寒假作业04 焦耳定律（巩固培优）九年级物理新教材沪科版（五四学制）

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业04 焦耳定律 选择恰当公式正确计算电热： 1.纯电阻电路：电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即电热等于电功 Q热量=W 。 例如，电取暖器、电饭煲、热水器等这些用电器工作时电能全部转化为内能，产生的热量均可用下列公式计算：Q放= W总=Pt=UIt= U2t/R =I2Rt 2.非纯电阻电路：电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，即电热小于电功 Q热量＜W。 例如，电风扇、洗衣机等。这种情况下，计算电流产生热量的公式为： Q =I2Rt 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．如图所示，是某品牌智能晾衣架，该晾衣架具有“电动升降，智能风干，照明”等多种功能，升降电动机，风干机都能单独工作。下列说法正确的是（   ） A．升降电动机主要是利用电流的热效应工作的 B．LED灯主要是由超导材料制成的 C．升降电动机和风干机彼此间的连接方式是并联 D．风干机工作过程中将机械能转化为电能 2．如图甲中电源电压恒为6V，闭合开关后，两电流表的指针偏转均如图乙所示，则下述不正确的是（　　） A．电路的总电阻为4Ω B．断开开关后，电阻的阻值为5Ω C．闭合开关后，和的电功率之比为1︰4 D．闭合开关后，整个电路在1min内产生的热量为480J 3．一根电炉丝烧坏了，切掉了后，仍接在原电源上，在相同的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（　　） A．5︰6 B．6︰5 C．1︰6 D．6︰1 4．纳米技术不仅应用于高科技，在生产、生活中得到了广泛的应用，某中学纳米课题研究小组的同学了解到的某一新产品——纳米电热水器的部分技术参数表及电路图如下，设R1、R2、R3均为加热电阻，其值不受温度影响，S为挡位开关，是热水器有“低”“中”“高”温度挡，使用时接入家庭电路中，则下列说法正确的是（　　） 型号 额定电压/V 水箱容量/L 频率/Hz 额定功率/kW DGW 220 40 50 0.5/1.0/2.2 A．开关S接“3”挡时为高温挡，因为接入电路的加热电阻多 B．R2的阻值为26.4Ω C．在低温挡通电10min，该热水器消耗电能为5×103J D．该热水器在“低”“中”温度挡分别通电1min（不计热量损耗）两种情况下水箱内水温升高之比为1∶4 5．詹记桃酥的电烤箱铭牌标有“220V　800W”，它的电阻为 Ω；若电烤箱正常工作时电流产生的热量全部被桃酥面团吸收，烤一份桃酥需要消耗的热量，则电烤箱需要工作 s。 6．如图所示，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉，电炉只有一根阻值为的电热丝。电炉是利用电流的 效应工作的；不计导线电阻，将电炉接入电源电压为的电路中正常工作时，通电10min，电热丝产生的热量为 。小丽想将旧电炉改装成一个发热坐垫，在爸爸的帮助下，小丽用阻值更 （选填“大”或“小”）的电热丝替换掉原有电热丝，使发热坐垫功率比改装前小得多。 7．如图所示是一种家用蒸汽挂烫机，接通电源后水箱中的水被加热，这是利用 方式增加水的内能，形成的水蒸气通过弯曲导气管从喷头喷出，快速除去服装上的褶皱，使用方便。某款挂烫机的额定电压为220 V，电热丝加热功率为1 100 W。则该挂烫机工作时，通过电热丝的电流为 A，若连续工作10分钟，电热丝产生的热量为 J。 8．如图所示是两挡电饭锅内部的简化电路图，、均为发热电阻，将开关S分别置于1、2两位置时，电饭锅处于不同挡位。已知的阻值为110Ω。当开关S置于2位置时，电饭锅处于 （选填“高温”或“低温”）挡，该挡位正常工作10min产生的热量是 J。 9．小松同学用如图所示的实验装置探究“电流的热效应与电阻的关系”。 (1)实验中小松同学设计了如图甲的电路图，连接电路后通过观察乙图中 来比较电流产生的热量的多少，她把和串联连接的目的是控制 。 (2)为达到实验目的，选择的两电阻丝的阻值 。（选填“相等”或“不相等”） (3)小松同学想进一步探究电流的热效应与其他因素的关系，于是设计了如图丙所示的电路图，对比两图，她是在探究电流的热效应与 的关系。 (4)小额同学想通过理性探究的方式，得到电流的热效应与其影响因素的定量关系，她对公式进行梳理时发现，可以根据电功公式和欧姆定律进行推导，若定值电阻通电时将电能全部转化为内能，即 ，再根据欧姆定律有，就可推导出热量的计算公式 。 10．小明家新买了一款全自动炒菜机，其内部由加热器和转动器（核心部件为电动机，用M表示）组成，如图是其简化电路图。该全自动炒菜机可实现高温翻炒、低温焖煮和高温焖煮三种工作模式，R1、R2为发热电阻且。已知电源电压恒为220V，转动器的内阻为5，高温焖煮时电流表的示数为5A。开关S与触点1、2接触时，炒菜机不工作。则： (1)求R2的阻值。 (2)求使用低温焖煮模式炖汤时炒菜机的电功率。 (3)使用高温翻炒模式炒地三鲜时，电流表的示数为5.3A，求工作3min，电流通过转动器产生的热量。 11．将规格都是“220V  180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，正常工作相同时间，则产生热量最多的是（　　） A．电冰箱 B．电脑 C．电热毯 D．三者产生的热量一样多 12．小明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等量的空气，R1、R2、R3是三段电阻丝。下列说法正确的是（　　） A．若R1和R2阻值不同，则可探究电热与电阻的关系 B．只有R1和R3阻值相同时，才可探究电热与电流的关系 C．不管R1、R2、R3阻值是否相同，都可探究电热与通电时间的关系 D．只有R1、R2和R3阻值相同时，才能探究电热与电流的关系 13．两个电热器的阻值之比为2:5，把它们并联起来接入电路中，相同时间内它们产生的热量之比是（　　） A． B． C． D． 14．如图所示，连接着西部清洁能源基地与东部用电区域的“西电东送”高压输电线，以及我们日常家中所用的导线。高压输电线通过增大导体的 ，从而 （选填“增大”或“减小”）导体的电阻，以实现远距离高效输电。维修线路时，为确保人员安全需要断电，此时导体的电阻 （选填“不变”或“变为零”）。 15．某款智能手机芯片工作时，电流为0.2A，电阻为5Ω，通电时间10s产生的热量为 J。如果能在常温下使用超导体为材料制作芯片，可以极大 （选填“增大”或“减小”）芯片发热情况。 16．如图为某用电器的I-U图像，其额定电压为12V，则额定功率是 W；当该用电器在正常工作100s时，产生的热量是 J。 17．如图所示，小明和小华分别用该实验电路来探究电流产生的热量和哪些因素有关。两个相同的空气盒中装有质量、温度相同的空气，电阻丝、的阻值均为，的阻值为，两人实验的电源电压相同且不变。 (1)该实验用电阻丝加热密闭空气盒内的空气，使盒内气体的 升高，压强增大，通过观察形管内液柱的高度差来反映电流产生热量的不同； (2)小明只闭合开关，如图所示他是想要探究电流产生的热量与 大小的关系，通电一段时间后，观察到的现象如图所示，表明在 和通电时间相同的情况下， 越大，电流产生的热量越多； (3)小华要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，他先将空气盒2内的电阻与电阻交换位置，目的是控制通电时间和 相同。 18．如图将两个阻值分别为R1=10Ω与R2=5Ω的电阻串联起来，接到6V的电源上。求： (1)该电路中的电流； (2)通电10s，R2所消耗的电能。 19．某同学家新买了一个电热水壶如图1，他发现电热水壶有加热和保温功能。在翻看说明书时，发现其内部电路的简图如图2，图中四根电阻丝R阻值均相同，通过旋转旋钮开关，从而可以实现高挡加热、中挡加热、低挡加热以及停止工作（断路）的状态切换。现把电热水壶接入恒为220V的家庭电路中： (1)旋钮开关旋转到3挡位时，电热水壶处于 状态；（选填“高挡加热”、“中挡加热”或“低挡加热”） (2)在低挡加热工作时的总电流为0.1A，求通电10min电阻产生的总热量； (3)在中挡加热工作时功率为440W，求电阻R的大小。 20．如图所示，电源电压U=9V恒定不变，R1、R2是定值电阻，滑动变阻器标有“20Ω  0.5A”字样。求： (1)只闭合开关S1时，电流表的示数为0.9A，电阻R1的大小； (2)当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为1.5A，电流在10s内通过电阻R2所产生的热量； (3)当开关S1断开，开关S2、S3均闭合，R2为电压表时，若电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，在保证各元件完好的情况下，电阻R1消耗的最大功率。 21．图—1是某款鸡蛋孵化器，具有“保温”和“加热”两个挡位，其简化电路如图2，电源电压恒为220V，S1为温控开关，R1、R2为加热电阻，阻值不随温度变化。保温挡的额定功率为22W，加热挡的额定功率为121W。 (1)该鸡蛋孵化器是利用电流的 效应工作的。 (2)孵化器处于保温挡正常工作时的电流是多少？孵化器处于加热挡正常工作5min消耗的电能是多少？ (3)R2的阻值是多少？若只需要将该鸡蛋孵化器的加热挡功率降低到110W，请通过计算说明应如何改变加热电阻的阻值。 22．电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。 工作电压220V 工作频率50Hz 最大运行功率40W 储水箱容量2.4L 尺寸高315mm，底部直径168mm 满水工作时间高气雾量10h，低气雾量24h (1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值。 (2)用最大运行功率工作，经过5min，水沸腾产生蒸气，求电流产生的热量。 (3)当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为990Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？ 23．图甲为电子台秤原理图，定值电阻，图乙是压敏电阻R受到压力F和压敏电阻的变化关系图像，电源电压恒为12V，电流表的量程为0.6A。求： (1)当压力为20N时，电流表的示数。 (2)当压力为20N时，10s内电阻R0产生的热量。 (3)该台秤能够测量的最大压力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业04 焦耳定律 选择恰当公式正确计算电热： 1.纯电阻电路：电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即电热等于电功 Q热量=W 。 例如，电取暖器、电饭煲、热水器等这些用电器工作时电能全部转化为内能，产生的热量均可用下列公式计算：Q放= W总=Pt=UIt= U2t/R =I2Rt 2.非纯电阻电路：电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，即电热小于电功 Q热量＜W。 例如，电风扇、洗衣机等。这种情况下，计算电流产生热量的公式为： Q =I2Rt 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．如图所示，是某品牌智能晾衣架，该晾衣架具有“电动升降，智能风干，照明”等多种功能，升降电动机，风干机都能单独工作。下列说法正确的是（   ） A．升降电动机主要是利用电流的热效应工作的 B．LED灯主要是由超导材料制成的 C．升降电动机和风干机彼此间的连接方式是并联 D．风干机工作过程中将机械能转化为电能 【答案】C 【详解】A．升降电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故A错误； B．LED灯的核心材料是半导体，超导体的电阻为零，无法用于制作LED灯，故B错误； C．并联电路中各用电器可独立工作、互不影响，题干说明升降电动机和风干机都能单独工作，因此它们的连接方式是并联，故C正确； D．风干机工作时是将电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故D错误。   故选C。   2．如图甲中电源电压恒为6V，闭合开关后，两电流表的指针偏转均如图乙所示，则下述不正确的是（　　） A．电路的总电阻为4Ω B．断开开关后，电阻的阻值为5Ω C．闭合开关后，和的电功率之比为1︰4 D．闭合开关后，整个电路在1min内产生的热量为480J 【答案】D 【详解】电路为并联电路，电流表A1测量R1所在支路电流，电流表A2测量干路电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以A2连接的是大量程，示数为1.5A，A1连接的是小量程，示数为0.3A。 A． 电路的总电阻 故A正确，不符合题意； B．的阻值为 电阻的阻值 电阻大小与电压及电流无关，所以断开开关后，电阻的阻值为5Ω，故B正确，不符合题意； C．由可知，和的电功率之比等于电阻之比的倒数，则电功率之比为 故C正确，不符合题意； D．闭合开关后，整个电路在1min内产生的热量 故D错误，符合题意。 故选D。 3．一根电炉丝烧坏了，切掉了后，仍接在原电源上，在相同的时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（　　） A．5︰6 B．6︰5 C．1︰6 D．6︰1 【答案】B 【详解】导体的材料和横截面积一定时，导体的电阻与导体的长度成正比，若原来电炉丝的电阻为R，切掉以后，电炉丝的电阻为 仍接在原电源上，即电炉丝两端的电压不变，通电时间相同，由可得，产生的热量与原来产生的热量之比 故选B。 4．纳米技术不仅应用于高科技，在生产、生活中得到了广泛的应用，某中学纳米课题研究小组的同学了解到的某一新产品——纳米电热水器的部分技术参数表及电路图如下，设R1、R2、R3均为加热电阻，其值不受温度影响，S为挡位开关，是热水器有“低”“中”“高”温度挡，使用时接入家庭电路中，则下列说法正确的是（　　） 型号 额定电压/V 水箱容量/L 频率/Hz 额定功率/kW DGW 220 40 50 0.5/1.0/2.2 A．开关S接“3”挡时为高温挡，因为接入电路的加热电阻多 B．R2的阻值为26.4Ω C．在低温挡通电10min，该热水器消耗电能为5×103J D．该热水器在“低”“中”温度挡分别通电1min（不计热量损耗）两种情况下水箱内水温升高之比为1∶4 【答案】B 【详解】A．S接3时，三个加热电阻串联；S接2时，两个加热电阻串联；S接1时，只有电阻R1接入电路中；所以S接3时，电路中电阻最大，根据 可知，电功率最小，为低温挡，故A错误； B．当S接1时，电阻R1接入电路中,电路中电阻最小，根据 可知，此时电功率最大，为高温挡，由表中数据可知，高温挡额定功率 P1=2.2kW=2200W 则电阻R1的阻值 当S接2时，为中温挡，电路为R1、R2的串联电路，由表中数据可知，额定功率 P2=1kW=1000W 则此时电路中的电阻 则R2的阻值 R2=R′-R1=48.4Ω-22Ω=26.4Ω 故B正确； C．由可得，在低温挡通电10min，消耗的电能 W低=P低t=0.5×103W×10×60s=3×105J 故C错误； D．由可得，该热水器在“低”“中”温挡分别通电1min消耗的电能之比 不计热量损耗时，Q吸=W，由W=Q吸=cm∆t可得，两种情况下水箱内水温升高之比 故D错误。 故选B。 5．詹记桃酥的电烤箱铭牌标有“220V　800W”，它的电阻为 Ω；若电烤箱正常工作时电流产生的热量全部被桃酥面团吸收，烤一份桃酥需要消耗的热量，则电烤箱需要工作 s。 【答案】 60.5 180 【详解】[1]根据，烤箱电阻 [2]烤箱正常工作时电流产生的热量全部被面团吸收，因此根据，烤箱工作时间 6．如图所示，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉，电炉只有一根阻值为的电热丝。电炉是利用电流的 效应工作的；不计导线电阻，将电炉接入电源电压为的电路中正常工作时，通电10min，电热丝产生的热量为 。小丽想将旧电炉改装成一个发热坐垫，在爸爸的帮助下，小丽用阻值更 （选填“大”或“小”）的电热丝替换掉原有电热丝，使发热坐垫功率比改装前小得多。 【答案】 热 大 【详解】[1]电炉是利用电流的热效应工作的，电流通过电阻后产生热量。 [2]通过电阻丝的电流 根据焦耳定律，电热丝产生的热量 [3]根据，在电源电压不变的情况下，要减小功率，需要增大电阻。因此，应选择阻值更大的电热丝来替换原有电热丝。 7．如图所示是一种家用蒸汽挂烫机，接通电源后水箱中的水被加热，这是利用 方式增加水的内能，形成的水蒸气通过弯曲导气管从喷头喷出，快速除去服装上的褶皱，使用方便。某款挂烫机的额定电压为220 V，电热丝加热功率为1 100 W。则该挂烫机工作时，通过电热丝的电流为 A，若连续工作10分钟，电热丝产生的热量为 J。 【答案】 热传递 5 【详解】[1]水吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式增加水的内能。 [2]由P=UI可知，通过电热丝的电流 [3]若连续工作10分钟，电热丝产生的热量 8．如图所示是两挡电饭锅内部的简化电路图，、均为发热电阻，将开关S分别置于1、2两位置时，电饭锅处于不同挡位。已知的阻值为110Ω。当开关S置于2位置时，电饭锅处于 （选填“高温”或“低温”）挡，该挡位正常工作10min产生的热量是 J。 【答案】 低温 【详解】[1][2]由图可知，当开关S置于1时，、并联，电路中的总电阻较小，由可知，电路中的总功率较大，电饭锅处于高温挡，当开关S置于2时，只有工作，电路中的总电阻较大，由可知，电路中的总功率较小，电饭锅处于低温挡； 低温挡的电功率： 该挡位正常工作10min产生的热量： 9．小松同学用如图所示的实验装置探究“电流的热效应与电阻的关系”。 (1)实验中小松同学设计了如图甲的电路图，连接电路后通过观察乙图中 来比较电流产生的热量的多少，她把和串联连接的目的是控制 。 (2)为达到实验目的，选择的两电阻丝的阻值 。（选填“相等”或“不相等”） (3)小松同学想进一步探究电流的热效应与其他因素的关系，于是设计了如图丙所示的电路图，对比两图，她是在探究电流的热效应与 的关系。 (4)小额同学想通过理性探究的方式，得到电流的热效应与其影响因素的定量关系，她对公式进行梳理时发现，可以根据电功公式和欧姆定律进行推导，若定值电阻通电时将电能全部转化为内能，即 ，再根据欧姆定律有，就可推导出热量的计算公式 。 【答案】(1) 液柱上升的高度 电流相等 (2)不相等 (3)电流大小 (4) UIt 【详解】（1）[1]由乙图可知，电流通过导体产生热量，使容器内气体膨胀，推动红色液柱上升，产生热量越多，红色液柱上升的越高，因此通过观察乙图中液柱上升的高度来比较电流产生的热量的多少。 [2]将两电阻串联，根据串联电路电流规律可知，目的使使通过两电阻的电流相等。 （2）本实验探究电流的热效应与电阻的关系，采用控制变量法，控制电流大小和通电时间长短相等，两电阻阻值不等，因此选择的两个电阻丝阻值不相等。 （3）由图丙可知，两电阻阻值相等，电源电压不相等，根据可知，通过两电阻的电流不相等，因此探究的是电流的热效应与电流大小的关系。 （4）[1][2]若定值电阻通电时将电能全部转化为内能，根据电功的公式可得 根据可推出 10．小明家新买了一款全自动炒菜机，其内部由加热器和转动器（核心部件为电动机，用M表示）组成，如图是其简化电路图。该全自动炒菜机可实现高温翻炒、低温焖煮和高温焖煮三种工作模式，R1、R2为发热电阻且。已知电源电压恒为220V，转动器的内阻为5，高温焖煮时电流表的示数为5A。开关S与触点1、2接触时，炒菜机不工作。则： (1)求R2的阻值。 (2)求使用低温焖煮模式炖汤时炒菜机的电功率。 (3)使用高温翻炒模式炒地三鲜时，电流表的示数为5.3A，求工作3min，电流通过转动器产生的热量。 【答案】(1) (2)110W (3)81J 【详解】（1）根据电路图可知，当开关S接3、4时，电路为R2的简单电路，此时电路中的电阻最小，根据可知，电功率最大，且只有电阻加热，处于高温焖煮模式，已知高温焖煮时电流表的示数为5A，则R2的阻值为 （2）当开关S接2、3时，电阻R1和R2串联，电路中总电阻最大，根据可知，电功率最小，为低温焖煮模式，已知，则R1的阻值为 电路的总电阻为 低温焖煮模式的电功率为 （3）由题图可知，高温翻炒模式时，电阻R2与转动器M并联工作，电流表测干路电流，通过电阻R2的电流为5A，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过转动器M的电流为 工作时间 则电流通过转动器产生的热量为 11．将规格都是“220V  180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，正常工作相同时间，则产生热量最多的是（　　） A．电冰箱 B．电脑 C．电热毯 D．三者产生的热量一样多 【答案】C 【详解】电冰箱、电脑、电热毯的额定电压和额定功率相同，均正常工作相同的时间，根据可知，三者消耗的电能一样多；电热毯是电热器，将电能全部转化为内能，电冰箱、电脑只将一部分电能转化为内能，所以电热毯产生的热量最多，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 12．小明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等量的空气，R1、R2、R3是三段电阻丝。下列说法正确的是（　　） A．若R1和R2阻值不同，则可探究电热与电阻的关系 B．只有R1和R3阻值相同时，才可探究电热与电流的关系 C．不管R1、R2、R3阻值是否相同，都可探究电热与通电时间的关系 D．只有R1、R2和R3阻值相同时，才能探究电热与电流的关系 【答案】C 【详解】A．探究电热与电阻的关系，应控制电流和通电时间相同，电阻的阻值不同，电阻R2和R3并联后再和电阻R1串联，由串并联电路电流的规律可知通过R1和R2的电流不同，不能探究电热与电阻的关系，故A错误； B．探究电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间相同，电流大小不同，R1和R3阻值相同，如果R1和R2阻值不同，不能探究电热与电流的关系，故B错误； C．探究电热与通电时间的关系，应控制电流和电阻相同，通电时间不同，可以选择其中一个装置，通过改变通电时间，观察U形管液面高度差的变化，即可探究电热与通电时间的关系，故C正确； D．探究电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间相同，电流大小不同，只要R1和R2阻值相同，并不要求R3的阻值也与它们相同，故D错误。 故选C。 13．两个电热器的阻值之比为2:5，把它们并联起来接入电路中，相同时间内它们产生的热量之比是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知，两个电热器并联起来接入电路中，且两电阻之比为 由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以由可得，相同时间内产生的热量之比 14．如图所示，连接着西部清洁能源基地与东部用电区域的“西电东送”高压输电线，以及我们日常家中所用的导线。高压输电线通过增大导体的 ，从而 （选填“增大”或“减小”）导体的电阻，以实现远距离高效输电。维修线路时，为确保人员安全需要断电，此时导体的电阻 （选填“不变”或“变为零”）。 【答案】 横截面积 减小 不变 【详解】[1][2]高压输电线通过增大导体的横截面积，从而减小导体的电阻，当电流与通电时间一定时，减小输电导线产生的热量，以实现远距离高效输电。 [3]导体的电阻是导体本身的一种特性，维修线路时，为确保人员安全需要断电，此时导体的电阻不变。 15．某款智能手机芯片工作时，电流为0.2A，电阻为5Ω，通电时间10s产生的热量为 J。如果能在常温下使用超导体为材料制作芯片，可以极大 （选填“增大”或“减小”）芯片发热情况。 【答案】 2 减小 【详解】[1][2]电阻产生的热量为 超导体的电阻为零，根据可知如果能在常温下使用超导体材料制作芯片，可以极大降低芯片发热情况。 16．如图为某用电器的I-U图像，其额定电压为12V，则额定功率是 W；当该用电器在正常工作100s时，产生的热量是 J。 【答案】 4.8 480 【详解】[1]某用电器的额定电压为12V，根据图像可知，对应的额定电流为0.4A，则该用电器的额定功率为 [2]当该用电器在正常工作100s时，产生的热量是 17．如图所示，小明和小华分别用该实验电路来探究电流产生的热量和哪些因素有关。两个相同的空气盒中装有质量、温度相同的空气，电阻丝、的阻值均为，的阻值为，两人实验的电源电压相同且不变。 (1)该实验用电阻丝加热密闭空气盒内的空气，使盒内气体的 升高，压强增大，通过观察形管内液柱的高度差来反映电流产生热量的不同； (2)小明只闭合开关，如图所示他是想要探究电流产生的热量与 大小的关系，通电一段时间后，观察到的现象如图所示，表明在 和通电时间相同的情况下， 越大，电流产生的热量越多； (3)小华要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，他先将空气盒2内的电阻与电阻交换位置，目的是控制通电时间和 相同。 【答案】(1)温度 (2) 电阻 电流 电阻 (3)电阻 【详解】（1）电阻丝加热密闭空气盒内的空气时，盒内气体吸收热量，内能增加，盒内气体温度升高，压强增大，从而推动U形管中与空气密闭盒相连的一侧液柱移动，使U形管两侧液面出现高度差。当电流产生的热量越多时，盒内气体温度升高得就越多，压强增大的更大，从而使U形管两侧液面出现的高度差更大，故可以通过观察U形管内液柱的高度差来反映电流产生热量的不同。 （2）[1]小明只闭合开关S1 ，此时R1与R2​串联，通过它们的电流和通电时间相同，而R1与R2​的阻值不同，根据控制变量法可知，是想要探究电流产生的热量与电阻大小的关系。 [2][3]如图所示，在通过R1与R2​的电流和通电时间相同，与R1所在的密闭空气盒相连的U形管两侧液面高度差较大，且，故可得出：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。 （3）小华要探究电流产生的热量与电流大小是否有关，根据控制变量法，需要控制通电时间和电阻相同，所以先将空气盒2内的电阻R2与电阻R3交换位置，目的是控制通电时间和电阻相同。 18．如图将两个阻值分别为R1=10Ω与R2=5Ω的电阻串联起来，接到6V的电源上。求： (1)该电路中的电流； (2)通电10s，R2所消耗的电能。 【答案】(1)0.4A (2)8J 【详解】（1）电源电压为U=6V，电阻R1=10Ω，R2=5Ω。由于两电阻串联，总电阻R= R1+ R2=10Ω+5Ω=15Ω 由串联电路的欧姆定律得 （2）通电时间t=10s，R2所消耗的电能Q =I2R22t= (0.4A)2×5Ω×10s = 8J 19．某同学家新买了一个电热水壶如图1，他发现电热水壶有加热和保温功能。在翻看说明书时，发现其内部电路的简图如图2，图中四根电阻丝R阻值均相同，通过旋转旋钮开关，从而可以实现高挡加热、中挡加热、低挡加热以及停止工作（断路）的状态切换。现把电热水壶接入恒为220V的家庭电路中： (1)旋钮开关旋转到3挡位时，电热水壶处于 状态；（选填“高挡加热”、“中挡加热”或“低挡加热”） (2)在低挡加热工作时的总电流为0.1A，求通电10min电阻产生的总热量； (3)在中挡加热工作时功率为440W，求电阻R的大小。 【答案】(1)高挡加热 (2)13200J (3)110Ω 【详解】（1）由图2可知，当旋转开关接1时，两电阻串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热水壶处于低挡加热功能；当旋转开关接2时，只有一个电阻R工作，电阻较大，由可知，电路中的总功率较小，电热水壶处于中挡加热功能；当旋转开关接3时，两电阻并联，根据并联电路电阻的特点可知，此时电路中总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电热水壶处于高挡加热功能。 （2）根据公式可知，在低挡通电电阻产生的总热量为 （3）因为中挡加热时，只有一个电阻工作，根据公式可知，R的阻值为 20．如图所示，电源电压U=9V恒定不变，R1、R2是定值电阻，滑动变阻器标有“20Ω  0.5A”字样。求： (1)只闭合开关S1时，电流表的示数为0.9A，电阻R1的大小； (2)当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为1.5A，电流在10s内通过电阻R2所产生的热量； (3)当开关S1断开，开关S2、S3均闭合，R2为电压表时，若电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，在保证各元件完好的情况下，电阻R1消耗的最大功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，只闭合开关时，仅接入电路，电源电压U=9V恒定不变，电流表的示数为0.9A，则电阻的阻值 （2）当开关都闭合时，短路，电阻并联接入电路，根据并联电路电流规律可知，通过的电流 电流在内通过电阻所产生的热量 （3）当开关断开，开关均闭合，为电压表时，电阻串联，当通过电路中的最大电流时，电流表、滑动变阻器正常工作，电阻两端电压 故电压表将损坏，所以当两端电压时，电阻消耗的功率最大，消耗的最大功率 21．图—1是某款鸡蛋孵化器，具有“保温”和“加热”两个挡位，其简化电路如图2，电源电压恒为220V，S1为温控开关，R1、R2为加热电阻，阻值不随温度变化。保温挡的额定功率为22W，加热挡的额定功率为121W。 (1)该鸡蛋孵化器是利用电流的 效应工作的。 (2)孵化器处于保温挡正常工作时的电流是多少？孵化器处于加热挡正常工作5min消耗的电能是多少？ (3)R2的阻值是多少？若只需要将该鸡蛋孵化器的加热挡功率降低到110W，请通过计算说明应如何改变加热电阻的阻值。 【答案】(1)热 (2)0.1A； (3)；的阻值保持不变，将的阻值变为。 【分析】分析电路图可知，当开关S闭合、断开时，只有电阻接入电路，此时电路总电阻大。根据公式可知，此时电路的总功率小，孵化器处于保温挡。 当开关S和都闭合时，电阻和并联，此时电路总电阻最小，根据公式可知，总功率最大，孵化器处于加热挡。 【详解】（1）鸡蛋孵化器工作时，电流通过内部的加热电阻丝，电能转化为内能，产生热量，从而提高温度，这是利用了电流的热效应。 （2）保温挡的额定功率，电源电压，根据电功率公式可得，保温挡正常工作时的电流为 加热挡的额定功率，工作时间 根据公式可得，加热挡消耗的电能 （3）当开关S闭合、断开时，只有电阻接入电路，孵化器处于保温挡，根据公式可得，的电阻 当开关S和都闭合时，电阻和并联，孵化器处于加热挡，在并联电路中，总功率等于各用电器功率之和，所以电阻的功率 若要将加热挡功率降低到110W，即，通常是改变其中一个加热电阻的阻值。在此电路中，决定了保温挡功率，因此应改变的阻值。改变后，的功率 根据公式，改变后的阻值 因此，应将的阻值保持不变，的阻值变成550Ω。 22．电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。 工作电压220V 工作频率50Hz 最大运行功率40W 储水箱容量2.4L 尺寸高315mm，底部直径168mm 满水工作时间高气雾量10h，低气雾量24h (1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值。 (2)用最大运行功率工作，经过5min，水沸腾产生蒸气，求电流产生的热量。 (3)当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为990Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时只有电热丝R1工作，电路中的功率最大。根据电功率公式可得，电热丝R1的电阻值为 （2）加湿器以最大运行功率工作时，电流产生的热量等于消耗的电能。工作时间为5min。电流产生的热量为 （3）当滑片移到最右端时，电热丝R1与气雾调节器R2串联，R2的阻值为990Ω。电路的总电阻 根据欧姆定律，电路中的电流为 此时电热丝R1的电功率 23．图甲为电子台秤原理图，定值电阻，图乙是压敏电阻R受到压力F和压敏电阻的变化关系图像，电源电压恒为12V，电流表的量程为0.6A。求： (1)当压力为20N时，电流表的示数。 (2)当压力为20N时，10s内电阻R0产生的热量。 (3)该台秤能够测量的最大压力。 【答案】(1)0.24A (2)8.64J (3)100N 【详解】（1）由电路图可知，压敏电阻R与定值电阻R0串联，电流表测量电路中的总电流。根据图乙可知，当压力时，压敏电阻的阻值，电路的总电阻 此时电流表的示数为 （2）当压力为20N时，电路中的电流，10s内电阻R0产生的热量为 （3）由图乙可知，所测质量越大，R受到的压力越大时，R的阻值越小，电路中的电流越大。由于电流表的量程为0.6A，则当电路中的最大电流为0.6A时，所测物体质量最大，受到的压力最大，此时电路的最小总电阻 R的最小阻值为 由图乙可知，压敏电阻受到的最大压力为100N。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $