15.4 焦耳定律（高效培优·讲义）物理新教材沪粤版九年级上册

15.4 焦耳定律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的热效应及影响因素 考点02 焦耳定律的应用与电热计算 03 避坑指南·解题通法 角度01 焦耳定律公式的选用 角度02 电热与电功关系的辨析 角度03 多挡位电热器问题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.结合实例了解电流的热效应及其应用与防止； 2.知道电流通过导体产生的热量与电流、电阻及通电时间的定性关系； 3.理解焦耳定律的内容与公式Q＝I²Rt，会用其进行简单计算。 1.用控制变量法探究电热与电流、电阻、通电时间的关系； 2.区分纯电阻电路与非纯电阻电路，正确选择电热计算式； 3.结合用电器铭牌参数，用Q＝I²Rt与W＝Pt综合计算电热器问题。 考点01 电流的热效应及影响因素 1． 电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能、导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。电热器就是利用电流的热效应制成的加热设备。 2．探究通电导体产生的热量与哪些因素有关，采用控制变量法： （1）与电阻的关系：控制电流和通电时间不变，比较不同电阻（如R₂＞R₁）产生热量的多少； 电阻R2温度计的示数比电阻R1温度计的示数大 【结论】当通过导体的电流一定时，通电导体的电阻越大，产生的热量越多。 （2） 与电流的关系：控制电阻和通电时间不变，改变通过导体的电流（如由I增大到2I），比较产热多少； 通过电流为2I 时比通过电流为I 时的温度高 【结论】当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。 （3） 与通电时间的关系：控制电阻和电流不变，比较不同通电时间下产生的热量。 通电时间越长温度计示数越大 【结论】通电时间越长，导体产生的热量越多。 【深化点拨】 1．实验结论：通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。电流越大、电阻越大、通电时间越长，导体产生的热量越多。 2.焦耳定律： 英国物理学家焦耳于1840年最先精确确定了电流产生热量跟电流、电阻和时间的定量关系——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。 公式：Q＝I²Rt。式中电流I的单位为安(A)，电阻R的单位为欧(Ω)，通电时间t的单位为秒(s)，热量Q的单位为焦(J)。 3.公式推导（纯电阻电路）： 电流做的功全部转化为内能，W＝UIt＝I²Rt，故Q＝W＝I²Rt。 4.应用：电油炸锅、电饭煲、电熨斗、电暖手宝、电饼铛等利用电热；防止：电视机外壳多孔散热、台式与笔记本电脑的散热器等防止电热带来的危害。 纯电阻电路 非纯电阻电路 联系 电能的转化 电能全部转化为内能 电能主要转化为机械能或化学能 电热与电功 Q＝W，电热等于电功 W＞Q热，电热小于电功 热量计算 Q＝I²Rt＝UIt＝ 电热只能用Q＝I²Rt计算 电功计算 W＝Q＝UIt W＝UIt，且W＝Q＋E其他 用电器举例 电暖器、电饭锅、电炉子 电吹风、电动机、给电池充电 共同遵循 无论哪种电路，电流产生的热量都可用Q＝I²Rt计算 1．关于电流的热效应和焦耳定律，下列说法正确的是（　　） A．电热器是利用电流的磁效应制成的 B．电流通过导体时，电能全部转化为机械能 C．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 D．导体的电阻越大，产生的热量一定越多 2.（2026九上·天峨期末）下列几种用电器，它们的额定电压和额定功率都相同，它们都正常工作1h，产生的热量最多的是（　　） A．电风扇 B．电脑 C．电冰箱 D．电烙铁 3.（2025·陕西）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是 A．电蒸锅 B．洗衣机 C．电风扇 D．电冰箱 4.如图为探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置（电源未画出）。通过比较　 　两个装置，可以探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系；当通电时间相同时，产生热量最多的是　 　装置中的电阻丝；若通过乙装置中的电阻丝的电流为1A，则通电1 min该电阻丝产生的热量为　 　J。 5.下列实例中，属于防止电流的热效应产生危害的是(　　) A．冬天睡觉前使用电热毯暖床 B．用电热水壶烧水 C．小明打开风扇让自己凉快下来 D．电脑驱动内置小风扇 考点02 焦耳定律的应用与电热计算 1．计算电热的基本公式是Q＝I²Rt，它适用于任何电路；对于纯电阻电路，还可以用Q＝W＝UIt＝＝Pt来计算。 2．电热与电功的区别：电功W＝UIt表示电流消耗的电能；只有在纯电阻电路中电热才等于电功（Q＝W）；在含电动机等的非纯电阻电路中W＞Q，求电热必须用Q＝I²Rt。 3．非纯电阻电路（如电吹风、电动机、给电池充电）中，电能一部分转化为内能、一部分转化为机械能（或化学能），此时电热只能用Q＝I²Rt计算。 【深化点拨】 1．串联电路电流相等，比较导体产热用Q＝I²Rt，相同时间内产生的热量与电阻成正比； 2．并联电路电压相等，比较导体产热用Q＝(U²/R)t，相同时间内产生的热量与电阻成反比； 3．计算时注意把时间单位统一为秒(s)，电阻取欧姆(Ω)、电流取安(A)，结果即为焦(J)。 1.（2025·陕西）如图-1是小明家的电能表，此时电能表的示数为　 　，小明家破壁机的参数如图-2所示，仅接通家中破壁机的破壁挡，观察到通电1min电能表的指示灯闪烁60次，则家中的实际电压　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）220V；当破壁机的破壁和加热功能同时使用时，通过电线的电流约为9A，电线的电阻约为0.05，通电5min电线上产生的热量为　 　J。 2.将一个电炉接在220 V 的电路中时，通过电炉丝的电流是5 A，则其电阻为　 　Ω；通电1m in，电炉丝产生的热量是　 　J，消耗的电能是　 　J。 3.某品牌电动玩具警车由3节新干电池串联供电，它的内部等效电路如图。阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联，当玩具警车正常匀速行驶时，警灯两端的电压是2V，则通过电动机线圈的电流为　 　A；2min内电动机线圈产生的热量是　 　J。 1.计算电热优先选用普适公式Q＝I²Rt。比较串联导体产热时，因电流I、时间t相同，可用Q∝R；比较并联导体产热时，因电压U、时间t相同，可用Q∝。切勿在串联中误认为各导体电压相等、在并联中误认为各导体电流相等。 2.电源电压不变时，由P＝可知：接入电阻越小、功率越大，为加热挡；接入电阻越大、功率越小，为保温挡。求某一挡位工作时产生的热量，用Q＝W＝Pt计算。 角度01 焦耳定律公式的选用 1.如图所示是安安同学在探究“影响导体电阻大小的因素”时的实验器材和电路连接，其中a、b、c的粗细相同，都比d细；b、c、d的长度相同，都比a长。若探究电阻大小与导体长度的关系，应选用　 　（填代码）。若镍铬合金丝d的电阻是2Ω，通过它的电流为2A，则它1min产生的热量为　 　J。 2.如图所示，电源电压恒为10 V，滑动变阻器 R 的最大阻值为 20 Ω，直流电动机M的额定电压为 6 V，线圈的电阻为2 Ω。当闭合开关 S，滑片 P 移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为　 　，此时电路中的电流为　 　A，整个电路通电 100秒产生的内能为　 　J。 3.（2025·雅安）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　 　℃。 角度02 电热与电功关系的辨析 4.（2024九上·黄圃期末）小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为，电阻丝，，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到　 　气球先鼓起来。通电，产生的热量为　 　。 5.将阻值为 和 的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是　 　。若将两电阻并联后接在8V的电源上，1min内两电阻产生的总热量为　 　J。 6.如图甲是某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2是阻值不变的加热电阻， ，S为温控开关，1、2是开关连接的触点。某次煮饭时，只将电饭锅接入220 V的电路中，在加热状态下工作了一段时间后，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表的转盘在 1m in内转动了5r。保温状态下该电饭锅的发热功率为　 　W。用电高峰时，该电饭锅在加热状态下，14 min 内将2k g初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压)，若不计热损失，电饭锅的实际电压为　 　V。[103J/(kg·℃)] 角度03 多挡位电热器问题 7.如图甲所示的养生壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示。其中加热功率为 1100 W， 的电阻为220 Ω；当双触点开关 S 接触 2 和 3 时为　 　挡。电热水壶在加热挡正常工作42 s能使壶中质量为1.1 kg、初温为20℃的水温度升高　 　℃。[不计热量损失，c水=4.2×103J/(kg·℃)] 8.小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为 6 V，电阻丝 ，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关 S1接通触点　 　时，“电饭锅”的功率更大。将 接入电路工作 3 min，产生的热量是　 　J。 9.小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器，电路如图所示。电源电压为 24 V， 为单刀多掷开关， 是阻值为 12 Ω的电热丝， 为某种材料制成的粗细均匀的电热丝，最大阻值为24Ω，触点2为R2的中点位置。当开关 S1闭合，S2拨到触点3时，加热器处于　 　挡；加热器在“中温”挡下工作1 min，电路消耗的总电能是　 　J。 【例1】（2026·湖南）图甲、图乙分别为某电热水壶铭牌部分参数和简化电路，忽略温度对电阻的影响。 （1）电热水壶是利用电流的　 　效应来工作的，它的额定电流为　 　A； （2）小湘想把电路总功率提高到原额定功率的3倍，重新设计了如图丙所示电路，则电阻R2的阻值应为　 　Ω。 【例2】（2026·凉山）已知某型号电热水壶的额定电压为220 V，加热电阻为48.4Ω，接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg，初温为15℃的水加热200s，加热效率为84%，电热水壶产生的热量为　 　J，水上升的温度为　 　 【例3】（2026·成都）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220V 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3min电流产生的热量是　 　J。 【例4】（2026·南充中考）如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样，发热电阻 R：的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时 R2的电压为3V，则电源电压为　 　V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为　 　J。 【例5】（2026·云南）在图所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.6A。下列说法正确的是 A．10s内电流经过电阻R1产生的热量为36J B．再闭合开关S1时，电流表的示数不变 C．再闭合开关S1时，电路的总功率变小 D．若开关S、S1均闭合，电阻R1和R2两端的电压相等 【例6】（2026·长春中考）下列用电器中利用电流热效应工作的是（　　） A．电炉 B．电脑 C．电梯 D．电铃 【例7】（2026·兰州中考）如图所示，两个规格相同的透明容器中密封着等量的空气。用该装置和秒表探究通电导体产生的热量与电流大小关系时，下列说法错误的是（　　） A．用U形管中液面的高度差判断通电导体产生热量的多少 B．导体和阻值相同 C．以上器材不能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系 D．通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差较小 【例8】（2026·眉山）如图是一种电热水壶工作电路的示意图，其中和是用来加热的电阻器，S1是总开关，S2是挡位开关，相关参数如表格所示。当开关S2接1时，电热水壶工作126s所产生热量被质量为1kg、初温20℃的水吸收（不计热量损失）。。下列说法正确的是（　　） 额定电压 220V 额定加热功率 1000W 额定保温功率 55W A．的阻值是48.4Ω B．水的末温是30℃ C．电热水壶处于保温状态时，消耗的功率为55W D．当开关接2时，在100s内产生的热量是5197.5J 【例9】（2026·无锡中考）用如下图所示的装置探究影响电流热效应的因素，甲、乙、丙三个相同的容器内均装有等质量的煤油，电阻丝、、浸没在煤油中，其中，，记录甲、乙、丙中煤油的初温。闭合开关 S、，调节可调电源，使电流表示数为1.5 A，分别记录加热2 min、4 min时甲中煤油的末温，断开开关 S、；再闭合开关 S、，调节可调电源，使电流表示数为1.0 A，分别记录加热4 min时乙、丙中煤油的末温。数据记录在下表中。 序号 电阻 阻值/Ω 电流I/A 时间/min 初温t0/℃ 末温t/℃ ① R1 6 1.5 2 25.0 31.1 ② R1 6 1.5 4 25.0 37.1 ③ R2 6 1.0 4 25.0 30.4 ④ R3 3 1.0 4 25.0 27.7 （1）比较序号①和②可知，导体产生的热量与通电　 　有关。若要比较导体产生的热量与电流大小的关系，应该比较序号②和　 　。 （2）比较序号③和④可知，电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越　 　。比较序号③④和序号②③可得，导体通电时间相同时，“电阻”和“电流”中对电流的热效应影响更大的因素是　 　。 【例10】（2026·南通中考）小林了解到火力发电的 CO2排放量为 0.8 kg/（kW·h），即每发电 1 kW·h 排放的 CO2的质量为 0.8 kg．他想起奶奶家中的网络电视机顶盒从不关机，周末去奶奶家查到机顶盒的参数为“12 V 1.5 A” （1）机顶盒正常工作时的电阻为 2 Ω，求它工作 100 s 产生的热量． （2）现机顶盒每天关闭 20 h，求 30 天能减排的 CO2的质量． 【例11】（2026·新疆中考）如图所示的电路， 闭合开关S，电阻. 两端的电压 求： （1）电路中电流的大小； （2）电源两端的电压； （3）电路工作2min产生的热量。 【例12】（2026·巴中中考）小王为自己设计了一款有“加热”和“保温”两挡的暖手袋，内部电路简化如图所示，电源电压U=6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1=20Ω，R2=5Ω。求： （1） 只闭合开关S1时，通过电路的电流 （2） “加热”挡通电1min产生的热量 【例13】（2026·常州中考）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1、R2均为定值电阻，R1的阻值为5Ω （1） 闭合开关S1、断开开关S2，电流表示数为0.6A，求电源电压 （2） 闭合开关S1、S2，电流表示数为0.9A，求电阻R2的阻值 （3） 闭合开关S1、S2，通电10s，求电路产生的热量。 【例14】（2026·广东中考）如题图所示，用电力监测仪监测电热水壶的工作情况.现将1kg水从25℃加热到75℃，用时200s，此过程中监测仪上显示的电压为220V、电流为5A.已知 忽略加热过程中水的质量变化. （1）求加热时，电热水壶的： ①电阻； ②电功率. （2）通过计算判断电热水壶消耗的电能与水吸收的热量是否相等，并分析原因. 【例15】（2026·内蒙古）内蒙古某机场为防止积雪压损航站楼，在面积为4000 的航站楼顶部(可视为平面)，均匀铺设多段规格相同的电热丝用于融雪。各段电热丝并联连接，正常工作电压为220 V，每段电热丝电阻为220 Ω，融雪过程中电热丝产生热量的70%被周围的雪吸收。某次雪后，航站楼顶部雪的厚度均为2cm，电热丝开始正常工作，10 min将周围的雪的温度从-10℃升至-5℃。雪的密度取 ，雪的比热容取 ，求 （1）通过每段电热丝的电流； （2）10 min 内每段电热丝周围的雪吸收的热量； （3）为使覆盖航站楼顶部的雪在10 min 内均从-10℃升至-5 ，至少需要铺设多少段电热丝。 【例16】（2026·扬州）石墨烯发热膜可看作电阻.如图是某款石墨烯智能发热护具，其发热膜电阻R 为5Ω.该发热护具有保暖和理疗两种工作模式. 保暖：供电电压U1为2.5V，低功率运行； 理疗：供电电压U2为5 V，高功率运行. 求： （1）保暖模式下，电路中的电流大小和发热膜功率大小. （2）在保暖和理疗模式下各工作5m in，发热膜产生的热量之比. 【例17】（2026·自贡）图甲是某款多功能煮茶器，实践小组分析其工作原理，绘出简化电路图如图乙所示。已知煮茶器的最大容量为 1L，额定电压为220V，加热效率为84%。闭合开关S，开关K接触点1，进行加热；当加热完成时，K自动跳转接触点2，保温功能启动，“保温挡”的额定功率为 88W。加热模式有低、中、高三个挡位，其中“低温挡”的额定功率为 220W， R1、R2为加热电阻，且 取 求： （1）在“保温挡”时，流过电阻R的电流； （2）该煮茶器“中温挡”的额定功率； （3）将最大容量的水从20℃加热至 75℃所用的最短时间。 【例18】（2026九下·福建中考）实验室设计某款三挡位电热器，简化电路如图所示。电源电压为220V，定值电阻R1的阻值为55 Ω。只闭合开关 时，为低温挡。只闭合开关 时，电流表的示数为8A，为中温挡。 （1）求低温挡的电流； （2）求低温挡工作100s产生的热量； （3）各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如下表，单位长度的导线越粗价格越高。若要保证电热器在三个挡位都能正常工作，从安全和导线成本的角度综合考虑，通过计算判断如何选择干路和支路的导线。 序号 A B C D 导线横截面积 0.75 1 1.5 2.5 电流I/A 3~6 6~10 10~16 16~25 【例19】（2026·重庆）家用电饭煲的“低糖饭”功能越来越受到人们的青睐，其工作过程包含“煮沸—沥汤—蒸熟—保温”四个阶段，其中沥汤阶段靠重力完成，不消耗电能。某电饭煲内部简化电路如图甲所示，R1、R2为加热电阻丝( S为总开关，S1、S2为挡位自动切换开关，正常工作时煮“低糖饭”过程中加热电功率随时间变化关系如图乙所示。求： （1） 蒸熟阶段的电流； （2） 煮沸阶段产生的热量； （3） 电阻丝 R1的阻值。 【例20】（2026·武威）小新的父亲患有“老寒腿”，膝盖遇冷常常感到酸痛不适。小新利用所学电学知识，为父亲设计了一款智能发热护膝，如图甲所示，其电路原理图如图乙所示。其中，电源电压恒为5V，定值电阻R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为2.5Ω。通过开关 可实现低温、中温、高温三挡调节。低温挡时，护膝的发热功率为5W。请根据以上信息，解答下列问题： （1）调至低温挡时，开关S1应　 　(选填“断开”或“闭合”)，开关S2应与触点　 　(选填“a”或“b”)连接； （2）定值电阻R2的阻值是多少? （3）护膝在高温挡持续正常工作0.5h 后，调至中温挡继续工作1.5h，2h 内共产生多少热量? ⚡基础速刷 1.家用电器使用手册上介绍，电视机如果长时间工作要停机10~20 min散热，如果长时间(如几十天)不用则每隔几天要通电10~20 min驱潮。对于以上做法，下列分析正确的是(　　) A．前者是利用电热，后者是防止电热 B．前者是防止电热，后者是利用电热 C．二者都是利用电热 D．二者都是防止电热 2.家用电器极大的方便了我们的生活，以下用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电饭锅 C．电冰箱 D．液晶电视机 3.下列电器属于利用电流的热效应工作的是（　　） A．LED灯 B．电热毯 C．电视机 D．电风扇 4．甲、乙两电热丝的电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为(　　) A．2：1 B．6：1 C．1：2 D．1：6 5.标有“220 V 100 W”的电熨斗和标有“220 V 100 W”的电风扇各自在额定电压下正常工作相同的时间。关于它们消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是(　　) A．电熨斗和电风扇产生的热量一样多 B．电风扇消耗的电能比电熨斗的少 C．电熨斗和电风扇消耗的电能一样多 D．电熨斗把所消耗电能的一小部分转化为内能 6.图显示的是一款电热水器某次工作过程中的相关数据，则该电热水器的热效率是(　　) A．75% B．50% C．33.3% D．20% 7.如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，将电阻丝、（）密封在两个完全相同的烧瓶内，瓶内装入等质量的煤油。下列说法错误的是（　　） A．烧瓶内的液体选用煤油，利用了煤油比热容小、升温快的特点 B．该装置可以通过通电时间长短来反映产生电热的多少 C．该装置可以探究导体产生的热量与电阻大小的关系 D．闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移，两烧瓶中温度计的示数上升更快 8.如图所示是探究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压 U甲、 以及它们在相同时间内分别产生的热量 、 的大小，下列关系式均正确的是（　　） A． Q甲= Q乙 B． Q甲>Q乙 C． Q甲<Q乙 D． Q甲<Q乙 9.甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，如图所示，把它们并联起来将AB接入电路中，通电后，下列有关说法正确的是（ ） A．甲的电压大 B．乙中电流做功快 C．甲乙产生电热相同 D．AB间总电阻大于乙的电阻 10.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　） A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q=t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 11．如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分，根据此图中所提供器材，可以直接研究的问题是（　　） A．测小灯泡正常发光的电阻 B．测小灯泡的实际电功率 C．测小灯泡消耗的电能 D．测小灯泡产生的热量 12.（2025·安徽） 图示电路中，电源电压保持不变，、均为定值电阻，其中。闭合开关，电流表的示数为，通电整个电路共产生的热量，则电阻产生的热量为　 　。 13.（2026九上·龙岗期末）小明指着动力电池包外壳对爸爸说：如果电池受挤压，内部短路会使电流瞬间增大，根据焦耳定律，短时间内会产生大量　 　，导致电池过热。此电池充满电后储存的电能为　 　kW·h。周六早上9：00，爸爸发现电池电量仅为30%，若用小区7kW 的慢充设备充电，下午13：00用车时，电池电量可达　 　%，充电时段电价为1.2元/度，则需缴费　 　.元。 14.两个电阻器的电阻之比 将它们按图甲接入电路时，通过它们的电流之比I1：I2=　 　，在相同的时间内产生的热量之比 　 　。将它们按图乙接入电路时，在相同的时间内产生的热量之比 　 　。 15.如图所示的电路中，开关S闭合后，两个完全相同的电流表 A1、A2的指针均指在同一位置，如图乙所示。在1 min内，R2产生的热量为108 J，则电阻R2=　 　Ω，R1产生的热量为　 　J。 16.如图所示为某电饭锅的实物图，下表是电饭锅的主要参数。电饭锅处于加热挡时，工作10 s产生的热量是　 　；电饭锅处于保温挡时，工作 10 min 产生的热量是　 　J。 额定电压：220 V 加热功率：880 W 保温功率：80 W 17． 如图所示的是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置，通电时间相同时， 产生的热量　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)R2 产生的热量。若通过R1的电流为1 A，则通电 1 min，R2产生的热量为 　 　 J。 18.某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330 mL，有高、中、低三个加热挡位，图乙为其工作电路简图，其中U 恒为220 V， ，，则中温挡的功率为　 　W；若该电热水杯加热效率为 90%，则用高温挡将满杯水从20℃加热到98 ℃，需要　 　 s。 🚀能力跃升 1.（2026·深圳模拟）如图是探究焦耳定律实验的装置图，下列说法正确的是（　　） A．图示实验用来探究导体的电阻对电热的影响 B．实验中通过R1和R2的电流相等 C．通电相同时间，右侧U形管中液面高度差较大 D．通电相同时间，R1、R2产生的热量之比为4∶1 2.(新编)把一个标有“10 V3 W”字样的小灯泡和定值电阻 R 串联后接在电压为12 V 的电源上(如图所示)，小灯泡恰能正常工作。该电路工作10 s，定值电阻产生的热量是(　　) A．60 J B．36 J C．30 J D．6 J 3.已知 分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在同一个电源上，则(　　) A．图甲中 与 的电流比 B．图乙中 与 的电压比 C．图甲与图乙的总功率比 D．相同时间内，图甲中 与图乙中 产生的热量之比： 4.如图所示，电源电压恒定不变，电阻 R1和 R2分别浸没在等量“红色热消失”液体中（温度越高，液体颜色越浅）。通电 1min，R2的颜色比 R1浅，下列说法正确的是 A．电阻 R1＞R2 B．电压 U1＞U2 C．电流 I1＜I2 D．热量 Q1＜Q2 5.（2025·眉山） 如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片移动到最右端，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中，下列判断正确的是（　　） A．电压表示数为 B．滑片在中点时电流表的示数为 C．在中点时，内产生的热量 D．电路的最小功率为 6.取口香糖锡纸，剪成如图甲所示的形状，其中AB段和CD段等长。将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池的正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( ) A．通过AB段和CD段的电流不相等 B．正常情况下，AB段会先着火 C．AB段和CD 段的电压相等 D．AB段和CD 段的电阻相等 7.如图所示，电源电压保持不变，R2的最大阻值为10 Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在中点时，R1的功率为7.2W；将滑动变阻器的滑片P移动到最右端，电流表A1的示数与滑片P在中点时的示数之比是3：4。此过程中，下列判断正确的是(　　) A．电压表示数为 9 V B．滑片 P 在中点时电流表 A2 的示数为0.6 A C．P在中点时，1m in内R2产生216J的热量 D．电路的最小功率为10.8 W 8.学校举办科技节，小李同学利用所学知识设计了一款电热杯垫参加展评，该杯垫具有“加热”和“保温”两种功能。他设计电路如图所示，电源电压为12V，、为两个发热元件，其阻值不随温度变化，的阻值为，当开关S接2时，电流表的示数为1A。求： （1）发热元件的阻值。 （2）S接1时，杯垫工作10s产生的热量。 9.物理与生活图甲、乙所示是一种电热水龙头和它的电路简化示意图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知两电热丝的电阻分别为 R1、R2， 将电热水龙头接入 220 V 的电路中，某次使用过程中电路的电功率随时间变化的图像如图丙所示。 （1）当扇形开关S接1、2时，求电路中的电流。 （2）当扇形开关S接1、2时，求接入的电热丝的电阻。 （3）热水挡的电功率是多少? （4）此次使用过程中，电热水龙头消耗的电能为多少焦耳?若电热水龙头对水的加热效率为80%，则这段时间流出的水吸收了多少焦耳的热量? 10.在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时，小明设计了图所示的两套装置，透明容器中密封着等量的空气，且都有一段电阻丝，U形管中有一定量的液体。 （1）实验中，通过　 　反映导体产生热量的多少，这种研究问题的方法是　 　法。 （2）甲装置中，将电阻丝串联的目的是控制　 　和　 　相同，这是在探究电热与　 　的关系。此处运用的研究方法是　 　法。 （3）由甲装置中的实验现象可得出结论：　 　。 （4）利用乙装置可以探究电热与　 　的关系。 （5）乙装置中，容器外电阻为R 的电阻丝的作用是使通过电阻为 R1、R2的电阻丝的　 　不同。 （6）乙装置中，闭合开关一段时间后，左侧U形管中液面的高度差大于右侧，可以得出结论：　 　。 🌟思维挑战 1.在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是(　　) ①图甲装置只能探究电流产生的热量与电阻的关系； ②U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少； ③图乙实验中，右边容器外的电阻丝放入容器内，可以探究电流产生的热量与电阻的关系； ④图乙实验中，通电一段时间后，左右两侧容器内电流产生的热量之比为2：1。 A．只有①② B．只有②③ C．只有②③④ D．只有①②④ 2.在学校开展的跨学科实践活动中，几位同学设计了一种鸡苗孵化器，该孵化器实现了自动控温、自动旋转等功能，有效节约了人力成本，其电路如图所示。其中S1、S2是温控开关，当孵化器内温度低于设置温度时开关自动闭合，高于设置温度时开关自动断开，S1设置温度为37℃，S2设置温度为27℃。电源电压为220V且保持不变，电热丝R1=132Ω，R2=R3，该孵化器共有“保温”、“加热”、“快速加热”三个加热挡位，在“快速加热”挡位时，电热丝15min内产生的热量为。孵化器中安装有两个电动机，一个电动机负责在需要时对孵化器进行排气：另一个电动机可在加热过程中自动旋转加热元件，让鸡蛋受热均匀。电动机M1和M2功率分别为 22W和 33W。电热丝电阻不随温度的变化而变化。下列说法错误的是(　　) A．当孵化器内温度为30℃时，开关S1闭合， S2断开 B．孵化器“保温”挡位的总功率可能为242W C．孵化器“加热”挡位工作12min，消耗的电能可能为0.121kW·h D．通过开关S的最大电流为5.25A 3.甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入加热电阻丝，其电阻大小和连接方式如图所示，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丙、丁、乙、甲 C．甲、乙、丁、丙 D．丙、乙、丁、甲 4.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关 S，滑动变阻器 R1 的滑片 P从a 端移至b 端的过程中，R1消耗的电功率 P 随R1阻值变化的关系如图乙所示。下列分析错误的是（　　） A．定值电阻R2为10Ω B．电源电压为 12 V C．滑片 P 置于b 端时，闭合开关S，电压表的示数为10 V D．滑片 P 置于b 端时，闭合开关S，通电1m in 产生的热量为24 J 5.（2025·淄博）某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能，如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2，R1、R2为加热电阻且R1=R2（阻值不随温度的变化而变化）。电火锅的部分参数如表所示，c水=4.2×103J/（kg•℃）。求： 电源电压/V 220 低温挡功率/W ____ 中温挡功率/W 550 高温挡功率/W 1100 （1）R1的阻值。 （2）电火锅在低温挡工作时的电流。 （3）在标准大气压下，使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间（不计热量损失，结果精确到1s）。 6.某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知 ，。 （1）开关S置于 ▲ (选填“1”或“2”)挡时是高温烧煮挡，它的功率是多大? （2）保温焖饭时电路中的电流是多大?10 min产生的热量是多少? （3）若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施。 7.小明和小亮分别用如图所示的装置完成了两个探究实验，其中图1是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）选择图1乙装置进行实验，是为了探究“电流通过导体时产生的热量与　 　的关系”，两电阻产生热量的多少可以通过观察　 　来比较； （2）生活中我们经常看到“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1中　 　（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释； （3）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2所示，Ra、Rb两根电阻丝的电阻大小相同，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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 15.4 焦耳定律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的热效应及影响因素 考点02 焦耳定律的应用与电热计算 03 避坑指南·解题通法 角度01 焦耳定律公式的选用 角度02 电热与电功关系的辨析 角度03 多挡位电热器问题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.结合实例了解电流的热效应及其应用与防止； 2.知道电流通过导体产生的热量与电流、电阻及通电时间的定性关系； 3.理解焦耳定律的内容与公式Q＝I²Rt，会用其进行简单计算。 1.用控制变量法探究电热与电流、电阻、通电时间的关系； 2.区分纯电阻电路与非纯电阻电路，正确选择电热计算式； 3.结合用电器铭牌参数，用Q＝I²Rt与W＝Pt综合计算电热器问题。 考点01 电流的热效应及影响因素 1． 电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能、导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。电热器就是利用电流的热效应制成的加热设备。 2．探究通电导体产生的热量与哪些因素有关，采用控制变量法： （1）与电阻的关系：控制电流和通电时间不变，比较不同电阻（如R₂＞R₁）产生热量的多少； 电阻R2温度计的示数比电阻R1温度计的示数大 【结论】当通过导体的电流一定时，通电导体的电阻越大，产生的热量越多。 （2） 与电流的关系：控制电阻和通电时间不变，改变通过导体的电流（如由I增大到2I），比较产热多少； 通过电流为2I 时比通过电流为I 时的温度高 【结论】当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。 （3） 与通电时间的关系：控制电阻和电流不变，比较不同通电时间下产生的热量。 通电时间越长温度计示数越大 【结论】通电时间越长，导体产生的热量越多。 【深化点拨】 1．实验结论：通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。电流越大、电阻越大、通电时间越长，导体产生的热量越多。 2.焦耳定律： 英国物理学家焦耳于1840年最先精确确定了电流产生热量跟电流、电阻和时间的定量关系——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。 公式：Q＝I²Rt。式中电流I的单位为安(A)，电阻R的单位为欧(Ω)，通电时间t的单位为秒(s)，热量Q的单位为焦(J)。 3.公式推导（纯电阻电路）： 电流做的功全部转化为内能，W＝UIt＝I²Rt，故Q＝W＝I²Rt。 4.应用：电油炸锅、电饭煲、电熨斗、电暖手宝、电饼铛等利用电热；防止：电视机外壳多孔散热、台式与笔记本电脑的散热器等防止电热带来的危害。 纯电阻电路 非纯电阻电路 联系 电能的转化 电能全部转化为内能 电能主要转化为机械能或化学能 电热与电功 Q＝W，电热等于电功 W＞Q热，电热小于电功 热量计算 Q＝I²Rt＝UIt＝ 电热只能用Q＝I²Rt计算 电功计算 W＝Q＝UIt W＝UIt，且W＝Q＋E其他 用电器举例 电暖器、电饭锅、电炉子 电吹风、电动机、给电池充电 共同遵循 无论哪种电路，电流产生的热量都可用Q＝I²Rt计算 1．关于电流的热效应和焦耳定律，下列说法正确的是（　　） A．电热器是利用电流的磁效应制成的 B．电流通过导体时，电能全部转化为机械能 C．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 D．导体的电阻越大，产生的热量一定越多 【答案】C 【解析】电热器利用电流的热效应工作，A错误；电流通过导体把电能转化为内能，B错误；由焦耳定律Q＝I²Rt知，电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间均成正比，C正确；只有在电流和通电时间一定时，电阻越大产热才越多，D错误。故选C。 2.（2026九上·天峨期末）下列几种用电器，它们的额定电压和额定功率都相同，它们都正常工作1h，产生的热量最多的是（　　） A．电风扇 B．电脑 C．电冰箱 D．电烙铁 【答案】D 【解析】【解答】 额定电压和额定功率都相同，它们都正常工作1h，由可知它们消耗的电能一样； 电风扇和电冰箱工作时把电能主要转化为机械能；电脑工作时主要把电能转化为光能、声能和内能等；电烙铁工作时把电能全部转化为内能，综上可知，电烙铁工作时产生的热量最多。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3.（2025·陕西）用电烤箱烤面包时，烤箱上的电热管会发红发烫，下列用电器的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原理相同的是 A．电蒸锅 B．洗衣机 C．电风扇 D．电冰箱 【答案】A 【解析】【解答】电烤箱的工作原理为电流的热效应，和电蒸锅的工作原理相同，洗衣机、电风扇、电冰箱工作室都有电动机，工作原理为通电导线在磁场中受到力的作用，故A正确，BCD错误。 综上选A。 4.如图为探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置（电源未画出）。通过比较　 　两个装置，可以探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系；当通电时间相同时，产生热量最多的是　 　装置中的电阻丝；若通过乙装置中的电阻丝的电流为1A，则通电1 min该电阻丝产生的热量为　 　J。 【答案】甲、乙；乙；600 【解析】【解答】探究电流产生热量与电阻的关系时，要控制电流、通电时间相同，改变电阻大小，甲、乙电阻丝串联，电流与通电时间一致，电阻不同，因此选甲、乙两个装置；根据焦耳定律，甲、乙电流相同，乙电阻更大，产热更多，丙中电阻丝与外部电阻并联，通过丙内电阻丝的电流更小，相同时间产热少于甲，故通电时间相同时乙装置产热最多；代入公式计算热量。 故答案为：甲、乙；乙；600 5.下列实例中，属于防止电流的热效应产生危害的是(　　) A．冬天睡觉前使用电热毯暖床 B．用电热水壶烧水 C．小明打开风扇让自己凉快下来 D．电脑驱动内置小风扇 【答案】D 【解析】【解答】A、电热毯暖床，是利用电流产生的热量取暖，属于利用电热，故A错误； B、电热水壶烧水，利用电热给水加热，属于利用电热，故B错误； C、风扇吹风加快汗液蒸发降温，不是防止电热危害，故C错误； D、电脑内置小风扇，加快空气流动，散去元件工作产生的热量，防止温度过高损坏硬件，属于防止电流热效应带来的危害，故D正确。 故选：D。 考点02 焦耳定律的应用与电热计算 1．计算电热的基本公式是Q＝I²Rt，它适用于任何电路；对于纯电阻电路，还可以用Q＝W＝UIt＝＝Pt来计算。 2．电热与电功的区别：电功W＝UIt表示电流消耗的电能；只有在纯电阻电路中电热才等于电功（Q＝W）；在含电动机等的非纯电阻电路中W＞Q，求电热必须用Q＝I²Rt。 3．非纯电阻电路（如电吹风、电动机、给电池充电）中，电能一部分转化为内能、一部分转化为机械能（或化学能），此时电热只能用Q＝I²Rt计算。 【深化点拨】 1．串联电路电流相等，比较导体产热用Q＝I²Rt，相同时间内产生的热量与电阻成正比； 2．并联电路电压相等，比较导体产热用Q＝(U²/R)t，相同时间内产生的热量与电阻成反比； 3．计算时注意把时间单位统一为秒(s)，电阻取欧姆(Ω)、电流取安(A)，结果即为焦(J)。 1.（2025·陕西）如图-1是小明家的电能表，此时电能表的示数为　 　，小明家破壁机的参数如图-2所示，仅接通家中破壁机的破壁挡，观察到通电1min电能表的指示灯闪烁60次，则家中的实际电压　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）220V；当破壁机的破壁和加热功能同时使用时，通过电线的电流约为9A，电线的电阻约为0.05，通电5min电线上产生的热量为　 　J。 【答案】3023.6；小于；1215 【解析】【解答】电能表最后一位数字为小数点后一位，此时实数为3023.6kW·h，电能表1min闪烁60次，消耗的电能，根据W=Pt计算破壁机消耗的电能W=2000×60s=1.2×105J，所以实际功率小于额定功率，根据P=UI计算可知，实际电压小于额定电压，电线产生热量Q= 2.将一个电炉接在220 V 的电路中时，通过电炉丝的电流是5 A，则其电阻为　 　Ω；通电1m in，电炉丝产生的热量是　 　J，消耗的电能是　 　J。 【答案】44；； 【解析】【解答】根据欧姆定律 电炉是纯电阻，产生热量： 纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能， 故答案为：44；；； 3.某品牌电动玩具警车由3节新干电池串联供电，它的内部等效电路如图。阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联，当玩具警车正常匀速行驶时，警灯两端的电压是2V，则通过电动机线圈的电流为　 　A；2min内电动机线圈产生的热量是　 　J。 【答案】1；60 【解析】【解答】根据欧姆定律计算流过警灯的电流：。 警灯和电动机线圈构成串联回路，串联电路各处电流大小完全一致，所以流经电动机线圈的电流。 先把工作时间换算成国际单位：， 电动机属于非纯电阻用电器，线圈发热需要依靠焦耳定律Q=I2}Rt进行运算，代入对应数值：。 故答案为：1；60。 1.计算电热优先选用普适公式Q＝I²Rt。比较串联导体产热时，因电流I、时间t相同，可用Q∝R；比较并联导体产热时，因电压U、时间t相同，可用Q∝。切勿在串联中误认为各导体电压相等、在并联中误认为各导体电流相等。 2.电源电压不变时，由P＝可知：接入电阻越小、功率越大，为加热挡；接入电阻越大、功率越小，为保温挡。求某一挡位工作时产生的热量，用Q＝W＝Pt计算。 角度01 焦耳定律公式的选用 1.如图所示是安安同学在探究“影响导体电阻大小的因素”时的实验器材和电路连接，其中a、b、c的粗细相同，都比d细；b、c、d的长度相同，都比a长。若探究电阻大小与导体长度的关系，应选用　 　（填代码）。若镍铬合金丝d的电阻是2Ω，通过它的电流为2A，则它1min产生的热量为　 　J。 【答案】a、c；480 【解析】【解答】根据控制变量法可知，探究电阻大小与导体长度的关系，需要控制导体的横截面积和材料相同，长度不同，应选用a、c。 若镍铬合金丝d的电阻是2Ω，通过它的电流为2A，镍铬合金丝d在1min产生的热量为： 故答案为：a和c；480。 2.如图所示，电源电压恒为10 V，滑动变阻器 R 的最大阻值为 20 Ω，直流电动机M的额定电压为 6 V，线圈的电阻为2 Ω。当闭合开关 S，滑片 P 移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为　 　，此时电路中的电流为　 　A，整个电路通电 100秒产生的内能为　 　J。 【答案】机械能；0.4；192 【解析】【解答】（1） 电动机正常工作时，消耗电能使其转动，即将电能转化为机械能； （2） 当闭合开关S，滑片P移到中点时， 此时滑动变阻器的接入电阻：， 电动机与滑动变阻器串联，电动机两端的电压：UM=6V， 所以滑动变阻器两端的电压：U=U总-UM=10V-6V=4V， 此时滑动变阻器中的电流：， 根据串联电路电流特点可知，电路中的电流：I=IR=0.4A， 在100s时间内滑动变阻器产生的热量：Q=I2Rt=（0.4A）2×10Ω×100s=160J， 电动机线圈产生的热量：QM=I2RMt=（0.4A）2×2Ω×100s=32J， 整个电路通电100秒产生的热量为：Q=QR+QM=160J+32J=192J。 3.（2025·雅安）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 【解析】【解答】两电阻丝R1＝5Ω、R2＝10Ω串联，串联电路各处电流相等，且通电时间t相同；控制电流I、通电时间t不变，改变电阻R，因此探究通电导体产生的热量与电阻的关系。根据焦耳定律Q＝I2Rt，代入I＝0.5A、R＝10Ω、t＝84s：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×10Ω×84s＝210J 不计热量损失，电阻丝产热全部被煤油吸收，Q吸＝Q＝210J 由吸热公式Q吸＝c煤油mt变形得，代入，m＝0.05kg： 角度02 电热与电功关系的辨析 4.（2024九上·黄圃期末）小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为，电阻丝，，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到　 　气球先鼓起来。通电，产生的热量为　 　。 【答案】乙； 【解析】【解答】乙电阻大，两电阻为串联，所以电流相等，根据Q=I2Rt计算分析可知，乙电阻产热大，所以乙气球鼓起来，产热量Q=（0.1A）2*20Ω*60s=12J 综上第1空为乙；第2空为 5.将阻值为 和 的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是　 　。若将两电阻并联后接在8V的电源上，1min内两电阻产生的总热量为　 　J。 【答案】；256 【解析】【解答】两电阻串联时，通过它们的电流 I 相同，通电时间 t 也相同。根据焦耳定律 Q=I2Rt，电阻越大，产生的热量越多。因为R1=60Ω>R2=20Ω，所以相同时间内R1产生的热量较多。 两电阻并联后接在 8V 电源上，它们两端的电压均为 U = 8V，通电时间 t = 1min = 60s。 R1产生的热量： ，R2产生的热量：，总热量：Q总=Q1+Q2=64 J+192 J= 256 J 故答案第一空：R1；第二空：256。 6.如图甲是某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2是阻值不变的加热电阻， ，S为温控开关，1、2是开关连接的触点。某次煮饭时，只将电饭锅接入220 V的电路中，在加热状态下工作了一段时间后，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表的转盘在 1m in内转动了5r。保温状态下该电饭锅的发热功率为　 　W。用电高峰时，该电饭锅在加热状态下，14 min 内将2k g初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压)，若不计热损失，电饭锅的实际电压为　 　V。[103J/(kg·℃)] 【答案】100；200 【解析】【解答】电能表参数：3000r/(kWh)，表示每消耗1kWh电能，转盘转3000转。 1分钟转5r，消耗电能： 保温功率：； 1标准大气压，水的沸点100℃ 水吸热：Q吸=c水mt=4.2103J/(kg)2kg(100℃-20℃)=6.72105J 不计热损失，W实=Q吸=6.72105J。 电路分析：开关S接1，只有R1接入，为加热挡；S接2，R1与R2串联，为保温挡。 加热挡电阻R加=R1=50，时间t'=14min=840s。 由，代入数据得：U=200V。 故答案为：100；200。 角度03 多挡位电热器问题 7.如图甲所示的养生壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示。其中加热功率为 1100 W， 的电阻为220 Ω；当双触点开关 S 接触 2 和 3 时为　 　挡。电热水壶在加热挡正常工作42 s能使壶中质量为1.1 kg、初温为20℃的水温度升高　 　℃。[不计热量损失，c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】加热；10 【解析】【解答】电源电压不变，根据，电路总电阻越小，功率越大。 开关S接触2和3时，R1与R2并联，总电阻小，功率大，为加热挡。 不计热量损失，电流产生的热量全部被水吸收，Q吸=W。 加热挡工作消耗电能：W=Pt=1100W42s=46200J，水吸热公式Q吸=c水mt，变形求温度变化量： . 故答案为：加热；10。 8.小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为 6 V，电阻丝 ，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关 S1接通触点　 　时，“电饭锅”的功率更大。将 接入电路工作 3 min，产生的热量是　 　J。 【答案】a；432 【解析】【解答】电源电压不变，由可知，接入电阻越小，电功率越大。 S1接a：只有R1=5接入电路，电阻小，功率更大； S1接b：只有R2=15接入电路，电阻大，功率小。 R2接入电路，U=6V，R2=15，时间t=3min=180s， 纯电阻电路，产生热量：。 故答案为：a；432。 9.小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器，电路如图所示。电源电压为 24 V， 为单刀多掷开关， 是阻值为 12 Ω的电热丝， 为某种材料制成的粗细均匀的电热丝，最大阻值为24Ω，触点2为R2的中点位置。当开关 S1闭合，S2拨到触点3时，加热器处于　 　挡；加热器在“中温”挡下工作1 min，电路消耗的总电能是　 　J。 【答案】高温；1440 【解析】【解答】电源电压不变，根据，总电阻越小，功率越大，挡位越高。 R2最大阻值24，触点2是R2中点，接入电阻为12。 S1闭合，S2拨触点3：R2没有接入电路，只有R1=12单独工作，总电阻最小，功率最大，为高温挡。 中温挡：S2拨触点2，R1与R2半=12串联。 总电阻R总=12+12=24 电路总功率： 时间t=1min=60s，消耗电能：W=Pt=24W60s=1440J。 故答案为：高温；1440。 【例1】（2026·湖南）图甲、图乙分别为某电热水壶铭牌部分参数和简化电路，忽略温度对电阻的影响。 （1）电热水壶是利用电流的　 　效应来工作的，它的额定电流为　 　A； （2）小湘想把电路总功率提高到原额定功率的3倍，重新设计了如图丙所示电路，则电阻R2的阻值应为　 　Ω。 【答案】（1）热；2.5（2）44 【解析】【解答】（1）电热水壶利用电流的热效应工作，电热水壶的额定电流； （2）电路总功率提高到原额定功率的3倍，目标总功率：P总​=3×550W=1650W，结合电功率公式计算可知，并联电路总功率等于各支路功率之和，因此R2​的功率：P2​=P总​−P1​=1650W−550W=1100W，所以 【例2】（2026·凉山）已知某型号电热水壶的额定电压为220 V，加热电阻为48.4Ω，接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg，初温为15℃的水加热200s，加热效率为84%，电热水壶产生的热量为　 　J，水上升的温度为　 　 【答案】2×105；20 【解析】【解答】 电热水壶产生的热量，水吸收的热量Q吸=，所以水温度变化量。 【例3】（2026·成都）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220V 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3min电流产生的热量是　 　J。 【答案】保温； 【解析】【解答】解：闭合开关S，当旋钮开关接1时，R1与R2串联，总电阻 R总=R1+R2=44Ω+1056Ω=1100Ω 当旋钮接2时，只有R1接入电路，总电阻更小。 电源电压U不变，根据功率公式，总电阻越大，功率越小，低功率对应保挡，因此接1时加热器处于保温挡。 该挡位通电3min电流产生的热量Q＝W＝Pttt3×60s＝7.92×103J。 【例4】（2026·南充中考）如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样，发热电阻 R：的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时 R2的电压为3V，则电源电压为　 　V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为　 　J。 【答案】15；4050 【解析】【解答】当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，则灯泡的电压为12V，此时 R2的电压为3V，根据串联电路电压规律计算可知电源电压U=UL+UR2=12V+3V=15V；根据P=UI计算电路电流I=，变阻器接入电路电阻 根据欧姆定律以及电阻的串联计算电路电流，所以R1工作10min产生的热量。 【例5】（2026·云南）在图所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.6A。下列说法正确的是 A．10s内电流经过电阻R1产生的热量为36J B．再闭合开关S1时，电流表的示数不变 C．再闭合开关S1时，电路的总功率变小 D．若开关S、S1均闭合，电阻R1和R2两端的电压相等 【答案】A,D 【解析】【解答】A.10s内电流经过电阻产生的热量，故A正确； B．闭合后，与并联，干路电流等于各支路电流之和，电流不变，新增支路电流，因此电流表示数变大，故B错误； C．电源电压恒定，总电流变大，根据总功率，总功率变大，故C错误； D．、都闭合时，与并联，根据并联电路的电压特点可知，和两端电压相等，故D正确。 故选：AD。 【例6】（2026·长春中考）下列用电器中利用电流热效应工作的是（　　） A．电炉 B．电脑 C．电梯 D．电铃 【答案】A 【解析】【解答】A、电炉工作时将电能主要转化为内能，利用了电流的热效应，故 A 正确； B、电脑工作时主要将电能转化为光能、声能，不是利用电流热效应，故 B 错误； C、电梯内部是电动机，主要将电能转化为机械能，利用电流的磁效应，故 C 错误； D、电铃利用电流的磁效应工作，将电能转化为机械能，故 D 错误； 故答案为：A。 【例7】（2026·兰州中考）如图所示，两个规格相同的透明容器中密封着等量的空气。用该装置和秒表探究通电导体产生的热量与电流大小关系时，下列说法错误的是（　　） A．用U形管中液面的高度差判断通电导体产生热量的多少 B．导体和阻值相同 C．以上器材不能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系 D．通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差较小 【答案】C 【解析】【解答】A、电流产生的热量无法直接观察，利用U形管液面高度差反映产热多少，是转换法，故A正确； B、探究热量与电流的关系，要控制电阻和通电时间相同，所以、阻值相同，故B正确； C、保持电路不变，用秒表计时，观察同一个容器，改变通电时间，可以探究产热与通电时间的关系，故C错误； D、与并联，再和串联，通过的电流小于的电流；电阻、时间相同，由可知产热更少，右侧U形管液面高度差更小，故D正确； 故答案为：C。 【例8】（2026·眉山）如图是一种电热水壶工作电路的示意图，其中和是用来加热的电阻器，S1是总开关，S2是挡位开关，相关参数如表格所示。当开关S2接1时，电热水壶工作126s所产生热量被质量为1kg、初温20℃的水吸收（不计热量损失）。。下列说法正确的是（　　） 额定电压 220V 额定加热功率 1000W 额定保温功率 55W A．的阻值是48.4Ω B．水的末温是30℃ C．电热水壶处于保温状态时，消耗的功率为55W D．当开关接2时，在100s内产生的热量是5197.5J 【答案】D 【解析】【解答】A、开关接1时，只有接入电路，电阻小，功率大，为加热档，； 由得；开关接2时，、串联，总电阻大，功率小，为保温档，；总电阻， ，故A错误； B、接1加热126s产生热量，不计热损失，末温，故B错误； C、保温时串联总功率55W，、分压，两端电压小于电源电压，因此实际功率小于55W，故C错误； D、保温串联电流，接2时，100s产生热量，故D正确； 故答案为：D。 【例9】（2026·无锡中考）用如下图所示的装置探究影响电流热效应的因素，甲、乙、丙三个相同的容器内均装有等质量的煤油，电阻丝、、浸没在煤油中，其中，，记录甲、乙、丙中煤油的初温。闭合开关 S、，调节可调电源，使电流表示数为1.5 A，分别记录加热2 min、4 min时甲中煤油的末温，断开开关 S、；再闭合开关 S、，调节可调电源，使电流表示数为1.0 A，分别记录加热4 min时乙、丙中煤油的末温。数据记录在下表中。 序号 电阻 阻值/Ω 电流I/A 时间/min 初温t0/℃ 末温t/℃ ① R1 6 1.5 2 25.0 31.1 ② R1 6 1.5 4 25.0 37.1 ③ R2 6 1.0 4 25.0 30.4 ④ R3 3 1.0 4 25.0 27.7 （1）比较序号①和②可知，导体产生的热量与通电　 　有关。若要比较导体产生的热量与电流大小的关系，应该比较序号②和　 　。 （2）比较序号③和④可知，电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越　 　。比较序号③④和序号②③可得，导体通电时间相同时，“电阻”和“电流”中对电流的热效应影响更大的因素是　 　。 【答案】（1）时间；③ （2）多；电流 【解析】【解答】（1）序号①和②，电阻都是6Ω，电流都是1.5A，通电时间不同，煤油升高温度不同，说明导体产生热量与通电时间有关。探究产生热量与电流大小关系，要控制电阻、通电时间相同，电流不同；②和③电阻都是6Ω，通电时间都是4min，电流不同，所以选序号②和③；（2）序号③和④，电流、通电时间相同，R2＞R3，③中煤油温度升高更多，可得电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生热量越多。对比②③：电阻相同，电流从1.0A变为1.5A；对比③④：电流相同，电阻从3Ω变为6Ω；观察煤油升温幅度，电流改变带来的温度变化更明显，因此对电流热效应影响更大的因素是电流。 【例10】（2026·南通中考）小林了解到火力发电的 CO2排放量为 0.8 kg/（kW·h），即每发电 1 kW·h 排放的 CO2的质量为 0.8 kg．他想起奶奶家中的网络电视机顶盒从不关机，周末去奶奶家查到机顶盒的参数为“12 V 1.5 A” （1）机顶盒正常工作时的电阻为 2 Ω，求它工作 100 s 产生的热量． （2）现机顶盒每天关闭 20 h，求 30 天能减排的 CO2的质量． 【答案】（1）解：机顶盒正常工作 100 s，结合焦耳定律可知，产生的热量Q=I2Rt=（1.5A）2×2Ω×100s=450J。 （2）解：机顶盒每天关闭 20 h，则每天节约的电能W=Pt'=18×10-3 kW×20h=0.361kW·h。 30 天能减排的co2的质量 m=0.361 kW·h×0.8 kg/（kW·h）×30=8.664 kg． 【例11】（2026·新疆中考）如图所示的电路， 闭合开关S，电阻. 两端的电压 求： （1）电路中电流的大小； （2）电源两端的电压； （3）电路工作2min产生的热量。 【答案】（1）解：电路中电流的大小 （2）解：电源两端的电压 U＝I ＝0.5A×（4 +12 ）＝8V （3）解：电路工作2min产生的热量Q＝W＝UIt＝8V×0.5A×120s＝480J 【例12】（2026·巴中中考）小王为自己设计了一款有“加热”和“保温”两挡的暖手袋，内部电路简化如图所示，电源电压U=6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1=20Ω，R2=5Ω。求： （1） 只闭合开关S1时，通过电路的电流 （2） “加热”挡通电1min产生的热量 【答案】（1）只闭合开关 S1时，R1与R2串联 由 R总=R1+R2=20Ω+5Ω=25Ω； 则 （2）当 S1、S2都闭合时，R1被短路，只有R2连入电路，电阻较小，电流较大，则此时电路功率最大，为“加热”挡； 根据欧姆定律知，此时电路中的电流为： 根据焦耳定律知，产生的热量为。 【例13】（2026·常州中考）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1、R2均为定值电阻，R1的阻值为5Ω （1） 闭合开关S1、断开开关S2，电流表示数为0.6A，求电源电压 （2） 闭合开关S1、S2，电流表示数为0.9A，求电阻R2的阻值 （3） 闭合开关S1、S2，通电10s，求电路产生的热量。 【答案】（1）解：闭合开关S1、断开开关S2，只有电阻R1工作， U=U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V （2）解：闭合开关S1、S2，电阻R1、R2并联， 通过R2的电流I2=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A， 并联电路各支路两端的电压相等U2=U1=3V， 电阻R2的阻值：。 （3）解：通电10s，电路产生的热量：Q=W=UIt=3V×0.9A×10s=27J 【例14】（2026·广东中考）如题图所示，用电力监测仪监测电热水壶的工作情况.现将1kg水从25℃加热到75℃，用时200s，此过程中监测仪上显示的电压为220V、电流为5A.已知 忽略加热过程中水的质量变化. （1）求加热时，电热水壶的： ①电阻； ②电功率. （2）通过计算判断电热水壶消耗的电能与水吸收的热量是否相等，并分析原因. 【答案】（1）①电阻 ②电热水壶的电功率：P＝UI＝220V×5A＝1100W 答：①电热水壶的电阻为44Ω；②电热水壶的电功率为1100W； （2）解：由 可得，消耗的电能： 水吸收的热量： 不相等因为电热水壶在加热过程中存在热量散失，且电热水壶自身也会吸收部分热量 答：不相等（W＞），因为电热水壶在加热过程中存在热量散失，且电热水壶自身也会吸收部分热量。 【例15】（2026·内蒙古）内蒙古某机场为防止积雪压损航站楼，在面积为4000 的航站楼顶部(可视为平面)，均匀铺设多段规格相同的电热丝用于融雪。各段电热丝并联连接，正常工作电压为220 V，每段电热丝电阻为220 Ω，融雪过程中电热丝产生热量的70%被周围的雪吸收。某次雪后，航站楼顶部雪的厚度均为2cm，电热丝开始正常工作，10 min将周围的雪的温度从-10℃升至-5℃。雪的密度取 ，雪的比热容取 ，求 （1）通过每段电热丝的电流； （2）10 min 内每段电热丝周围的雪吸收的热量； （3）为使覆盖航站楼顶部的雪在10 min 内均从-10℃升至-5 ，至少需要铺设多少段电热丝。 【答案】（1）解：各段电热丝并联连接，正常工作电压为220V，每段电热丝电阻为220Ω 根据欧姆定律知，电流； （2）解：工作时间t＝10min＝600s； 10min内每段电热丝产生的热量； 则雪吸收的热量； （3）解：雪的厚度h＝2cm＝0.02m； 雪的体积V＝Sh＝4000m2×0.02m＝80m3 雪的总质量m＝ρV＝0.11×103kg/m3×80m3＝8.8×103kg； 雪的温度变化t＝﹣5℃﹣（﹣10℃）＝5℃； 雪吸收的总热量； 电热丝段数 【例16】（2026·扬州）石墨烯发热膜可看作电阻.如图是某款石墨烯智能发热护具，其发热膜电阻R 为5Ω.该发热护具有保暖和理疗两种工作模式. 保暖：供电电压U1为2.5V，低功率运行； 理疗：供电电压U2为5 V，高功率运行. 求： （1）保暖模式下，电路中的电流大小和发热膜功率大小. （2）在保暖和理疗模式下各工作5m in，发热膜产生的热量之比. 【答案】（1）解：保暖模式下，电路中的电流为：； 发热膜的功率为：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W （2）解：由于发热膜是纯电阻，并且它们工作时间相同，电阻大小不变，则 【例17】（2026·自贡）图甲是某款多功能煮茶器，实践小组分析其工作原理，绘出简化电路图如图乙所示。已知煮茶器的最大容量为 1L，额定电压为220V，加热效率为84%。闭合开关S，开关K接触点1，进行加热；当加热完成时，K自动跳转接触点2，保温功能启动，“保温挡”的额定功率为 88W。加热模式有低、中、高三个挡位，其中“低温挡”的额定功率为 220W， R1、R2为加热电阻，且 取 求： （1）在“保温挡”时，流过电阻R的电流； （2）该煮茶器“中温挡”的额定功率； （3）将最大容量的水从20℃加热至 75℃所用的最短时间。 【答案】（1）解：当加热完成时，K自动跳转接触点2，保温功能启动，此时只有R接入电路中，流过电阻R的电流 （2）解：“低温挡”的额定功率为 220W，此时电路中电阻较大，总电阻， ，联列求解R1=44Ω，R2​=4R1​=4×44Ω=176Ω。中温挡仅R2​工作，此时“中温挡”的额定功率. （3）解：水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×10−3m3=1kg，水吸收热量Q吸​=c水​m(t−t0​)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(75℃−20℃)=2.31×105J，高温档的功率，高温档P=P高温+P中温=1100W+275W=1375W，加热效率为84%，所以消耗的电能，最大容量的水从20℃加热至 75℃所用的最短时间t=。 【例18】（2026九下·福建中考）实验室设计某款三挡位电热器，简化电路如图所示。电源电压为220V，定值电阻R1的阻值为55 Ω。只闭合开关 时，为低温挡。只闭合开关 时，电流表的示数为8A，为中温挡。 （1）求低温挡的电流； （2）求低温挡工作100s产生的热量； （3）各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如下表，单位长度的导线越粗价格越高。若要保证电热器在三个挡位都能正常工作，从安全和导线成本的角度综合考虑，通过计算判断如何选择干路和支路的导线。 序号 A B C D 导线横截面积 0.75 1 1.5 2.5 电流I/A 3~6 6~10 10~16 16~25 【答案】（1）解：低温挡仅接入电路，依据导体中电流等于两端电压与自身电阻之比的欧姆定律，代入电源电压220V、阻值55Ω，算出低温挡电流。 （2）解：电流通过电阻产生的热量满足焦耳定律，把低温挡电流4A、电阻55Ω、通电时间100s一同代入式子，得到产生热量。 （3）高低温挡同时开启为高温三挡工况，并联电路干路电流等于两条支路电流之和，因此总电流；支路工作电流为4A，匹配表格中36A安全载流量的A导线；$R_2$支路工作电流为8A，匹配表格中610A安全载流量的B导线；干路最大工作电流12A，匹配表格中10~16A安全载流量的C导线，同时导线越粗成本越高，该选择在满足安全载流的前提下控制布线成本。 【例19】（2026·重庆）家用电饭煲的“低糖饭”功能越来越受到人们的青睐，其工作过程包含“煮沸—沥汤—蒸熟—保温”四个阶段，其中沥汤阶段靠重力完成，不消耗电能。某电饭煲内部简化电路如图甲所示，R1、R2为加热电阻丝( S为总开关，S1、S2为挡位自动切换开关，正常工作时煮“低糖饭”过程中加热电功率随时间变化关系如图乙所示。求： （1） 蒸熟阶段的电流； （2） 煮沸阶段产生的热量； （3） 电阻丝 R1的阻值。 【答案】（1）解： 由图乙可知，S1、S2均闭合时，R1、R2并联在电路中，电路总电阻最小，根据可知，电饭煲处于煮沸阶段；只闭合S2时，电路为R2的简单电路，此时电路电阻较小，根据可知，电饭煲处于蒸熟阶段；只闭合S1时，电路为R1的简单电路，此时电路电阻最大（R1＞R2），根据可知，电饭煲处于保温阶段。 蒸熟阶段的电流为： 答：蒸熟阶段的电流为4A； （2）解： 煮沸阶段产生的热量为： Q=I煮沸2Rt煮沸=P煮沸t煮沸=1080W×18×60s=1.1664×106J 答：煮沸阶段产生的热量为1.1664×106J； （3）解： 电饭煲处于保温阶段时的功率为： P保温=1080W-880W=200W 电阻丝R1的阻值为： 答：电阻丝 R1的阻值为242Ω。 【例20】（2026·武威）小新的父亲患有“老寒腿”，膝盖遇冷常常感到酸痛不适。小新利用所学电学知识，为父亲设计了一款智能发热护膝，如图甲所示，其电路原理图如图乙所示。其中，电源电压恒为5V，定值电阻R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为2.5Ω。通过开关 可实现低温、中温、高温三挡调节。低温挡时，护膝的发热功率为5W。请根据以上信息，解答下列问题： （1）调至低温挡时，开关S1应　 　(选填“断开”或“闭合”)，开关S2应与触点　 　(选填“a”或“b”)连接； （2）定值电阻R2的阻值是多少? （3）护膝在高温挡持续正常工作0.5h 后，调至中温挡继续工作1.5h，2h 内共产生多少热量? 【答案】（1）断开；b （2）解：低温挡两电阻串联，由变形得到总电阻公式；代入、，算出；串联总电阻，已知，则。 （3）闭合、接时、并联，总电阻最小为高温挡；闭合、接时只有接入为中温挡。 中温挡功率：； 高温挡总功率：； 单位换算：，； 高温产生热量：； 中温产生热量：； 总热量：。 ⚡基础速刷 1.家用电器使用手册上介绍，电视机如果长时间工作要停机10~20 min散热，如果长时间(如几十天)不用则每隔几天要通电10~20 min驱潮。对于以上做法，下列分析正确的是(　　) A．前者是利用电热，后者是防止电热 B．前者是防止电热，后者是利用电热 C．二者都是利用电热 D．二者都是防止电热 【答案】B 【解析】【解答】电视机长时间工作，内部元件持续发热，停机10～20min散热，目的是防止电热过多，温度过高损坏电路元件；电视机长期放置内部容易受潮，每隔一段时间通电，元件发热产生电热，升高内部温度蒸发潮气，是利用电热，故ACD错误，B正确。 故选：B。 2.家用电器极大的方便了我们的生活，以下用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电饭锅 C．电冰箱 D．液晶电视机 【答案】B 【解析】【解答】A、电风扇核心是电动机，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应，故A错误。 B、电饭锅工作时，主要把电能转化为内能，利用电流热效应加热食物，故B正确。 C、电冰箱依靠压缩机工作，主要将电能转化为机械能，故C错误。 D、液晶电视机主要将电能转化为光能和声能，故D错误。 故答案为：B。 3.下列电器属于利用电流的热效应工作的是（　　） A．LED灯 B．电热毯 C．电视机 D．电风扇 【答案】B 【解析】【解答】 A.LED灯工作时，把电能转化为光能，故A不符合题意； B.电热毯工作时，将电能转化为内能，是根据电流的热效应工作的，故B符合题意； C.电视机工作时，主要把电能转化为光能和声能，故C不符合题意； D.电风扇工作时，将电能转化为机械能，故D不符合题意。 故选：B。 4．甲、乙两电热丝的电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为(　　) A．2：1 B．6：1 C．1：2 D．1：6 【答案】B 【解析】【解答】由题意可知，R甲：R乙=2：3，I甲：I乙=3：1，由Q=I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比： ， 故ACD错误，B正确。 故选B。 5.标有“220 V 100 W”的电熨斗和标有“220 V 100 W”的电风扇各自在额定电压下正常工作相同的时间。关于它们消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是(　　) A．电熨斗和电风扇产生的热量一样多 B．电风扇消耗的电能比电熨斗的少 C．电熨斗和电风扇消耗的电能一样多 D．电熨斗把所消耗电能的一小部分转化为内能 【答案】C 【解析】【解答】A、电熨斗属于纯电阻用电器，消耗的电能几乎全部转化为内能；电风扇主要将电能转化为机械能，只有少部分转化为内能，额定功率、工作时间相同，二者产生的热量不相等，故 A 错误； B、两用电器额定功率均为，在额定电压下正常工作，功率相等，工作相同时间，由可知，消耗电能相等，故 B 错误； C、两用电器额定功率相同，正常工作时实际功率等于额定功率，工作时间相同，根据，消耗的电能一样多，故 C 正确； D、电熨斗是纯电阻电路，消耗的电能绝大部分转化为内能，并非一小部分，故 D 错误； 故答案为：C。 6.图显示的是一款电热水器某次工作过程中的相关数据，则该电热水器的热效率是(　　) A．75% B．50% C．33.3% D．20% 【答案】A 【解析】【解答】由饼图可知，水吸收的能量为 1500J，损失的能量占总能量的，水吸收能量占总能量的。热效率，故 A 正确； 故答案为：A。 7.如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，将电阻丝、（）密封在两个完全相同的烧瓶内，瓶内装入等质量的煤油。下列说法错误的是（　　） A．烧瓶内的液体选用煤油，利用了煤油比热容小、升温快的特点 B．该装置可以通过通电时间长短来反映产生电热的多少 C．该装置可以探究导体产生的热量与电阻大小的关系 D．闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移，两烧瓶中温度计的示数上升更快 【答案】B 【解析】【解答】A．烧瓶内的液体选用煤油，是因为煤油的比热容小，相同质量的、吸收相同热量时，煤油升温快，故A正确； B．本实验采用转换法，是通过温度计示数的变化量来反映产生热量的多少，故B错误； C.电阻丝 ​，图中电路R1​与R2​串联，电流I和通电时间t相同，可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故C正确； D．闭合开关，滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，根据焦耳定律可知，在通电时间t和电阻R不变时，电流越大，产生的热量越多，则温度计示数上升更快，故D正确。 故选B。 8.如图所示是探究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压 U甲、 以及它们在相同时间内分别产生的热量 、 的大小，下列关系式均正确的是( ) A． Q甲= Q乙 B． Q甲>Q乙 C． Q甲<Q乙 D． Q甲<Q乙 【答案】C 【解析】【解答】 根据图片可知，电阻丝甲、乙串联，根据串联电路的电流特点可知，通过甲、乙电阻丝的电流相等， 已知甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值，根据公式U=IR可知，甲电阻丝两端的电压小于乙电阻丝两端的电压，计U甲＜U乙； 根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内，甲电阻丝产生的热量小于乙电阻丝产生的热量，即Q甲＜Q乙，故C正确、ABD错误。 故选：C。 9.甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，如图所示，把它们并联起来将AB接入电路中，通电后，下列有关说法正确的是（ ） A．甲的电压大 B．乙中电流做功快 C．甲乙产生电热相同 D．AB间总电阻大于乙的电阻 【答案】B 【解析】【解答】A、甲、乙两段导体并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，因此甲、乙电压相同，故 A 错误； B、导体材料、长度相同时，横截面积越大电阻越小，乙横截面积更大，；并联电压U相等，由可知，电阻越小功率越大，功率表示电流做功快慢，因此乙中电流做功更快，故 B 正确； C、相同通电时间下，电热公式，U、t相同，乙电阻更小，产生电热更多，甲乙电热不相同，故 C 错误； D、并联电阻总阻值小于任意一条支路的电阻，因此 AB 间总电阻小于乙的电阻，故 D 错误； 故答案为：B。 10.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　） A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q=t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 【答案】D 【解析】【解答】A.根据Q=I2Rt可知，当电流相同时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多。题目没有限制电流相等，故A错误； B.根据 可知，当电压相等时，电阻越大，相同时间内产生的热量越少。题目没有限制电压相等，故B错误； C.根据Q=UIt可知，当相同时间内，电流产生的热量与电压和电流大小有关，故C错误； D.根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多，故D正确。 故选D。 11．如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分，根据此图中所提供器材，可以直接研究的问题是（　　） A．测小灯泡正常发光的电阻 B．测小灯泡的实际电功率 C．测小灯泡消耗的电能 D．测小灯泡产生的热量 【答案】B 【解析】【解答】A、虽然可以根据公式计算出灯泡的电阻，但是灯泡的电阻会随温度发生变化，不同电压下灯泡的电阻并不相同，因此无法直接得到小灯泡正常发光时的电阻，所以A错误； B、已知灯泡两端的实际电压和通过的实际电流，根据公式P=UI就可以计算出灯泡此时的实际功率，所以B正确； C、据公式W=UIt计算小灯泡消耗的电能时，还需要知道通电时间，题目中没有给出该条件，无法测量，所以C错误； D、根据焦耳定律公式Q=I2Rt，也可以用Q=W=Pt来计算小灯泡产生的热量，无论用哪个公式，都需要知道通电时间，缺少必要条件，无法测量，所以D错误； 故选B。 12.（2025·安徽） 图示电路中，电源电压保持不变，、均为定值电阻，其中。闭合开关，电流表的示数为，通电整个电路共产生的热量，则电阻产生的热量为　 　。 【答案】 【解析】【解答】由图可知，R1与R2并联，电流表测R1的电流，电阻R1产生的热量： Q1=I2R1t=（0.2A）2×10Ω×10s=4J， 已知通电10s整个电路共产生的热量Q=6J， 则电阻R2产生的热量： Q2=Q-Q1=6J-4J=2J。 故答案为：2。 13.（2026九上·龙岗期末）小明指着动力电池包外壳对爸爸说：如果电池受挤压，内部短路会使电流瞬间增大，根据焦耳定律，短时间内会产生大量　 　，导致电池过热。此电池充满电后储存的电能为　 　kW·h。周六早上9：00，爸爸发现电池电量仅为30%，若用小区7kW 的慢充设备充电，下午13：00用车时，电池电量可达　 　%，充电时段电价为1.2元/度，则需缴费　 　.元。 【答案】热量；80kW·h；65；33.6 【解析】【解答】 电池受挤压，内部短路会使电流瞬间增大 ，所以产生的热量Q=I2Rt会增加，充满电储存的电能W=UIt=400V×200A·h=80000W·h=80kW·h；根据W=Pt计算可知，充电的电能W充电=7kW×4h=28kW·h，所以此时的点亮可达到30%+，所以缴费。 14.两个电阻器的电阻之比 将它们按图甲接入电路时，通过它们的电流之比I1：I2=　 　，在相同的时间内产生的热量之比 　 　。将它们按图乙接入电路时，在相同的时间内产生的热量之比 　 　。 【答案】1：1；3：1；1：3 【解析】【解答】图甲为串联电路，串联电路电流处处相等，故I1：I2=1：1，由焦耳定律Q=I2Rt，I、t相同，在相同的时间内产生的热量之比Q1：Q2=R1：R2=3：1；图乙为并联电路，支路两端电压相等，由，、相同，。 15.如图所示的电路中，开关S闭合后，两个完全相同的电流表 A1、A2的指针均指在同一位置，如图乙所示。在1 min内，R2产生的热量为108 J，则电阻R2=　 　Ω，R1产生的热量为　 　J。 【答案】20；432 【解析】【解答】根据甲图可知，和 是并联，电流表测量干路电流I ， 测量通过的支路电流 ​ 。根据并联电路干路电流 可知，那么A1的示数大于A2的示数； 则电流表的量程应为0~3 A，分度值为 0.1 A，示数为I=1.5A； A2的量程应为 0~0.6 A，分度值为 0.02 A，则示数 I2​=0.3A ； 根据并联电路电流关系可知，通过R1的电流为：； 已知 在 t=1min=60s 内产生的热量 Q2​=108J ， 则电阻： 根据并联电路的电压特点可知， ； 则 R1产生的热量为。 16.如图所示为某电饭锅的实物图，下表是电饭锅的主要参数。电饭锅处于加热挡时，工作10 s产生的热量是　 　；电饭锅处于保温挡时，工作 10 min 产生的热量是　 　J。 额定电压：220 V 加热功率：880 W 保温功率：80 W 【答案】；4.8×104 【解析】【解答】根据表格数据可知，加热档功率 则电饭锅加热档工作10s产生的热量产生的热量为：。 已知保温档功率 ，则电饭锅保温档工作10min产生的热量 。 17． 如图所示的是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置，通电时间相同时， 产生的热量　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)R2 产生的热量。若通过R1的电流为1 A，则通电 1 min，R2产生的热量为 　 　 J。 【答案】大于；75 【解析】【解答】 （1）根据图片可知，左侧电阻在干路上，右侧电阻在支路上，根据并联电路I总=I1+I2可知，此时通过R1的电流大于通过R2的电流。根据焦耳定律Q=I2Rt可知，R1产生的热量大于R2产生的热量； （2）根据题意可知，R2和R3的电阻相等且电压相等，根据公式可知，所以通过它们的电流相等， 由并联电路I总=I1+I2可知，通过R2的电流：， 则通电1minR2产生的热量为Q=I22R2t=（0.5A）2×5Ω×60s=75J。 18.某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330 mL，有高、中、低三个加热挡位，图乙为其工作电路简图，其中U 恒为220 V， ，，则中温挡的功率为　 　W；若该电热水杯加热效率为 90%，则用高温挡将满杯水从20℃加热到98 ℃，需要　 　 s。 【答案】242；364 【解析】【解答】电路为R1、R2并联。，电压不变，电阻越大功率越小。 R1=200，R2=550，只闭合S1，R1单独工作，功率大（中温挡）；只闭合S2，R2单独工作，功率小（低温挡）；S1、S2都闭合，两电阻并联，总功率最大（高温挡）。 中温挡功率（只有R1）：； 水的质量V=330mL=330cm3，m=水V=1.0103kg/m333010-6m3=0.33kg； 水吸收热量Q吸=c水mt=4.2103J/(kg·℃)0.33kg(98℃-20℃)=108036J 加热效率=90%，消耗电能， 高温总功率：P高=P1+P2=+=242W+ 所需时间。 故答案为：242；364。 🚀能力跃升 1.（2026·深圳模拟）如图是探究焦耳定律实验的装置图，下列说法正确的是（　　） A．图示实验用来探究导体的电阻对电热的影响 B．实验中通过R1和R2的电流相等 C．通电相同时间，右侧U形管中液面高度差较大 D．通电相同时间，R1、R2产生的热量之比为4∶1 【答案】D 【解析】【解答】AB．左右两容器中两电阻阻值相同，右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，通过容器中两电阻的电流不同，通过左侧电阻的电流大于通过右侧电阻的电流，图示实验可探究通过导体的电流对电热的影响，故AB错误； CD．、阻值相同，通过电阻、的电流之比为2∶1，根据焦耳定律可知，通电相同时间，R1、R2产生的热量之比为4∶1，所以左侧U形管中液面高度差较大，故C错误，D正确。 故选D。 2.(新编)把一个标有“10 V3 W”字样的小灯泡和定值电阻 R 串联后接在电压为12 V 的电源上(如图所示)，小灯泡恰能正常工作。该电路工作10 s，定值电阻产生的热量是(　　) A．60 J B．36 J C．30 J D．6 J 【答案】D 【解析】【解答】 根据“10V 3 W”可知，灯泡正常工作时的电流为； 此时定值电阻两端的电压：U=U总-UL=12V-10V=2V； 该电路工作10s定值电阻产生的热量为Q总=U总It=2×0.3×10J=6J，故D正确，ABC错误。 故选：D。 3.已知 分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在同一个电源上，则(　　) A．图甲中 与 的电流比 B．图乙中 与 的电压比 C．图甲与图乙的总功率比 D．相同时间内，图甲中 与图乙中 产生的热量之比： 【答案】C 【解析】【解答】A.图甲中两个电阻串联，根据串联电路各处电流都相等可知，通过二者的电流之比为：，故A错误； B.图乙中两个电阻并联，则两个电阻的电压相等，即二者的电压之比为1：1，故B错误； C.根据公式可知， 图甲与图乙的总功率比 ：，故C正确； D. 相同时间内，图甲中 产生的热量与图乙中 产生的热量之比 ：，故D错误。 故选C。 4.如图所示，电源电压恒定不变，电阻 R1和 R2分别浸没在等量“红色热消失”液体中（温度越高，液体颜色越浅）。通电 1min，R2的颜色比 R1浅，下列说法正确的是 A．电阻 R1＞R2 B．电压 U1＞U2 C．电流 I1＜I2 D．热量 Q1＜Q2 【答案】D 【解析】【解答】由图可知与串联，串联电路电流处处相等，。液体温度越高颜色越浅，通电 1min，的颜色更浅，说明产生热量更多，温度更高。根据焦耳定律，I、t相同，，则；再由可知。 故答案为：D； 5.（2025·眉山） 如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片移动到最右端，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中，下列判断正确的是（　　） A．电压表示数为 B．滑片在中点时电流表的示数为 C．在中点时，内产生的热量 D．电路的最小功率为 【答案】D 【解析】【解答】 当滑动变阻器的滑片在中点时 ，此时R2=5Ω，根据欧姆定律和并联电路电流规律计算干路电流； 滑动变阻器的滑片移动到最右端 ，此时R'2=10Ω，根据欧姆定律和并联电路电流规律计算干路电流，I：I'=3：4，解得R1=5Ω， 当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为，此时电压为，所以 当滑动变阻器的滑片在中点时 电流表示数为；1min产生热量Q=UIt=6V×1.2A×60s=432J，当变阻器电阻最大时，干路电流最小，此时电流为，此时最小功率P=UI=6V×1.8A=10.8W.故ABC错误，D正确。 综上选D。 6.取口香糖锡纸，剪成如图甲所示的形状，其中AB段和CD段等长。将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池的正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( ) A．通过AB段和CD段的电流不相等 B．正常情况下，AB段会先着火 C．AB段和CD 段的电压相等 D．AB段和CD 段的电阻相等 【答案】B 【解析】【解答】A.根据甲图可知，AB和CD段锡纸串联电路中，由于串联电路中的电流处处相等，所以通过AB和CD段的电流相等，故A错误； BD.根据题意可知，在材料和长度相同时，AB段的横截面积小于CD段的横截面积，所以AB段的电阻大于CD段的电阻。根据Q=I2Rt可知，AB段产生的热量多，温度高，先着火，故B正确，D错误； C.AB段的电阻大于CD段的电阻，根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，AB段的电压大于CD段的电压，故C错误。 故选：B。 7.如图所示，电源电压保持不变，R2的最大阻值为10 Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在中点时，R1的功率为7.2W；将滑动变阻器的滑片P移动到最右端，电流表A1的示数与滑片P在中点时的示数之比是3：4。此过程中，下列判断正确的是(　　) A．电压表示数为 9 V B．滑片 P 在中点时电流表 A2 的示数为0.6 A C．P在中点时，1m in内R2产生216J的热量 D．电路的最小功率为10.8 W 【答案】D 【解析】【解答】A、电路为R1与R2并联，电压表测电源电压。联立电流比例关系式与R1电功率公式，计算得出电源电压U=6V，电压表示数为6V，并非9V，故A错误。 B、滑片P在中点时，滑动变阻器接入电阻R2=5Ω，电流表A2测R2支路电流，，示数不等于0.6A，故B错误。 C、滑片在中点，根据焦耳定律，t=60s，代入数据求得热量Q=432J，不是216J，故C错误。 D、电源电压不变，并联电路滑动变阻器接入最大阻值时总电阻最大，总功率最小。算出两支路电流之和，结合P=UI求得电路最小功率为10.8W，故D正确 故选：D 8.学校举办科技节，小李同学利用所学知识设计了一款电热杯垫参加展评，该杯垫具有“加热”和“保温”两种功能。他设计电路如图所示，电源电压为12V，、为两个发热元件，其阻值不随温度变化，的阻值为，当开关S接2时，电流表的示数为1A。求： （1）发热元件的阻值。 （2）S接1时，杯垫工作10s产生的热量。 【答案】（1）解：当开关S接2时，两个电阻串联，电路电阻较大，由可知，电路为保温挡；电流表的示数为1A，此时电路的总电阻发热元件的阻值 （2）解：S接1时，电路为R1的简单电路，电路电阻小，由可知，电路为加热挡，电路中的电流杯垫工作10s产生的热量 9.物理与生活图甲、乙所示是一种电热水龙头和它的电路简化示意图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知两电热丝的电阻分别为 R1、R2， 将电热水龙头接入 220 V 的电路中，某次使用过程中电路的电功率随时间变化的图像如图丙所示。 （1）当扇形开关S接1、2时，求电路中的电流。 （2）当扇形开关S接1、2时，求接入的电热丝的电阻。 （3）热水挡的电功率是多少? （4）此次使用过程中，电热水龙头消耗的电能为多少焦耳?若电热水龙头对水的加热效率为80%，则这段时间流出的水吸收了多少焦耳的热量? 【答案】（1）开关 S 接 1、2 时，只有接入电路，， 由欧姆定律 （2）开关 S 接 1、2 时接入的电热丝是，题目已给出 （3）先求的功率 由图像可知，15~20min 功率（温水档，只有）； 0~15min 为热水档，与并联。 热水档功率 （4）， 消耗总电能 水吸收热量，效率 10.在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时，小明设计了图所示的两套装置，透明容器中密封着等量的空气，且都有一段电阻丝，U形管中有一定量的液体。 （1）实验中，通过　 　反映导体产生热量的多少，这种研究问题的方法是　 　法。 （2）甲装置中，将电阻丝串联的目的是控制　 　和　 　相同，这是在探究电热与　 　的关系。此处运用的研究方法是　 　法。 （3）由甲装置中的实验现象可得出结论：　 　。 （4）利用乙装置可以探究电热与　 　的关系。 （5）乙装置中，容器外电阻为R 的电阻丝的作用是使通过电阻为 R1、R2的电阻丝的　 　不同。 （6）乙装置中，闭合开关一段时间后，左侧U形管中液面的高度差大于右侧，可以得出结论：　 　。 【答案】（1）U形管液面高度差；转换 （2）电流；通电时间；电阻；控制变量 （3）在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多 （4）电流 （5）电流 （6）在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 【解析】【解答】（1）导体产生热量越多，容器内空气温度越高，空气膨胀越明显，U形管两侧液面高度差就越大，所以通过U形管液面高度差反映导体产生热量的多少。将不易直接观测的热量多少转换为容易观察的液面高度变化，这种方法是转换法。 （2）串联电路各处电流大小相等，开关闭合后，两个电阻丝同时通电、同时断电，通电时间相同。甲中电阻阻值分别为5Ω和10Ω，电阻不同，控制电流和通电时间相同，改变电阻，探究电热与电阻的关系。每次只改变一个变量，保持其他量不变，该方法为控制变量法。 （3）甲中电流、通电时间保持不变，10Ω电阻对应的U形管液面高度差更大，说明产生热量更多。在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多。 （4）乙装置容器内部两个电阻阻值都为5Ω，电阻相等，通电时间相同，但通过两个电阻的电流大小不一样，因此可以探究电热与电流的关系。 （5）乙装置中，容器外电阻丝和右侧容器内电阻并联，并联分流，使得通过左侧电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流，让、的电流不同。 （6）乙装置中，电阻大小、通电时间均相同，左侧电阻电流更大，左侧U形管液面高度差更大，说明产生热量更多。在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。 🌟思维挑战 1.在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是(　　) ①图甲装置只能探究电流产生的热量与电阻的关系； ②U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少； ③图乙实验中，右边容器外的电阻丝放入容器内，可以探究电流产生的热量与电阻的关系； ④图乙实验中，通电一段时间后，左右两侧容器内电流产生的热量之比为2：1。 A．只有①② B．只有②③ C．只有②③④ D．只有①②④ 【答案】B 【解析】【解答】①图甲中两个阻值不同的电阻丝串联，可以保证通过两个电阻的电流、通电时间完全相同，此时可以探究电流产生的热量与电阻的关系；同时也可以通过控制通电时间不同，观察同一个容器对应的U形管液面高度差的变化，探究电流产生的热量与通电时间的关系，因此图甲装置并非只能探 究热量与电阻的关系。所以结论①错误； ②本实验使用了转换法：电流通过电阻丝产生的热量无法直接观察，而容器内封闭的等量空气受热后体积膨胀，会推动U形管的液面出现高度差，所以U形管中液面高度的变化量可以间接反映电阻丝产生 热量的多少，产生的热量越多，液面高度差就越大。所以结论②正确； ③如果把右侧容器外的5Ω电阻丝放入右侧容器内，此时右侧容器内的两个5Ω电阻丝并联，等效总电阻为2.5Ω；此时左右两个容器内的电阻阻值不同，而通过两个容器的总电流、通电时间完全相同，满足控制变量法的要求，可以探究电流产生的热量与电阻的关系。所以结论③正确； ④图乙中，右侧容器内外的电阻值均为5Ω且两电阻并联，因此通过这两个电阻的电流大小相等；设 通过左侧容器内5Ω电阻丝的总电流为I，根据并联电路的电流规律，通过右侧容器内5Ω电阻丝的电流为，根据焦耳定律公式，左右两侧容器内的电阻阻值R都为5Ω，通电时间相同，因此热量之比为：，所以结论④错误。 由上述分析可知，②③正确，故B正确，ACD错误。 故选B。 2.在学校开展的跨学科实践活动中，几位同学设计了一种鸡苗孵化器，该孵化器实现了自动控温、自动旋转等功能，有效节约了人力成本，其电路如图所示。其中S1、S2是温控开关，当孵化器内温度低于设置温度时开关自动闭合，高于设置温度时开关自动断开，S1设置温度为37℃，S2设置温度为27℃。电源电压为220V且保持不变，电热丝R1=132Ω，R2=R3，该孵化器共有“保温”、“加热”、“快速加热”三个加热挡位，在“快速加热”挡位时，电热丝15min内产生的热量为。孵化器中安装有两个电动机，一个电动机负责在需要时对孵化器进行排气：另一个电动机可在加热过程中自动旋转加热元件，让鸡蛋受热均匀。电动机M1和M2功率分别为 22W和 33W。电热丝电阻不随温度的变化而变化。下列说法错误的是(　　) A．当孵化器内温度为30℃时，开关S1闭合， S2断开 B．孵化器“保温”挡位的总功率可能为242W C．孵化器“加热”挡位工作12min，消耗的电能可能为0.121kW·h D．通过开关S的最大电流为5.25A 【答案】B 【解析】【解答】快速加热功率，快速加热是R2与R3并联，R2=R3，所以P2=P3=550W。 由：。 A、S1设定37℃，S2设定27℃；温度30℃，高于27℃、低于37℃。S2高于27℃断开；S1低于37℃闭合。故S1闭合，S2断开。A正确。 B、保温挡位，只有R1接入电路。，所以B说法错误。 C、加热挡位为R1与R2并联。处于加热挡的电热功率，若两个电动机都工作，总功率 工作时间，消耗电能，存在这种情况，故C正确； D、开关S在干路，最大电流对应快速加热（1100W）+两个电动机M1(22W)、M2(33W)。总功率，。D正确。 故答案为：B。 3.甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入加热电阻丝，其电阻大小和连接方式如图所示，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丙、丁、乙、甲 C．甲、乙、丁、丙 D．丙、乙、丁、甲 【答案】B 【解析】【解答】电源电压U=10V，通电时间t相同，电热公式；水的质量、初温相同，Q越大，末温越高。 甲：R与2R串联，总电阻R总甲=3R，甲容器电阻R分压小于10V， 乙：串联电路，乙容器电阻2R分压，；串联分压，U乙>U甲，故Q乙>Q甲， 丙：电阻R直接接电源，电压10V， 丁：电阻2R直接接电源，电压10V， 热量大小对比：，水吸收热量越多，温度越高，水温从高到低：丙、丁、乙、甲。 故答案为：B。 4.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关 S，滑动变阻器 R1 的滑片 P从a 端移至b 端的过程中，R1消耗的电功率 P 随R1阻值变化的关系如图乙所示。下列分析错误的是（ ） A．定值电阻R2为10Ω B．电源电压为 12 V C．滑片 P 置于b 端时，闭合开关S，电压表的示数为10 V D．滑片 P 置于b 端时，闭合开关S，通电1m in 产生的热量为24 J 【答案】C 【解析】【解答】由图甲可知，R1与R2串联，电压表测定值电阻R2两端电压，电流表测电路电流。 串联电路总电阻 R总=R1+R2，电路电流，滑动变阻器功率： P1=I2R1=R1 从乙图： 当R1=10Ω时，P1=3.6W； 当R1=50Ω时，P1=2W。 代入R1=10Ω，P1=3.6W：① 代入R1=50Ω，P1=2W：② 联立①②，解得：R2=10Ω，U=12V。故A、B正确。 C、滑片P置于b端，R1=50Ω，串联总电阻 R总=50Ω+10Ω=60Ω，电路电流 电压表示数（R2两端电压）：U2=IR2=0.2A10Ω=2V，不是10V。故C错误。 D、滑片在b端，通电t=1min=60s，R2产生热量Q=I2R2t=(0.2A)210Ω60s=24J，故D正确。 故答案为：C。 5.（2025·淄博）某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能，如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2，R1、R2为加热电阻且R1=R2（阻值不随温度的变化而变化）。电火锅的部分参数如表所示，c水=4.2×103J/（kg•℃）。求： 电源电压/V 220 低温挡功率/W ____ 中温挡功率/W 550 高温挡功率/W 1100 （1）R1的阻值。 （2）电火锅在低温挡工作时的电流。 （3）在标准大气压下，使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间（不计热量损失，结果精确到1s）。 【答案】（1）解：由可知，在电压一定时，电阻越小，功率越大。由电路图知，当断开S1，S2接1时，R1，R2串联，电路总电阻最大，功率最小，为低温挡；当闭合S1，S2接1时，只有R1接入电路，为中温挡；当闭合S1，S2接2时，R1，R2并联，路总电阻最小，功率最大，为高温挡。中温挡时只有R1接入电路，R1的阻值 （2）解：由题意可知，R2=R1=88Ω，由 (1) 知，低温挡时R1，R2串联，电火锅在低温挡工作时的电流 。 （3）解：在标准大气压下，水的沸点是100℃ ，则将水烧开时需吸收的热量 ， 不计热量损失，W=Q吸=3.36×104J，则需要的时间 6.某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知 ，。 （1）开关S置于 ▲ (选填“1”或“2”)挡时是高温烧煮挡，它的功率是多大? （2）保温焖饭时电路中的电流是多大?10 min产生的热量是多少? （3）若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施。 【答案】（1）解：开关S置于2挡时，电路中电阻最小，功率最大，为高温烧煮挡 此时的功率 答：它的功率是100W。 （2）解：开关S置于1挡时，两电阻串联，为保温焖饭挡， 电路中电流 10 min 产生的热量 答：保温焖饭时电路中的电流是0.1A，10 min产生的热量是。 （3）解：保温焖饭挡的功率 保温焖饭挡的功率提升10%后的功率 此时电路的总电阻 为了保证高温烧煮挡功率不变，所以应该改变 的阻值， 改变后的阻值： 即把R2 换成阻值为 1956Ω的电阻 7.小明和小亮分别用如图所示的装置完成了两个探究实验，其中图1是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）选择图1乙装置进行实验，是为了探究“电流通过导体时产生的热量与　 　的关系”，两电阻产生热量的多少可以通过观察　 　来比较； （2）生活中我们经常看到“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1中　 　（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释； （3）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2所示，Ra、Rb两根电阻丝的电阻大小相同，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）电流；U形管液面的高度差 （2）甲 （3）质量；水 【解析】【解答】（1）①根据乙图可知，容器内两电阻大小相等，左侧电阻在干路上，右侧电阻在支路上，则通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，因此选择乙图是为了探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”。 ②电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，则U形管两侧液面的高度差越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少。 （2）电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热，是因为二者串联时电流和时间相同，电炉丝的电阻大导致产生的热量多。甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故选图1中的甲。 （3）①比较不同物质吸热能力的方法时，只改变被加热物质的种类，而控制其它因素相同，即要控制不同物质的质量相同，故两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油。 ②根据题意可知，两根电阻丝的电阻大小相同，根据可知，在相同时间内两电阻丝产生的热量相同。煤油的温度更高，水的温度低，可知水升温少，说明水的吸热能力更强。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $