17.3 焦耳定律 同步练习-2026-2027学年九年级物理全一册（沪科版2024）

**基本信息** 本练习通过基础认知-实验探究-综合应用三层递进设计，覆盖焦耳定律公式应用、实验方法及电路综合计算，梯度衔接紧密，适配新授课知识巩固与科学思维培养需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|单一公式与现象（单选1-4、填空7-9）|聚焦公式辨析（如单选1选Q=I²Rt）和现象识别（填空7电流热效应），强化物理观念| |实验探究层|实验方法与探究（单选5、实验12-14、填空10）|突出控制变量法（实验12电阻影响）和转换法（气球膨胀比较热量），培养科学探究能力| |综合应用层|电路综合与计算（单选6、填空11、计算15-18）|结合电路动态分析（单选6滑动变阻器）和实际电器计算（计算16电吹风），提升科学推理与问题解决能力|

2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第十七章 电流做功与电功率 第三节 焦耳定律 一、单选题 1．如图所示，电阻为R的某型号风扇，连接在电压为U的电路上，若通过的电流为I，工作时间为t。则计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（　　） A．UIt B．t C．I2Rt D．都可以 2．下列措施中，属于利用电流热效应的是（　　） A．电视机的后盖有很多孔 B．电烤箱上禁止覆盖物体 C．电饭锅里装有发热板 D．电脑的主机中安装微型风扇 3．将规格都是“220V，100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入同家庭电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（　　） A．电风扇 B．电烙铁 C．电视机 D．一样多 4．某一阻值为R的电阻，通过的电流为I时，在t时间内产生的热量是Q。则当另一阻值为2R的电阻，通过电流是2I时，在同样的t时间内产生的热量为（　　） A．2Q B．4Q C．8Q D．16Q 5．利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验，以下说法错误的是（   ） A．本实验采用的研究方法有“控制变量法”和“转换法” B．通电后会发现在相同时间内乙产生的热量是丙产生热量的2倍 C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙 D．图丙中外接5Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电阻A、D的电流不同 6．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，为滑动变阻器，为定值电阻，且，下列说法正确的是（    ） A．只闭合开关，滑动变阻器的滑片向右移动，电压表与电流表的示数之比变小，两表示数的乘积变大 B．保持滑动变阻器的滑片P的位置不动，先闭合开关，再闭合，电压表V与电流表的示数之比变小，电压表V与电流表A的示数的乘积变大 C．开关都闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动。三个电流表的示数均变大，电路的总功率变大 D．若将电流表换成电压表，开关都闭合，滑片向右移动，电压表V与电压表的示数之比保持不变，电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值变小 二、填空题 7．北京冬奥会期间，科研人员为运动员、教练员及志愿者们提供了带电源的智能恒温加热手套，该手套应用了电流的______效应；“北斗+5G”技术则利用______实时传输各项赛事信息。 8．如图是家用电热水龙头，俗称“过水热”。此“过水热”的额定电压是220 V，正常工作时的电阻为20Ω，加热10s，产生热量___________J；加热过程中电能转化为___________。 9．小明在一次野炊活动中，由于没带火柴，他将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看作导体）接在干电池正负两极上，如图所示，锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。这是因为较窄处_____较大，根据______可知，相同时间内产生的热量较多。 10．甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样，把它们串联在220V的电路中，在相同时间内产生热量较多的是_______，将它们并联在电路中，产生热量较多的是_____（选填“甲”或“乙”）。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为______。 11．如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图，正常工作电压为，加热电阻，，只闭合开关时，挂烫机处于_____（选填“高温”或“低温”）挡，同时闭合开关、，挂烫机工作中消耗的总电能为_____。 三、实验题 12．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图电路。 （1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少； （2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系； （3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系。 13．小明同学利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为、、。    （1）闭合开关后，发现电流表有示数，而电压表无示数，原因可能是___________； （2）排除故障后，进行实验，实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图像； ①由图像丙可以得出结论：___________； ②上述实验中，小明用的电阻做完实验后，然后将的电阻接入电路，闭合开关，电压表的示数将会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），此时应该向___________（选填“左”或“右”）移动滑片，使电压表示数为___________V，然后读出电流表的示数； （3）若已知滑动变阻器的规格为“”，电源电压为6V，电流表量程为0~0.6A，为完成探究，定值电阻两端能控制的电压范围是___________；若小聪同学将电路中的定值电阻改为额定电压为2.5V的小灯泡，来测量它的额定功率； （4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如下图丁所示，则小灯泡的额定功率是___________W。在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏___________。 （5）利用如图戊所示的电路也可以完成该实验，请完成下列填空（电源电压不变，和为滑动变阻器，的最大电阻为）。    ①只闭合开关S和，调节___________，使电压表的示数为2.5V。 ②只闭合开关___________，调节，使电压表的示数仍为2.5V。 ③接着将的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为；再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为，则小灯泡额定功率的表达式___________（用、、、表示）。 14．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。 (1)实验中通过________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少； (2)甲装置可探究电流产生的热量与_____的关系； (3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与_______的关系； (4)在图甲中，通电相同时间，气球膨胀较大的是_____（填A或B），在图乙中，通电相同时间，气球膨胀较大的是_____（填C或B）； (5)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与_____气球（填气球字母标号）相通的电阻丝产生的热量最多。 四、计算题 15．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当S断开时，电流表的示数为2A，这时电阻R1消耗的电功率为12W，当S闭合后，电流表的示数为3A，问： （1）电阻R1、R2的阻值是多少； （2）当开关S闭合后，电阻R2在5分钟内产生的热量是多少？ 16．某电吹风的简化电路图如图所示，R1、R2是发热电阻丝，M是电动机．开关S1闭合后，S2接1、2时吹冷风，通过电动机的电流为0.2A；S2接2、3时吹温风，R1的阻值为110Ω．S2接3、4时吹热风，电吹风的总功率为1100W，电源电压为220V．试求： （1）吹冷风时，电动机的功率是多少？ （2）吹温风时，通过R1的电流是多少？1min电阻R1产生的热量是多少？ （3）吹热风时，5s内R2消耗的电能是多少？ 17．苏泊尔智能型电饭锅，如图甲所示，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。求： (1)当开关在什么状态时，电饭锅为加热挡； (2)电阻R1的阻值； (3)煮饭25min产生的总热量。 18．如图所示电路，电源电压为，电阻的阻值为，变阻器上标有“”的字样，小灯泡L上标有“”的字样，电流表的量程为。 （1）当开关、、S都闭合时，求小灯泡L在内产生的热量。 （2）当开关、、S都闭合，电流表的示数为时，求消耗的电功率。 （3）当开关、都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的三分之一，求滑动变阻器接入电路的最大阻值。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级物理全一册同步练习（沪科版2024） 第十七章 电流做功与电功率 第三节 焦耳定律 一、单选题 1．如图所示，电阻为R的某型号风扇，连接在电压为U的电路上，若通过的电流为I，工作时间为t。则计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（　　） A．UIt B．t C．I2Rt D．都可以 【答案】C 【详解】电功的计算公式：W=UIt是用来计算用电器消耗电能的，焦耳定律公式：Q=I2Rt是用来计算电流产生热量的；用电器如果将电能只转化为内能，则 是通用的，而电动机是非纯电阻电路，工作时将电能转化为机械能和内能，计算产生热量只能用Q=I2Rt来计算。综上所述，故ABD错误，C正确。 故选C。 2．下列措施中，属于利用电流热效应的是（　　） A．电视机的后盖有很多孔 B．电烤箱上禁止覆盖物体 C．电饭锅里装有发热板 D．电脑的主机中安装微型风扇 【答案】C 【详解】A．电视机工作时，一些零件会发热，其后盖的孔是为了散热，属于电热的防止措施，故A不符合题意； B．电烤箱在工作时会产生热量，为了让热量及时散失，不能在其上覆盖物体，故B不符合题意； C．电饭锅是利用发热板的热效应进行煮饭的，故C符合题意； D．电脑主机中的微型风扇是为了及时散热，故D不符合题意。 故选C。 3．将规格都是“220V，100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入同家庭电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（　　） A．电风扇 B．电烙铁 C．电视机 D．一样多 【答案】B 【详解】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；因为电风扇中的电动机将电能大部分转化为机械能，电视机将一部分电能转化为光能，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ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．某一阻值为R的电阻，通过的电流为I时，在t时间内产生的热量是Q。则当另一阻值为2R的电阻，通过电流是2I时，在同样的t时间内产生的热量为（　　） A．2Q B．4Q C．8Q D．16Q 【答案】C 【详解】由题意知，某电阻R在t时间内产生的热量为Q=I2Rt，而另一电阻2R，在t时间内产生的热量 Q1=(2I)2⋅2Rt=8I2Rt=8Q 故ABD不符合题意，C符合题意。 5．利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验，以下说法错误的是（   ） A．本实验采用的研究方法有“控制变量法”和“转换法” B．通电后会发现在相同时间内乙产生的热量是丙产生热量的2倍 C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙 D．图丙中外接5Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电阻A、D的电流不同 【答案】B 【详解】A．电流通过电阻丝产生的热量越多，容器内空气吸收的热量越多，气体的温度越高，容器内气体压强就越大，气体推动U形管中液体移动，则U形管中液面的高度差就越大，即通过U形管中液面高度差的变化可以反映电流产生热量的多少，采用了转换法；由于电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，所以探究电流通过导体产生的热量跟某个因素的关系时，要用到控制变量法，故A正确，不符合题意； B．由图可知，乙容器中的电阻是和丙容器中的电阻的2倍，乙的电流是丙的电流的2倍，根据Q=I2Rt可知，乙中产生的热量是丙的8倍；故B错误，符合题意； C．要探究电阻对电热的影响，应控制通电时间和电流大小相同，电阻大小不同，故应该选用甲和乙，故C正确，不符合题意； D．因为并联电路中的电阻比任何一个电阻都小，当丙容器外连接的5Ω电阻后，通过丙容器内电阻的电流减小，因此图丙中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变丙容器内电阻的电流；由于这两个电阻丝是相同的，通过它们的电流也相同，故外接5Ω电阻的作用是使通过金属丝A、D的电流不同，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，为滑动变阻器，为定值电阻，且，下列说法正确的是（    ） A．只闭合开关，滑动变阻器的滑片向右移动，电压表与电流表的示数之比变小，两表示数的乘积变大 B．保持滑动变阻器的滑片P的位置不动，先闭合开关，再闭合，电压表V与电流表的示数之比变小，电压表V与电流表A的示数的乘积变大 C．开关都闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动。三个电流表的示数均变大，电路的总功率变大 D．若将电流表换成电压表，开关都闭合，滑片向右移动，电压表V与电压表的示数之比保持不变，电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值变小 【答案】B 【分析】根据几个开关的开闭情况，明确电路电阻的连接方式，以及各个电表的测量对象，并结合欧姆定律和电功率公式即可解题。 【详解】A．只闭合S1，R1、R2、R3串联，电压表V测量R3两端的电压，电流表A测量电路中电流。变阻器滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，由欧姆定律可知，电路电流变大，即电流表A示数变大，由可知，R3两端的电压变大，即电压表V示数变大，则两表示数乘积变大，由可知，电压表V与电流表A示数之比为R3的阻值，则其比值不变，故A错误； B．保持变阻器滑片不动，先闭合S1、S3时，电路为R3的简单电路，电压表V测量电源电压，电流表A、A1测量电路中电流。再闭合S2时，R1、R2、R3并联，电压表V测量电源电压，电流表A测量干路电流，电流表A1测量通过R2和R3支路的电流之和，由电源电压不变可知，电压表V示数不变，因并联电路各支路互不影响，故通过R3的电流不变，由并联电路电流特点可知，电流表A、A1示数变大，则电压表V与电流表A1示数之比变小，电压表V与电流表A示数的乘积变大，故B正确； C．开关都闭合时，R1、R2、R3并联，电压表测电源电压，电流表A测干路电流，电流表A1测R2和R3支路电流之和，电流表A2测R1和R2支路电流之和。由并联电路电压特点可知，电压表示数不变，因并联电路各支路互不影响，故滑片移动时，通过R2、R3支路的电流不变，即电流表A1示数不变，变阻器滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知，通过R1的电流变大，通过R1和R3支路的电流之和变大，即电流表A2的示数变大，故干路电流变大，即电流表A的示数变大，由可知，电路总功率变大，故C错误； D．若将电流表A1、A2换成电压表V1、V2，开关都闭合时，R1、R2、R3串联，电压表V测量R3两端的电压，电压表V1测量R1和R2两端的电压之和，电压表V2测量R2和R3两端的电压之和，电流表A测量电路电流。因串联电路电流处处相等，故电压表V与电压表V2示数示数之比为 即滑片移动前后两者的示数之比不变，设滑片移动前后电路中的电流分别为、I2，由串联电路电压特点可知，电压表V1示数变化量为 由可知，电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变，故D错误。 故选B。 二、填空题 7．北京冬奥会期间，科研人员为运动员、教练员及志愿者们提供了带电源的智能恒温加热手套，该手套应用了电流的______效应；“北斗+5G”技术则利用______实时传输各项赛事信息。 【答案】 热 电磁波 【详解】[1]科研人员为运动员、教练员及志愿者们提供了带电源的智能恒温加热手套，该手套消耗电源时会产生热量，故该手套应用了电流的热效应。 [2]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，“北斗+5G”技术利用电磁波传递信息。 8．如图是家用电热水龙头，俗称“过水热”。此“过水热”的额定电压是220 V，正常工作时的电阻为20Ω，加热10s，产生热量___________J；加热过程中电能转化为___________。 【答案】 24200(2.42×104) 内能(热能) 【详解】[1]根据可知 [2]加热过程中的将电能转化为水的内能，所以水的温度会升高。 9．小明在一次野炊活动中，由于没带火柴，他将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看作导体）接在干电池正负两极上，如图所示，锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。这是因为较窄处_____较大，根据______可知，相同时间内产生的热量较多。 【答案】 电阻 Q=I2Rt 【详解】[1][2]将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看作导体）接在干电池正负两极上，较宽处和较窄处电流相等，较窄处横截面积小，电阻较大，根据Q=I2Rt可知，相同时间内产生的热量较多，温度较高，达到纸的着火点，所以锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。 10．甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样，把它们串联在220V的电路中，在相同时间内产生热量较多的是_______，将它们并联在电路中，产生热量较多的是_____（选填“甲”或“乙”）。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为______。 【答案】 甲 乙 4∶9 【详解】[1]由得，电炉的电阻，因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率P甲<P乙，所以甲、乙两只电炉的电阻R甲>R乙，又因为串联电路中的电流处处相等，即通过甲、乙两只电炉的电流I甲=I乙，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲>Q乙，故串联时产生热量较大的是甲。 [2]将它们并联在220V电路上，根据并联电路中各支路两端的电压相等，即U甲=U乙=220V 则两电炉的实际功率等于额定功率，即P甲=500W；P乙=1000W，根据Q=W=Pt可知，在相同时间内产生的热量Q甲<Q乙，故并联时产生热量较大的是乙。 [3]甲电炉的电阻为 乙电炉的电阻为 串联在220V电路中甲消耗的实际功率为 当甲电炉并联在220V电路中，P实甲′=P额甲=500W，所以两种情况下甲消耗的功率之比为 11．如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图，正常工作电压为，加热电阻，，只闭合开关时，挂烫机处于_____（选填“高温”或“低温”）挡，同时闭合开关、，挂烫机工作中消耗的总电能为_____。 【答案】 低温 J 【详解】[1]根据可知，当电压一定时，只闭合S1时，只有R1接入电路，电阻较大，为低温挡；闭合S1、S2时，两电阻并联，电阻较小，为高温挡。 [2]同时闭合开关、，两电阻并联，挂烫机工作中消耗的总电能为 三、实验题 12．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图电路。 （1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少； （2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系； （3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系。 【答案】 煤油 温度计的示数 电阻 不同 电流 【详解】（1）[1]两个烧瓶中应装入质量和初温相同的煤油，因为煤油的比热容较小，在吸收较少热量，便能升温较明显。 [2]实验中，可通过观察温度计的示数来比较电流通过导体时产生热量的多少，因为导体产生的热量不同，烧杯中煤油吸收的热量也不同，则温度计示数也不同。 （2）[3]图甲中，两电阻不同的电热丝串联在电路中，则通过电热丝的电流相同，那么探究的是电流通过导体产生热量与电阻的关系。 （3）[4][5]图乙中，两个阻值相同的电热丝分别与电流表和滑动变阻器串联后，再并联在电路中，那么应调节变阻器的滑片让两个电流表的示数不同，即通过两电热丝的电流不同，这样便可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。 13．小明同学利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为、、。    （1）闭合开关后，发现电流表有示数，而电压表无示数，原因可能是___________； （2）排除故障后，进行实验，实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图像； ①由图像丙可以得出结论：___________； ②上述实验中，小明用的电阻做完实验后，然后将的电阻接入电路，闭合开关，电压表的示数将会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），此时应该向___________（选填“左”或“右”）移动滑片，使电压表示数为___________V，然后读出电流表的示数； （3）若已知滑动变阻器的规格为“”，电源电压为6V，电流表量程为0~0.6A，为完成探究，定值电阻两端能控制的电压范围是___________；若小聪同学将电路中的定值电阻改为额定电压为2.5V的小灯泡，来测量它的额定功率； （4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如下图丁所示，则小灯泡的额定功率是___________W。在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏___________。 （5）利用如图戊所示的电路也可以完成该实验，请完成下列填空（电源电压不变，和为滑动变阻器，的最大电阻为）。    ①只闭合开关S和，调节___________，使电压表的示数为2.5V。 ②只闭合开关___________，调节，使电压表的示数仍为2.5V。 ③接着将的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为；再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为，则小灯泡额定功率的表达式___________（用、、、表示）。 【答案】与电压表并联的定值电阻短路了 电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比 变大 左 2 2V-3V 0.6 大 R2 S、S2 【详解】（1）[1]电流表有示数，说明不是电路断路，而电压表无示数，可能是与电压表并联的电路短路或与电压表断路了，因此故障可能是与电压表并联的定值电阻短路了。 （2）①[2]由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电组的乘积保持不变，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。 ②[3][4][5]由图像可知，定值电阻两端的电压为 UV =IR =0.4A ×=2V 根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻用的电阻改接成的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可如，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V不变。 （3）[6]已知电源电压为6V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器的规格为“”，故电路中的最大电流为0.6A，此时电路中的电阻最小，由欧姆定律，定值电阻两端的最大电压 U大=I大R定=0.6A×=3V 根据串联电路电压的规律和分压原理有 即 ②式左边为一定值，右边也为一定值，故当接入电路时，对应的变阻器的最大电阻 故定值电阻的最小电压为Uv=2V，综上所述，故要顺利完成实验探究，定值电阻两端的电压范围是2V3V。 （4）[7][8]当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丁所示，电流表选用小量程，分度值0.02A.电流为0.24A，则小灯泡的额定功率是 P=UI=2.5V×0.24A=0.6W 电压表与灯并联测灯的电压，测量值是准确的，电流表测灯与电压表并联的电流，由并联电路电流的规律，电流表示数大于通过灯的实际电流，根据P=UI可知，所测小灯泡的额定功率偏大。 （5）①[9]只闭合开关S和S1，调节R2，使电压表的示数为2.5V。 ②[10]只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为2.5V。 ③[11]接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有 解得 小灯泡额定功率的表达式 14．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。 (1)实验中通过________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少； (2)甲装置可探究电流产生的热量与_____的关系； (3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与_______的关系； (4)在图甲中，通电相同时间，气球膨胀较大的是_____（填A或B），在图乙中，通电相同时间，气球膨胀较大的是_____（填C或B）； (5)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与_____气球（填气球字母标号）相通的电阻丝产生的热量最多。 【答案】(1)气球体积 (2)电阻 (3)电流 (4)B C (5)C 【详解】（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使瓶内温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少．这种方法叫转换法。 （2）甲装置中R1、R2串联，R1、R2通过的电流与通电时间相同，且 则甲装置可探究电流产生的热量与电阻大小的关系。 （3）甲装置中R1、R2串联，则R2两端的电压小于电源电压；装置乙中，R1、R2并联，R2两端的电压等于电源电压，则图乙中R2两端的电压大于图甲中R2两端的电压，由得，图乙中R2通过的电流大于图甲中R2通过的电流，则通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与电流的关系。 （4）[1]在图甲中，R1、R2通过的电流与通电时间相同，且 由得，R2产生的热量较多，则气球膨胀较大的是B。 [2]在图乙中，R1、R2两端的电压与通电时间相同，由于 由得，R1产生的热量较多，则气球膨胀较大的是C。 （5）在图甲中，R2产生的热量较多；在图乙中，R1产生的热量较多；图乙中R2通过的电流大于图甲中R2通过的电流，由得，通电时间相同时，图乙中R2产生的热量大于图甲中R2产生的热量，则甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，图乙中R1产生的热量最多，即与C气球相通的电阻丝产生的热量最多。 四、计算题 15．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当S断开时，电流表的示数为2A，这时电阻R1消耗的电功率为12W，当S闭合后，电流表的示数为3A，问： （1）电阻R1、R2的阻值是多少； （2）当开关S闭合后，电阻R2在5分钟内产生的热量是多少？ 【答案】（1）3Ω，6Ω；（2）1800J 【详解】解：（1）由图可知，当S断开时，电路中只有R1，已知电流和消耗的电功率，根据得，电阻R1的阻值 当S闭合后，电阻R1和R2并联，电流表测量的是干路中的总电流，由并联电路电流特点，可得通过电阻R2的电流 由并联电路电压特点，可得加在电阻R2两端的电压为 根据欧姆定律得，电阻R2的阻值 （2）当开关S闭合后，根据焦耳定律得，电阻R2在5分钟内产生的热量 答：（1）电阻R1、R2的阻值分别是3Ω和6Ω； （2）电阻R2在5分钟内产生的热量是1800J。 16．某电吹风的简化电路图如图所示，R1、R2是发热电阻丝，M是电动机．开关S1闭合后，S2接1、2时吹冷风，通过电动机的电流为0.2A；S2接2、3时吹温风，R1的阻值为110Ω．S2接3、4时吹热风，电吹风的总功率为1100W，电源电压为220V．试求： （1）吹冷风时，电动机的功率是多少？ （2）吹温风时，通过R1的电流是多少？1min电阻R1产生的热量是多少？ （3）吹热风时，5s内R2消耗的电能是多少？ 【答案】（1）44W；（2）2.34；（3）3080J. 【详解】（1）吹冷风时，电动机的功率：P电=UI电=220V×0.2A=44W. （2）S2接2、3时吹温风时，电路中电动机和电阻R1并联，U1=U=220V，又因为R1=110Ω，通过R1的电流I1===2A，1min电阻R1产生的热量Q=R1t=(2A)2×110Ω×60s=2.64×104J， (3)电动机、电阻R1和电阻R2并联，通过R2的电流I===A，5s电流通过电阻R2做功W=UI2t=220V×A×5s=5000J. 吹热风时，开关S1闭合后，S2接3、4，电动机M、电热丝R1、电热丝R2并联，此时电路中的总电流：I== =5A，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过电动机M和通过电热丝R1的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2=I-IM-I1=5A-0.2A-2A=2.8A，5s内R2消耗的电能：W2=UI2t=220V×2.8A×5s=3080J． 17．苏泊尔智能型电饭锅，如图甲所示，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。求： (1)当开关在什么状态时，电饭锅为加热挡； (2)电阻R1的阻值； (3)煮饭25min产生的总热量。 【答案】(1)开关S接1时；(2) ；(3) 【详解】(1)开关接1时，只有一个电阻器在220V电压下工作，此时电路中电阻最小，电流与功率较大，是加热挡。 (2)由图丙可以知道，它的最大功率即加热功率为1kW，即为1000W，则 (3)煮饭分两个阶段，加热10min，功率为1000W；保温15min，功率为0.2kW，有 答：(1) 开关接1时，电饭锅为加热挡； (2)电阻R1的阻值为； (3)煮饭25min产生的总热量为。 18．如图所示电路，电源电压为，电阻的阻值为，变阻器上标有“”的字样，小灯泡L上标有“”的字样，电流表的量程为。 （1）当开关、、S都闭合时，求小灯泡L在内产生的热量。 （2）当开关、、S都闭合，电流表的示数为时，求消耗的电功率。 （3）当开关、都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的三分之一，求滑动变阻器接入电路的最大阻值。 【答案】（1）1800J；（2）18W；（3）7Ω 【详解】解：（1）当开关、、S都闭合时，电路为L、的并联电路，此时灯泡两端电压为 灯泡正常工作，则 则小灯泡5min内产生的热量为 （2）当开关、、S都闭合，电流表测量干路电流，电路总功率为 灯泡正常工作，则，则消耗的电功率为 （3）当开关、都断开，S闭合时，电路为与串联；由串联电路的总阻值等于各电阻之和可知：当最大时，和的总电阻为 根据欧姆定律可得：此时电流为 为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的三分之一，则 即最小电流为，由欧姆定律可得，两端的电压为 所以两端的电压为 由欧姆定律可得，接入电路的最大阻值为 答：（1）当开关S1、S2、S都闭合时，求小灯泡L在5min内产生的热量为1800J； （2）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为2A时，求R2消耗的电功率为18W； （3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的三分之一，滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为7Ω。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $