15.3 电流的热效应（重难点专练）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

**基本信息** 以实验探究为基础，通过5类题型构建从现象到规律、从基础到综合的电流热效应专项训练，注重科学探究与定量计算结合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电流热效应的实验|5题|控制变量法、转换法应用，含创新实验设计|从实验现象归纳影响因素，建立焦耳定律实验基础| |焦耳定律的理解|5题|结合生活实例（如电动机烧坏），辨析概念本质|理解Q=I²Rt的物理意义，区分纯电阻与非纯电阻| |焦耳定律的简单计算|5题|直接应用公式，涉及电阻串并联热量比较|巩固基础公式应用，建立电路结构与热量关系| |非纯电阻电路中的计算|5题|区分电功与电热，计算机械功率、效率|拓展定律适用范围，深化能量转化观念| |电路中的综合计算|5题|多挡位电路分析、效率计算，联系实际应用（如电热毛巾架）|综合电路分析与能量计算，提升问题解决能力|

15.3 电流的热效应 题型01 电流热效应的实验 题型02 焦耳定律的理解 题型03 焦耳定律的简单计算 题型04 非纯电阻电路中的计算 题型05 电路中的综合计算 ▌题型01 电流热效应的实验 1．小明验证“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”，装置如图所示。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油，甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为，煤油吸收的热量等于电阻丝放出的热量。下列说法中正确的是（     ） A．闭合开关，通过两根电阻丝的电流大小关系为 B．相同时间内，甲、乙两烧瓶中煤油吸收的热量相等 C．选用比热容较小的煤油，可以更快看到两温度计示数变化情况 D．此实验无法验证导体产生的热量跟通电时间的关系 【答案】C 【详解】A．由图可知，甲、乙两根电阻丝串联，根据串联电路特点，通过两电阻丝的电流相等，即，故A错误； B．根据焦耳定律，电流、通电时间相同，，因此乙电阻丝产生热量更多，煤油吸收热量更多，故B错误； C．根据吸热公式，当吸收热量、煤油质量相同时，比热容越小，温度变化越大，实验现象越明显，可以更快观察到温度计示数的差异，故C正确； D．实验中可以观察同一个烧瓶内煤油温度随通电时间的变化，能够验证导体产生的热量跟通电时间的关系，故D错误。 故选C。 2．如图是“探究通电导体产生的热量与_____________的关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.5A，在84s内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为_____________J，如果这些热量全部被质量为0.05 kg的煤油吸收，可使煤油的温度升高_____________。[] 【答案】 电阻 210 2 【详解】如图所示，两电阻串联，电流与通电时间相等，两电阻的阻值不相等，该实验装置是探究电流产生的热量与电阻的关系。 由串联电路电流特点知，通过图中两个电阻的电流均为0.5A。在84s内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 由题意可知，煤油吸收的热量 煤油的温度升高 3．科技社团在试飞设计制作的无人机时，由于电机温度过高，无人机自动停机。他们改进了无人机散热片的尺寸和结构后，对散热片的选材进行了分析。生活中常见的金属有铜、铁、铝等，由于铁会干扰无人机的导航模块，他们对铜、铝的导热能力进行对比探究。 (1)实验室提供了a、b、c、d四根金属棒，a、c、d横截面积相同，如图甲，应选择__________和__________进行探究。 (2)实验电路图和装置分别如图乙、丙所示，利用加热电阻将容器A中的水温控制在75℃，模拟无人机发热时的情况。若A中水温下降，应向__________（选填“左”或“右”）移动滑片P，使A中水温恢复到75℃。 (3)容器B、C中装有质量、初温均相同的水，金属棒插入水中的长度相同，通过比较相同时间内B、C中水的温度变化来比较铜、铝的导热能力。为了减少与空气的热传递，采取的措施有：B和C选用保温杯、使用保温棉包裹金属棒裸露在空气中的部分，给B和C加__________（选填“铁”或“木”）盖。 (4)实验时，每隔2min测量一次B和C中的水温，所得数据如表1所示，数据表明__________的导热能力更好。 表1 加热时间/min 0 2 4 6 8 B中水温/℃ 20.1 21.9 25.5 28.9 32.0 C中水温/℃ 20.1 21.0 23.1 25.1 26.9 (5)查阅资料得知，相同情况下无人机质量越大，飞行距离越短。为兼顾散热和飞行距离，结合表2和实验结论，为图丁中散热片的内层和外层分别选择材料并说明理由：____________________________________________________________。 表2 物质 密度/ 铜 铝 【答案】(1) a c (2)左 (3)木 (4)铜 (5)内层选用铜，因为铜的导热能力更好，能快速导出热量保证散热效果；外层选用铝，因为铝的密度比铜小，相同体积下铝的质量更小，可减小无人机总质量，保证飞行距离。 【详解】（1）根据控制变量法，探究材料对导热能力的影响时，要保证铜和铝的尺寸相同，所以应该选择横截面积和长度均相同的铜和铝，即a和c。 （2）水温下降应该让加热电阻产生更多的热量使得水温上升，所以要增大加热电阻的电功率，由公式可知，电路中的电流应该增大，所以应该向左移动滑动变阻器的滑片。 （3）为了避免热量散失，应该选择导热性差的木盖作为盖子。 （4）由表格中的数据可知，加热相同时间B中水温上升的更高，说明铜的导热性更好。 （5）略 4．如图用两个规格相同的电加热器分别给水和煤油加热，比较水和煤油的吸热能力。 (1)在进行加热前，烧杯中分别装入初温和________均相同的水和煤油。 (2)实验中选择两个规格相同的电加热器，“规格相同”的含义，除了指外形相同，更重要的是________________相同。实验过程中，通过________来反映两种液体吸收热量的多少。 (3)根据数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙。由图可知，水的沸点为________℃；________的吸热本领更强；已知水的比热容为，则煤油的比热容为________。 (4)实验过程中，小致关注到液体在电加热器的作用下升高温度，而电加热器的导线却不怎么热，请你根据这一现象提出一个可探究的科学问题______________。 【答案】(1)质量 (2) 相同时间产生热量 加热时间 (3) 90 水 2.1×103 (4)电流的热效应与哪些因素有关 【详解】（1）探究不同物质吸热能力时，采用控制变量法，需要控制两种液体的初温和质量相等。 （2）实验中两个相同电加热器，是为了保证相同时间放出热量相同，因此用加热时间反映液体吸收热量的多少，这是转换法的应用。 （3）由图像乙可知水的沸点为 90℃；升高相同温度，水加热时间更长、吸热更多，所以水的吸热能力更强。由图乙可得，煤油和水由60℃升高到90℃，需要加热水20min，加热煤油10min，则 水和煤油的质量相同，变化的温度相同，由得 （4）电加热器与导线串联，电流、时间相同，电阻不同、发热不同，据此提出电流相同时，导体产生的热量与电阻大小是否有关或者是就此引出电流的热效应与哪些因素有关。 5．如图甲，在探究“影响电流热效应的因素”实验中： (1)实验中通过________________来反映电流通过电阻丝产生的热量的多少； (2)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择图乙中________________（选填“A”或“B”）烧瓶，并将瓶中的电阻与甲图中的烧瓶的电阻________________（选填“串联”或“并联”），这是为了控制________________相同，控制________________不同；（A、B烧瓶与甲图烧瓶装有质量和初温相同的同种液体） (3)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小滢准备将图乙中B烧瓶里的电阻丝与甲图中烧瓶的电阻并联，通电相同时间，从而得到产生热量与电流关系的结论。小滢的设想________________（选填“可行”或“不可行”），依据是________________。 【答案】(1)温度计示数的变化 (2) B 串联 电流和通电时间 电阻 (3) 不可行 没有控制电阻相同 【详解】（1）电流通过电阻丝产生的热量越多，瓶中液体吸收的热量越多，温度计示数升高越多，因此实验中通过温度计示数的变化来反映电流通过电阻丝产生热量的多少。 （2）探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，应控制电流和通电时间相同，改变电阻大小。甲图中电阻为10Ω，图乙A烧瓶中电阻为10Ω，图乙B烧瓶中电阻为20Ω，所以应选B烧瓶；将两个电阻串联，串联电路断开、闭合开关，保证通电时间相同，且串联时通过两个电阻的电流相同。 （3）探究电流通过电阻产生热量与电流的关系，应控制电阻和通电时间相同，改变电流大小。图乙B烧瓶中电阻为20Ω，甲图中电阻为10Ω，两电阻阻值不同；若将二者并联，电流不同的同时电阻也不同，不能只根据温度计示数变化判断热量与电流的关系，故小滢的设想不可行。 ▌题型02 焦耳定律的理解 6．小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很容易烧坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻很小，此时通过电动机线圈的电流会______（选填“很大”或“很小”），根据______定律知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏。 【答案】 很大 焦耳 【详解】电动机车轮被按住不转动时，处于纯电阻工作状态，电源电压不变，线圈电阻很小，根据欧姆定律可知，电压恒定，电阻越小，电流越大，因此通过线圈的电流很大。 根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比，线圈电阻不变，通过线圈的电流很大，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏。 7．一台手持微型电风扇铭牌标有“2 V  1 mA”，其线圈的电阻为1 Ω，这台微型电风扇正常工作10 min线圈产生的热量是____________J。 【答案】 【详解】电风扇正常工作的电流 时间 线圈产生的热量 8．电热水壶上标有“220V 800W”，在额定电压下，热水壶烧水420s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为____________J，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将____________kg的水从60℃升高至100℃。[] 【答案】 2 【详解】在额定电压下，电热水壶以额定功率工作，发热体产生的热量 由于热量全部被水吸收，故，水温变化 根据水的吸热公式，变形得到水的质量计算公式 9．用粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电加热至沸腾，所用时间为t，若将电热丝对折并联后 放入同样一壶水中，加热至沸腾，（不考虑热损失）所用的时间为（     ） A．t B．0.5t C．0.25t D．4t 【答案】C 【详解】因导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，在其它条件相同时，导体的长度越短、横截面积越大，电阻越小，所以，将电阻丝对折并联后放入同样一壶水中时，总电阻变为原来的四分之一，因不计一切热损失时，烧开同样一壶水时水吸收的热量相同，即电热丝放出的热量相同，所以，电源的电压恒定时，由 可知，加热时间变为原来的四分之一，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示，电源电压为220 V，，。闭合开关S，当旋钮开关接1时，加热器处于________挡，在该挡位通电3 min电流产生的热量是________J。 【答案】 保温 /7920 【详解】 闭合开关，当旋钮开关接1时，与串联，总电阻 当旋钮接2时，只有接入电路，总电阻更小。 电源电压不变，根据功率公式，总电阻越大，功率越小，低功率对应保温挡，因此接1时加热器处于保温挡。 该电路是纯电阻电路，电流产生的热量 时间 代入数值计算 ▌题型03 焦耳定律的简单计算 11．小刚同学探究电流的热效应时，连接的电路如图所示，则他探究的是电流产生的热量与________的关系。图示装置通电1 min，电热丝R1产生的热量为108 J，则该时间段内电热丝R2产生的热量为________J。 【答案】 电流 27 【详解】由图可知，与阻值相等，通电时间相同；在干路，与另一个5Ω电阻并联，因此通过和的电流不同，根据控制变量法，该实验探究的是电流产生的热量与电流的关系；设干路电流为，由于和并联的电阻阻值相等，干路中的电流平分到两条支路，因此通过的电流， 根据焦耳定律， 产生热量， 产生热量，由于、t相同，代入得： 12．如图甲所示，规格相同的容器装了相同质量的A、B两种液体。用不同的加热器加热（，忽略它们与外界之间的热传递），加热器连接方式如图甲所示，得到图乙所示的温度与加热时间的图线。 (1)的电功率______的电功率；（选填“＞”“＝”或“＜”） (2)A、B两液体的比热容______。（选填“＞”“＝”“＜”或“无法比较”） 【答案】(1)＜ (2)＝ 【详解】（1）由图甲可知，两电阻丝串联，通过电阻丝的电流相等，由于，根据可知，R1电功率小于R2的电功率。 （2）由于通过两电阻的电流相等且 则相同时间内，根据可知，两电阻放出的热量之比为 故A、B两液体吸收的热量之比 由于A、B两液体的质量相同，根据可知，A、B两液体的比热容之比 即 13．如图是一个玩具汽车上的控制电路，小强对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，电动机正常运转，下列分析正确的是（　　） A．电源电压为8V B．电路中的电流为4A C．1min电动机消耗的电能为1440J D．电动机正常工作的效率为87.5% 【答案】D 【详解】A．由电路图可知，电动机与保护电阻R串联，电压表V1测电源电压，示数为6V，故A错误； B．电压表V2测R两端的电压，示数为2V，那么通过它的电流 串联电路中电流处处相等，故电路中的电流为0.5A，故B错误； C．电动机两端的电压为 1min电动机消耗的电能为 故C错误； D．电动机线圈产生的热量为 输出的机械能为 电动机正常工作的效率为 故D正确。 故选D。 14．小明同学设计了具有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其简化电路如图所示，已知电源电压不变，，则低温挡和中温挡的电流之比为___________；通电相同的时间，低温挡和高温挡产生的热量之比为___________。 【答案】 【详解】[1]由题图可知，只闭合开关、时，为低温挡，只有接入电路；只闭合开关、时为中温挡，只有接入电路。由欧姆定律可知，低温挡和中温挡的电流之比为 [2]闭合开关、、时为高温挡，与并联接入电路，干路电流，根据欧姆定律，可求 由可知，通电相同的时间，低温挡和高温挡产生的热量之比为 15．如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为0.3A。再闭合，电流表示数变化了0.2A。则同时闭合、后，相同时间内、产生的热量之比是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】只闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流，因此；同时闭合、后，R1与R2并联，电源电压不变，并联电路中各支路独立工作，因此通过R1的电流不变，电流表示数的变化量就是通过R2的电流，即。相同时间内、产生的热量之比即为电流做功之比，为，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 ▌题型04 非纯电阻电路中的计算 16．一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在1 min内电流产生的热量为__________J，转化成的机械能是________J。 【答案】 4.5 355.5 【详解】[1]电流产生的热量为 [2]电动机消耗的总电能为 因此转化成的机械能为 17．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V，重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，则这台电动机正常运转时的输出功率为________W。 【答案】32 【详解】当电动机停止转动时，电动机没有机械能输出，相当于纯电阻，满足欧姆定律。已知此时电压，电流 因此电动机内阻 电动机正常运转时，输入的总功率，内阻会发热消耗功率，输出的机械功率等于总功率减去发热功率。 总功率 发热功率 输出功率 18．在如图所示的电路中，定值电阻的阻值为，电动机线圈电阻为。闭合开关，电流表、的示数分别为、，则该电路电源电压为__________，内电流通过电动机产生的热量为________；电动机的效率是________（保留到） 【答案】 6 150 83.3% 【详解】[1]由电路图可知，定值电阻与电动机M并联，电流表测干路总电流，测通过的支路电流。并联电路中各支路电压等于电源电压，根据欧姆定律 [2]并联电路干路电流等于支路电流之和，因此通过电动机的电流 根据焦耳定律，电流通过电动机线圈产生的热量 [3]电动机消耗的总电能 电动机输出的机械能（有用能量） 因此电动机的效率 19．如图所示电路中，电源电压为6V不变，M为一个玩具电动机，其线圈电阻为1Ω，闭合开关，当滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω时，电动机转动，此时电压表示数为4V，则1min内电流通过电动机产生的机械能为_______J，该电动机的效率是_______。 【答案】 86.4 【详解】[1][2]电源电压，电动机两端电压，所以滑动变阻器两端电压： 滑动变阻器接入电阻，根据欧姆定律，电路中的电流： 电动机的输入功率： 电动机的热功率： 时间，总功： 热功： 1min内产生的机械能： 电动机的效率： 20．电吹风是现代家庭常用的电器，图甲是小华家中使用的电吹风，使用过程中，她发现电吹风既可以吹热风，又可以吹冷风。根据这个现象她断定：在电吹风中有带有风扇的电动机和可以发热的电热丝。根据电吹风能够单独输出冷风的现象，她认为电动机和电热丝是并联的，图乙是她根据现象分析画出的电吹风电路图。 (1)你认为开关在如图乙所示位置时，电吹风吹出的是________；（选择“热风”或“冷风”） (2)小华查看说明书得知，该型号电吹风吹热风时的功率为460W，吹冷风时的功率为20W，求电吹风正常工作且吹热风时，电热丝的电阻及1min内电流通过电热丝所产生的热量。 【答案】(1)冷风 (2) 【详解】（1）由图乙电路图可知，当开关在图示位置时，开关同时接通触点1和2，此时电动机M串联接入电路，只有电动机工作，电热丝不工作。电动机工作时吹风，所以电吹风吹出的是冷风。 （2）电吹风吹冷风时，只有电动机工作，其功率为 电吹风吹热风时，电动机和电热丝并联同时工作，电热丝的功率为 电热丝的电阻为 通电时间 电热丝电流所做的功全部转化为内能 ▌题型05 电路中的综合计算 21．由于卫生间环境相对阴暗潮湿，比较容易滋生细菌，所以建议在卫生间安装如图-1所示的电热毛巾架，该毛巾架通过智能系统能够实现高温挡、低温挡自动切换，额定电压为220V。图-2所示为其内部电路原理图，和均为550Ω的发热电阻丝；求： (1)高温挡的额定功率。 (2)低温挡正常工作30min产生的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据公式 ，可知，当开关接1时，只有接入电路，总电阻小，功率大，为高温挡； 当开关接2时，与串联，总电阻大，功率小，为低温挡； 已知，，代入公式得高温挡功率 （2）低温挡总电阻 低温挡功率 工作时间 该电路为纯电阻电路，产生的热量 因此 22．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部电路简化图，、、为加热电阻，它们的阻值均为，通过旋转开关（为转轴）可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中，旋转开关转至______（选填“”、“”、“”或“”）时，电热敷腰带处于高温挡工作；电热敷腰带在低温挡工作，产生的电热为______。 【答案】 de 13200 【详解】[1]由电功率公式可知，在电源电压U一定时，电路的总电阻R越小，电功率P越大。分析电路图可知，旋转开关转至“ab”时，电路处于断开状态；旋转开关转至“bc”时，电阻R1和R2串联，电路总电阻 旋转开关转至“cd”时，电路中只有电阻R2，电路总电阻；旋转开关转至“de”时，电阻R2和R3并联，根据并联电路电阻 得电路总电阻 因为串联电路的总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以，当开关转至“bc”时，电路总电阻最大，电功率最小，为低温挡；当开关转至“de”时，电路总电阻最小，电功率最大，电热敷腰带处于高温挡；当开关转至“cd”时，为中温挡。 [2]电热敷腰带通电时间 低温挡消耗的电功率 低温挡工作，产生的电热 23．小明家新买了一个电热煎药壶。原本有高、中、低三挡功率。用了一段时间后发现低温挡不能工作、高温挡和中温挡发热相同。小明翻阅说明书查到电热煎药壶工作电路如图所示，说明书上还写着“高温挡400W、中温挡200W，低温挡100W”的字样，请说出故障情况及更换电阻的阻值______；此壶在高温挡工作______min可使体积为1L，初温为20℃的药液温度升高到100℃，（），，电热煎药壶的加热效率为80%）。 【答案】 R2断路，242Ω 17.5 【详解】根据题目现象：低温挡不能工作，高温挡和中温挡发热相同，可知发生断路，断路后，低温挡串联电路断开，无法工作；中温挡仍只有工作，高温挡也只有工作，符合现象；的阻值 药液质量 药液吸收热量 由效率，得消耗电能 由，高温挡功率，可得时间 24．如图甲所示是某电水壶的内部电路图。其中，、均为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水加热到100℃时自动切换到保温状态），则该电水壶处于加热状态时，开关处于______状态。电水壶的相关参数如图所示，则的阻值为______。 额定容量/L 1.5 额定电压/V 220 加热功率/W 1276 保温功率/W 66 【答案】 闭合 40 【解析】【小题1】[1][2]根据电路图可知，电阻和是并联关系。根据电功率公式，功率越大，电阻越小。当开关闭合时，与并联，电路总电阻最小，为加热挡， 当开关断开时，只有接入电路，为保温挡，由表可知，， 所以根据并联电路功率关系有 则由可得 25．如图甲所示电路中，电源电压和灯泡L的电阻均保持不变，滑动变阻器的最大电阻为。移动滑片，滑动变阻器的电功率P随连入电路的电阻R的变化关系如图乙所示。该电路的电源电压为________V，滑动变阻器滑片移到最右端时，通电1min灯泡L消耗的电能为________J。 【答案】 24 192 【详解】[1]由图像可知：当滑动变阻器连入电路的电阻R为20Ω时，电功率P为7.2W，根据可得电路中的电流 根据串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：……① 当滑动变阻器连入电路的电阻R'为10Ω时，电功率P'为6.4W，根据可得电路中的电流为 根据串联电路特点和欧姆定律得电源电压：……② 联立①②可得：U=24V，RL=20Ω。 [2]滑动变阻器滑片移到最右端时滑动变阻器连入电路的电阻R''为40Ω，据串联电路特点及欧姆定律得此时电路电流 滑动变阻器滑片移到最右端时，通电1min灯泡L消耗的电能 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 15.3 电流的热效应 题型01 电流热效应的实验 题型02 焦耳定律的理解 题型03 焦耳定律的简单计算 题型04 非纯电阻电路中的计算 题型05 电路中的综合计算 ▌题型01 电流热效应的实验 1．小明验证“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”，装置如图所示。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油，甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为，煤油吸收的热量等于电阻丝放出的热量。下列说法中正确的是（     ） A．闭合开关，通过两根电阻丝的电流大小关系为 B．相同时间内，甲、乙两烧瓶中煤油吸收的热量相等 C．选用比热容较小的煤油，可以更快看到两温度计示数变化情况 D．此实验无法验证导体产生的热量跟通电时间的关系 2．如图是“探究通电导体产生的热量与_____________的关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.5A，在84s内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为_____________J，如果这些热量全部被质量为0.05 kg的煤油吸收，可使煤油的温度升高_____________。[] 3．科技社团在试飞设计制作的无人机时，由于电机温度过高，无人机自动停机。他们改进了无人机散热片的尺寸和结构后，对散热片的选材进行了分析。生活中常见的金属有铜、铁、铝等，由于铁会干扰无人机的导航模块，他们对铜、铝的导热能力进行对比探究。 (1)实验室提供了a、b、c、d四根金属棒，a、c、d横截面积相同，如图甲，应选择__________和__________进行探究。 (2)实验电路图和装置分别如图乙、丙所示，利用加热电阻将容器A中的水温控制在75℃，模拟无人机发热时的情况。若A中水温下降，应向__________（选填“左”或“右”）移动滑片P，使A中水温恢复到75℃。 (3)容器B、C中装有质量、初温均相同的水，金属棒插入水中的长度相同，通过比较相同时间内B、C中水的温度变化来比较铜、铝的导热能力。为了减少与空气的热传递，采取的措施有：B和C选用保温杯、使用保温棉包裹金属棒裸露在空气中的部分，给B和C加__________（选填“铁”或“木”）盖。 (4)实验时，每隔2min测量一次B和C中的水温，所得数据如表1所示，数据表明__________的导热能力更好。 表1 加热时间/min 0 2 4 6 8 B中水温/℃ 20.1 21.9 25.5 28.9 32.0 C中水温/℃ 20.1 21.0 23.1 25.1 26.9 (5)查阅资料得知，相同情况下无人机质量越大，飞行距离越短。为兼顾散热和飞行距离，结合表2和实验结论，为图丁中散热片的内层和外层分别选择材料并说明理由：____________________________________________________________。 表2 物质 密度/ 铜 铝 4．如图用两个规格相同的电加热器分别给水和煤油加热，比较水和煤油的吸热能力。 (1)在进行加热前，烧杯中分别装入初温和________均相同的水和煤油。 (2)实验中选择两个规格相同的电加热器，“规格相同”的含义，除了指外形相同，更重要的是________________相同。实验过程中，通过________来反映两种液体吸收热量的多少。 (3)根据数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙。由图可知，水的沸点为________℃；________的吸热本领更强；已知水的比热容为，则煤油的比热容为________。 (4)实验过程中，小致关注到液体在电加热器的作用下升高温度，而电加热器的导线却不怎么热，请你根据这一现象提出一个可探究的科学问题______________。 5．如图甲，在探究“影响电流热效应的因素”实验中： (1)实验中通过________________来反映电流通过电阻丝产生的热量的多少； (2)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择图乙中________________（选填“A”或“B”）烧瓶，并将瓶中的电阻与甲图中的烧瓶的电阻________________（选填“串联”或“并联”），这是为了控制________________相同，控制________________不同；（A、B烧瓶与甲图烧瓶装有质量和初温相同的同种液体） (3)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小滢准备将图乙中B烧瓶里的电阻丝与甲图中烧瓶的电阻并联，通电相同时间，从而得到产生热量与电流关系的结论。小滢的设想________________（选填“可行”或“不可行”），依据是________________。 ▌题型02 焦耳定律的理解 6．小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很容易烧坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻很小，此时通过电动机线圈的电流会______（选填“很大”或“很小”），根据______定律知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏。 7．一台手持微型电风扇铭牌标有“2 V  1 mA”，其线圈的电阻为1 Ω，这台微型电风扇正常工作10 min线圈产生的热量是____________J。 8．电热水壶上标有“220V 800W”，在额定电压下，热水壶烧水420s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为____________J，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将____________kg的水从60℃升高至100℃。[] 9．用粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电加热至沸腾，所用时间为t，若将电热丝对折并联后 放入同样一壶水中，加热至沸腾，（不考虑热损失）所用的时间为（     ） A．t B．0.5t C．0.25t D．4t 10．科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示，电源电压为220 V，，。闭合开关S，当旋钮开关接1时，加热器处于________挡，在该挡位通电3 min电流产生的热量是________J。 ▌题型03 焦耳定律的简单计算 11．小刚同学探究电流的热效应时，连接的电路如图所示，则他探究的是电流产生的热量与________的关系。图示装置通电1 min，电热丝R1产生的热量为108 J，则该时间段内电热丝R2产生的热量为________J。 12．如图甲所示，规格相同的容器装了相同质量的A、B两种液体。用不同的加热器加热（，忽略它们与外界之间的热传递），加热器连接方式如图甲所示，得到图乙所示的温度与加热时间的图线。 (1)的电功率______的电功率；（选填“＞”“＝”或“＜”） (2)A、B两液体的比热容______。（选填“＞”“＝”“＜”或“无法比较”） 13．如图是一个玩具汽车上的控制电路，小强对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，电动机正常运转，下列分析正确的是（　　） A．电源电压为8V B．电路中的电流为4A C．1min电动机消耗的电能为1440J D．电动机正常工作的效率为87.5% 14．小明同学设计了具有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其简化电路如图所示，已知电源电压不变，，则低温挡和中温挡的电流之比为___________；通电相同的时间，低温挡和高温挡产生的热量之比为___________。 15．如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为0.3A。再闭合，电流表示数变化了0.2A。则同时闭合、后，相同时间内、产生的热量之比是（　　） A． B． C． D． ▌题型04 非纯电阻电路中的计算 16．一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在1 min内电流产生的热量为__________J，转化成的机械能是________J。 17．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V，重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，则这台电动机正常运转时的输出功率为________W。 18．在如图所示的电路中，定值电阻的阻值为，电动机线圈电阻为。闭合开关，电流表、的示数分别为、，则该电路电源电压为__________，内电流通过电动机产生的热量为________；电动机的效率是________（保留到） 19．如图所示电路中，电源电压为6V不变，M为一个玩具电动机，其线圈电阻为1Ω，闭合开关，当滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω时，电动机转动，此时电压表示数为4V，则1min内电流通过电动机产生的机械能为_______J，该电动机的效率是_______。 20．电吹风是现代家庭常用的电器，图甲是小华家中使用的电吹风，使用过程中，她发现电吹风既可以吹热风，又可以吹冷风。根据这个现象她断定：在电吹风中有带有风扇的电动机和可以发热的电热丝。根据电吹风能够单独输出冷风的现象，她认为电动机和电热丝是并联的，图乙是她根据现象分析画出的电吹风电路图。 (1)你认为开关在如图乙所示位置时，电吹风吹出的是________；（选择“热风”或“冷风”） (2)小华查看说明书得知，该型号电吹风吹热风时的功率为460W，吹冷风时的功率为20W，求电吹风正常工作且吹热风时，电热丝的电阻及1min内电流通过电热丝所产生的热量。 ▌题型05 电路中的综合计算 21．由于卫生间环境相对阴暗潮湿，比较容易滋生细菌，所以建议在卫生间安装如图-1所示的电热毛巾架，该毛巾架通过智能系统能够实现高温挡、低温挡自动切换，额定电压为220V。图-2所示为其内部电路原理图，和均为550Ω的发热电阻丝；求： (1)高温挡的额定功率。 (2)低温挡正常工作30min产生的热量。 22．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部电路简化图，、、为加热电阻，它们的阻值均为，通过旋转开关（为转轴）可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中，旋转开关转至______（选填“”、“”、“”或“”）时，电热敷腰带处于高温挡工作；电热敷腰带在低温挡工作，产生的电热为______。 23．小明家新买了一个电热煎药壶。原本有高、中、低三挡功率。用了一段时间后发现低温挡不能工作、高温挡和中温挡发热相同。小明翻阅说明书查到电热煎药壶工作电路如图所示，说明书上还写着“高温挡400W、中温挡200W，低温挡100W”的字样，请说出故障情况及更换电阻的阻值______；此壶在高温挡工作______min可使体积为1L，初温为20℃的药液温度升高到100℃，（），，电热煎药壶的加热效率为80%）。 24．如图甲所示是某电水壶的内部电路图。其中，、均为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水加热到100℃时自动切换到保温状态），则该电水壶处于加热状态时，开关处于______状态。电水壶的相关参数如图所示，则的阻值为______。 额定容量/L 1.5 额定电压/V 220 加热功率/W 1276 保温功率/W 66 25．如图甲所示电路中，电源电压和灯泡L的电阻均保持不变，滑动变阻器的最大电阻为。移动滑片，滑动变阻器的电功率P随连入电路的电阻R的变化关系如图乙所示。该电路的电源电压为________V，滑动变阻器滑片移到最右端时，通电1min灯泡L消耗的电能为________J。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $