考点7 】 37．有两条电阻丝，它们的电阻之比是2∶1，把它们串联接入电压为U的电路中，则在相等的时间里，它们放出的热量之比是（　　） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 【答案】B 【详解】把它们串联接入电压为U的电路中，根据串联电路的电流规律，电流处处相等，则流过两条电阻丝的电流大小相等，而且时间也是相等的，电阻阻值比为2∶1，根据焦耳定律的公式可知，在相等的时间里，它们放出的热量之比为 它们放出的热量之比是2∶1，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 38．小林同学在进行电学知识综合复习时，根据如图所示电阻a、b的I-U图象，通过分析、计算作出了以下的判断，其中正确的是（   ） A．a、b串联时，相同时间内产生的热量之比为1:2 B．a、b并联时，相同时间内消耗的电能之比为2:1 C．将a、b并联接在2V的电源上，干路电流为0.3A D．将a、b串联接在3V的电源上，通过b的电流为0.3A 【答案】C 【详解】A．a、b串联在电路中，电流是相同的，由图象可知，当电流都为0.2A时，a的电压为4V，b的电压为2V，即a两端的电压是b两端电压的2倍，根据 可知，相同时间内a、b产生热量之比为2:1，故A错误； B．a、b并联在电路中，电压是相同的，由图象可知，当电压为2V时，a的电流是0.1A，b的电流是0.2A，即a的电流是b的电流的二分之一；根据可知，相同时间内a、b消耗的电能之比为1:2，故B错误； C．将a和b并联，并联电路各支路两端的电压相等；当a两端电压为2V时，由图象可知，通过a的电流为0.1A，通过b的电流为0.2A，根据并联电路的电流关系可知，干路电流为 故C正确； D．将a和b串联，电流相同，由图象可知，当电路中的电流为0.1A时，a的电压为2V，b的电压为1V，满足它们两端电压（总电压）为3V，所以由串联电路的电流特点可知，通过b的电流为0.1A，故D错误。 故选C。 39．如图所示电路图，电源电压恒定不变，R2=2R1，闭合开关S1，通过R1、R2两电阻的电流之比是 ，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 ；将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，R1、R2两电阻的电流之比是 ，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 。 【答案】 1︰1 1︰2 2︰1 2︰1 【详解】[1]由图可知，闭合开关S1，电阻R1、R2串联，因为串联电路中各处的电流相等，所以两电阻的电流之比是1︰1。 [2]根据可得，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 [3]将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合，电阻R1、R2并联，因为并联电路各支路两端的电压相等，所以R1和R2两端的电压相等，由可得，R1、R2两电阻的电流之比是 [4]根据可得，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 40．如图所示电路，电源电压恒定。当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表示数为0.4A，电压表示数为4V；当开关S1、S2闭合，S3断开时，电压表示数为12V，此时电流表示数为 A。则该电路的电源电压为 V，电阻R1在前后两电路中各工作2min产生的电热之比为 。 【答案】 1.8 12 4:9 【详解】[1][2]当开关S1、S2断开，S3闭合时，分析电路图可知，电源电压恒定，R1和R2串联，电流表的示数为0.4A，电压表测R2两端的电压，示数为4V，则R2的阻值为 当开关S1、S2闭合，S3断开时，R1和R2并联，电压表测电源电压，示数为12V，则R2的阻值为 R1和R2并联时，电流表测干路电流，示数为 [3]电阻R1在前后两电路中各工作2min产生的电热为 Q1=I2R1t=(0.4A)2×20Ω×2×60s=384J 41．百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。 （1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？ （2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？ （3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【详解】解（1）电动机线圈产生的热量是 （2）加热电阻正常工作时的电阻是 （3）水吸收的热量为 电加热效率为 答：（1）电动机线圈产生的热量是； （2）加热电阻正常工作时的电阻是； （3）水吸收的热量为，电加热效率为80%。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $