18.4焦耳定律 课后培优2021-2022学年人教版物理九年级全一册（含答案）

焦耳定律
一、单选题
1．电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（　　）
A．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大
B．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大，产生的热量多
C．铜导线有绝缘层，所以不怎么热
D．铜导线比电炉传热快，所以不容易热
2．在如图所示的家用电器中，相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是（　　）。
A．电风扇
B．电水壶
C．电熨斗
D．电暖气
3．在如图所示的电路中，闭合开关S，电源电压恒为6V，电流表的示数为0.5A，电压表V
2的示数为4V。当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.3A。则下列结论正确的是（　　）
A．R
1的阻值为4Ω
B．滑动变阻器的最大电阻值为160Ω
C．电路消耗的最小总功率为0.18W
D．当滑动变阻器的滑片移至最左端时，在10min内电流通过R
1产生的焦耳热为5.4×104J
4．如图所示是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将、两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（　　）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
C．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
5．如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个10Ω的电阻并联后再与另一个10Ω的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（　　）
A．图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
D．将图示中左侧10Ω电阻丝换成5Ω电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
6．如图所示的电路中只闭合时，通过的电流是1.5A，，。则下列选项正确的是（　　）
A．电源电压是20V
B．当开关全部闭合时，和是并联电路
C．只闭合时，通电20s电流通过产生的电热是200J
D．开关通断情况发生变化，整个电路消耗的最大电功率是75W
7．如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象，则在这两个实验过程中:①都要控制液体的初温相同；②都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少；③都要控制所选烧瓶中液体的质量相等；④都要控制所选烧瓶中电阻丝阻值相等.以上说法正确有（　　）
A．只有③
B．只有①③
C．只有①②③
D．①②③④
8．甲、乙两电热丝电阻之比为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
9．假如科学家研制出常温下超导体，则它适合用作（　　）
A．输电导线
B．保险丝
C．变阻器
D．电热丝
10．如图所示，在接线柱ab间接入铜丝，cd间接入熔丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，最后再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列判断中正确的是（　　）
①通电相同时间熔丝所产生的热量多于铜丝
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流大小有关
④断开电炉丝支路开关，用导线连接bc两接线柱时造成短路，熔丝也会烧断
A．只有①②
B．只有①③
C．①③④都正确
D．②③④都正确
11．以下方法能使一个电热器在相同的时间内放出的热量减半的是（　　）
A．使能过电热丝的电流减小一半
B．使电热丝两端的电压减小一半
C．把电热丝的长度减小一半
D．使电热丝两端的电压和电热丝的长度都减小一半
12．图是甲、乙两定值电阻的U-I图像。根据图像信息，下列说法正确的是（　　）
A．两定值电阻阻值的关系是R甲B．两定值电阻串联接入电路中时，通过它们的电流关系是I甲＜I乙
C．两定值电阻并联接入电路中时，它们消耗的电功率关系是P甲＜P乙
D．两定值电阻分别接入电源电压相同且不变的电路中时，电流通过它们产生的热量关系是Q甲＜Q乙
13．将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）
A．三个用电器产生的热量相同
B．电风扇产生的热量最多
C．电烙铁产生的热量最多
D．电视机产生的热量最多
14．把两根长度相同、粗细不同的镍铬合金丝连接在如图所示电路中，R1比R2细。在它们表面涂上厚度一样的蜡，闭合开关，过一段时间后，我们会观察到（　　）
A．R1上的蜡熔化得快
B．R2上的蜡熔化得快
C．R1、R2上的蜡熔化得一样快
D．无法比较
15．空气污染指数（API-Air?Pollution?Index的英文缩写）越高，空气污染越严重。如图甲是一个空气污染指数检测仪的原理图。R为气敏电阻，其电阻的倒数与KPI的关系如图乙所示，已知电源电压12V保持不变，R0=5Ω，下列说法不正确的是（　　）
A．当空气污染加重时，气敏电阻R的阻值将减小
B．当电压表的示数为4V时，气敏电阻R的阻值为10Ω
C．当电压表的示数为4V时，2min内R0产生的热量是576J
D．当电路中电流是1.2A时，空气污染指数是50
二、多选题
16．如图是“研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验，下列分析不正确的是（　　）
A．实验探究中用到了转换法，U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
B．必须把甲、乙两图接在电压相同的电源两端，实验结论才具有科学性
C．探究电热与电流的关系，应选择乙装置，通电一段时间，左边U形管的高度差更大
D．探究电热与电阻的关系，应选择甲装置，通电一段时间，左边U形管的高度差更大
17．如图所示电路中，R2=15Ω。当S1闭合S2断开时，电流表的示数为0.4A，当S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A，则下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为6V
B．R1的阻值为30Ω
C．当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量为16J
D．当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R2产生的热量为24J
18．小珠利用如图探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”，则下列说法正确的是（　　）
A．该装置可以探究电流产生的热量与电阻的关系
B．该装置不可以探究电流产生的热量与时间的关系
C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
D．本实验中用到的实验方法有控制变量法和转换法
19．图甲所示电路中，电源电压不变，R1是“”的滑动变阻器，R2是定值电阻，电压表量程为。闭合开关，在保证电路元件安全的情况下，滑片移动过程中，电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为
B．的阻值为
C．R1的取值范围为
D．滑片在中点时，通电，电流通过R1产生的热量为
20．当温度降到很低时，某些金属导体如铝在﹣271.76℃以下，铅在﹣265.95℃以下时，电阻就变成了零，这种现象称为超导现象。假如白炽灯的灯丝、电动车内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作，当用电器通电时，假设这些导体的电阻都变为零，下列说法不正确的是（
）
A．白炽灯仍能发光且更省电
B．电动机仍能转动且效率更高
C．电饭锅仍能煮饭且效率更高
D．电熨斗仍能熨烫衣服且更省电
三、实验题
21．实验桌上有两个完全相同的烧瓶，
烧瓶内装有质量相等、
初温相同的煤油、
完全相同的温度计，
烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2。将它们与滑动变阻器、
电源、
开关、
以及导线等组成如题图所示的电路。
利用上述实验器材“探究电流通过电阻产生热量跟什么因素有关”。
(1)该实验探究的是：在_________和通电时间相同的情况下，
电流产生的热量跟____________的关系
。
(2)实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用煤油的___________变化量来表示，变化量大的表明产生的热量_______，
这种物理学研究方法叫做__________法。
(3)闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是________温度计，这是因为R1_______R2（选填“>“
或“<”）。
22．小明同学在研究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）实验中通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验方法叫______（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（2）甲图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系，通电一段时间，______（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多；这表明，在______和______相同的情况下，______越大，产生的热量越多；
（3）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系，通电一段时间，______（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量较多；这表明，在______和______相同的情况下，______越大，产生的热量越多。
四、计算题
23．如图，灯L标有“4V、2W”，R=20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），求通电1min电路中产生的热量为多少J？
24．电熨斗往往采用如图所示的电路来保温：
（1）电熨斗正常使用时开关S应断开还是闭合？
（2）如果熨斗的电阻丝R的额定功率为400W，灯L标有“PZ220-100”，则当电熨斗处于保温状态时电阻丝R的实际功率是多大？此时整个电路的功率是多大？此时电路总功率比电熨斗正常发热时的功率少了多少？（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
25．如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压U=220V不变，两根电热丝的电阻关系为R1=2R2，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，低温档时的发热功率为440W。求：
（1）R1和R2的电阻值；
（2）电热器处于高温档时的总功率；
（3）如果在高温档下工作7min产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让2kg、40℃的水，温度升高多少？
参考答案
1．B
详解：
根据题意，电炉的电阻丝和连接的铜导线是串联的，通过它们的电流是相等的，而电炉丝电阻要比铜导线的电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt，因此在相等的时间内电炉丝放出的热量比铜导线大得多。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．A
详解：
A．而电流通过电风扇做功时，将电能大部分转化为机械能使风扇转动，只有一少部分转化为内能，即
Q故相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是电风扇。故A符合题意；
BCD．电水壶、电熨斗、电暖气三个用电器都是利用电流热效应工作的，电流通过它们做功时电能全部转化为内能，即
Q=W
故相同时间内产生的热量远等于其消耗电能的是电风扇，故BCD不符合题意。
故选A。
3．A
详解：
A．闭合开关S，R1与R2串联，电源电压
U=6V
电流表的示数为0.5A，表明流经R1的电流
I1=0.5A
这时电压表V
2的示数为4V。则R1的两端电压
U1=U-U2=6V-4V=2V
根据可得R1的阻值
故A正确；
B．当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，滑动变阻器的最大电阻值为R2max，流经其的电流为
I2=0.3A
等于电路总电流。这时电路中R1和R2串联，电源电压
U=6V
对总电路而言利用欧姆定律有
U=I2(R1+R2)
代入数据有
6V=0.3A(4Ω+R2max）
解得
R2max=16Ω
故B错误；
C．电路电源电压一定，根据知道，总电阻R=(R1+R2max)最大时，电功率最小，只有
R2=16Ω
时电路消耗的总功率最小，
故C错误；
D．当滑动变阻器的滑片移至最左端时，滑动变阻器的电阻被短路，电路只有一个电阻R1在工作。根据焦耳定律Q=I2R1t以及I=U/R1，所以R1在10min内产生的焦耳热为
故D错误。
故选A。
4．D
详解：
A．在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确，不符合题意；
B．通电后电流通过电阻丝产生热量越多，煤油的温度升的越高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，应用了转换法，故B正确，不符合题意；
C．由图可知，两瓶中电阻丝串联，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故C正确，不符合题意；
D．比较水和煤油的比热容大小时，要使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以要使两瓶中电阻丝的阻值相同，故D错误，符合题意。
故选D。
5．C
详解：
AC．装置中两个10Ω的电阻并联后再与一个10Ω的电阻串联，根据串并联电路电流特点可知，右边容器中通过电阻的电流小于左边容器中的电流，探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差更大，故A错误，C正确；
B．该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故B错误；
D．将左边容器中的电阻丝换成5Ω的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故D错误。
故C。
6．D
详解：
A．只闭合S1时，电路为R2的简单电路，电源电压
U=I2R2=1.5A×20Ω=30V
故A错误；
B．当开关全部闭合时，电源短路，故B错误；
C．只闭合S2时，R1与R2串联，电路中的电流
通电20s电流通过R1产生的热量
Q1=I2R1t=(0.6A)2×30Ω×20s=216J
故C错误；
D．闭合S1、S3，两电阻并联，总电阻最小，根据，总功率最大，总电流为
整个电路消耗的最大电功率是
P=UI1=30V×2.5A=75W
故D正确。
故选D。
7．A
详解：
①探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，电阻放出热量的多少是通过温度计升高的示数的大小来反映的，所以不需要控制液体的初温相同；比较水和煤油吸热升温的现象时，需要控制水和煤油的初温相同，故①错误；
②比较水和煤油吸热升温的现象时，通过加热时间来表示液体吸收热量的多少，故②错误；
③探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制加热的液体的种类、质量相同；比较水和煤油吸热特点时，需要控制水和煤油的质量相同，故③正确；
④探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，故④错误。
综上所述，只有③正确。
故选A。
8．B
详解：
相同时间内产生的热量之比为
故选B。
9．A
详解：
超导体电阻为0，保险丝和电热丝都是利用电流热效应工作的，变阻器利用了导体具有电阻，它们不能使用超导体；使用超导体制成的导线将降低远距离输电线中的电能损耗，输电导线可以使用超导体。A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．B
详解：
①②由电路知，电炉丝与两个灯泡并联成三个支路，再与干路上铜丝和熔丝串联在电路中，则通过铜丝和熔丝的电流相等，而熔丝的材料阻值较大，即熔丝的电阻大于铜丝的电阻，据Q=I2Rt知，通电时间相同，熔丝产生的热量多于铜丝的，故①正确，②错误；
③依次闭合各支路开关，通过干路的电流增大，当最后闭合电炉丝支路开关时，干路中的电流最大，而熔丝的电阻保持不变，但最后熔断，说明在依次关闭各支路开关的过程中，熔丝产生的热量变大，这说明电流通过导体产生的热量与电流大小有关，故③正确；
④用导线将bc短接，则熔丝也被短路了，电路中只有铜丝工作，那么熔丝便不会被烧断了，故④错误。
故选B。
11．D
详解：
A．由Q=W=I2Rt可得，使通过电热丝的电流减小一半时，电热器在相同的时间内放出的热量变为原来的，故A不符合题意；
B．由可得，使电热丝两端的电压减少一半时，电热器在相同的时间内放出的热量变为原来的，故B不符合题意；
C．把电热丝的长度减少一半时，其阻值变为原来的一半，由可知，电热器在相同的时间内放出的热量变为原来的2倍，故C不符合题意；
D．使电热丝两端的电压和电热丝的长度都减少一半，由可知，电阻和电压均减半时，电热器在相同的时间内放出的热量变为原来的，故D符合题意。
故选D。
12．C
详解：
A．由图可知，当电流相同时，甲两端的电压较大，即
U甲＞U乙
由可知
R甲＞R乙
故A错误；
B．两定值电阻串联接入电路中时，通过它们的电流相等，即I甲=I乙，故B错误；
C．两定值电阻并联接入电路中时，它们两端的电压相等，因为
R甲＞R乙
由可知
P甲＜P乙
故C正确；
D．两定值电阻分别接入电源电压相同且不变的电路中时，由可知，
不知道它们通电时间的长短，无法比较它们产生的热量大小，故D错误。
故选C。
13．C
详解：
在家庭电路中，用电器的连接方式采用并联，家庭电路的电压是220V。一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁的规格都是“220V100W”，将电风扇、电视机和电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，电风扇、电视机和电烙铁消耗的电能相同。电风扇工作时将电能转化为内能和机械能，电视机工作时将电能转化为内能和光能，电烙铁工作时将电能全部转化为内能，所以电烙铁产生的热量最多。故C正确，ABD错误。
故选C。
14．A
详解：
由题知，长度相同、粗细不同的镍铬合金丝R1比R2细，所以
由电路图知，两合金丝串联在电路中，则通过两合金丝的电流、通电时间相同，由于
根据
可知，R1产生的热量较多，R1上的蜡熔化的快一些。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
15．C
详解：
由电路图可知，R与R0串联，电压表测R0两端的电压。
A．
由题知，空气污染指数越高，空气污染越严重；由图乙可知，空气污染指数越高，气敏电阻R的倒数越大，据此得出气敏电阻R的阻值将减小，故A正确，不符合题意；
B．当电压表示数为4V时，通过电阻R0的电流
I00.8A
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压
URU-U012V-4V8V
因串联电路中各处的电流相等，则
IR=I=0.8A
由欧姆定律得R的阻值
R=
10
故B正确，不符合题意；
C．当电压表的示数为4V时，2min内R0产生的热量
Q0(I0)2R0t(0.8A)25260s384J
故C错误，符合题意；
D．当电路中电流为1.2A时，由I=得，电路中的总电阻为
R总10
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知气敏电阻的阻值
R'=R总—R0=10-5Ω5Ω
则
0.2-1
由图乙可知，此时空气质量指数为50，故D正确，不符合题意。
故选C。
16．BD
详解：
A．根据实验装置可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，故虽然热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确，不符合题意；
B．实验中没有必要控制两装置的电源电压相同，故B错误，符合题意；
C．装置乙中一个15Ω的电阻与两个15Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，右边容器中的通过电阻的电流小于左侧容器中通过电阻的电流，即是研究电流产生的热量与电流的关系，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，所以通电一段时间，左边U形管的高度差更大，故C正确，不符合题意；
D．在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流与通电时间相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；右边容器中的电阻产生的热量多，通电一段时间，右边U形管的高度差更大，故D错误，符合题意。
故选BD。
17．ABD
详解：
A．由电路图知，当S1闭合S2断开时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流，即I2=0.4A，由欧姆定律可得电源电压
U=I2R2=0.4A×15Ω=6V
故A正确；
B．当S1、S2都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，所以干路电流I=0.6A，并联电路中各支路间互不影响，所以通过R2的电流不变，由并联电路特点可得，通过R1的电流
I1=I-I2=0.6A-0.4A=0.2A
R1?两端的电压6V，R1的阻值为
故B正确；
CD．当S1、S2都闭合时，10s内电流通过电阻R1产生的热量
Q1=I12R1t=(0.2A)2×30Ω×10s=12J
10s内电流通过电阻R2产生的热量
Q2=I22R2t=(0.4A)2×15Ω×10s=24J
故C错误，D正确。
故选ABD。
18．ACD
详解：
A．在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故A正确；
B．实验中通过控制开关的通断，可以探究电流产生的热量与时间的关系，故B错误；
C．在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，故左侧U形管中液面的高度差比右侧的小，故C正确；
D．据实验装置可知，电流通过导体产生热量使得容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，故虽然热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，实验中采用了控制变量法，故D正确。
故选ACD。
19．ACD
详解：
A．由图甲可知，当R1=0时，电路中只有R2，此时R2的电压等于电源电压，由图乙可知，此时电压为12V，故电源电压为12V，故A正确；
B．当R1=4Ω时，U2=8V，故R1两端的电压
U1=U-U2=12V-8V=4V
电路中的电流
I1===1A
则R2的电阻
R2===8Ω
故B错误；
C．因为滑动变阻器的规格是“”，因此电路允许通过的最大电流为1A，此时电路中的电阻最小
Rmin===12Ω
此时R1阻值最小
R1=
Rmin-
R2=12Ω-8Ω=4Ω
滑动变阻器阻值变大时，电流变小，不会损坏用电器，因此可以调到阻值最大处，故R1的取值范围为，故C正确；
D．当滑片在中点时，滑动变阻器的阻值为10Ω，此时电路中的电流
I2===A
通电，电流通过R1产生的热量
Q=I2R1t=(A)2×10Ω×90s=400J
故D正确。
故选ACD。
20．ACD
详解：
ACD．白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，白炽灯不能发光，电饭锅不能煮饭，电熨斗不能熨衣服，故ACD错误，符合题意。
B．导体有电阻时，电动机工作，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好，故B正确，但不符合题意。
故选ACD。
21．电流
电阻
温度
多
转换
R1
>
详解：
（1）[1][2]由图可知，烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2，且两电阻串联，说明此实验是在控制通电时间和电流相等的情况下，研究电流产生热量的多少与电阻大小的关系。
（2）[3][4][5]实验中电流产生的热量无法直接测量，而是利用温度计去测量煤油的温度变化情况去间接反映产热量的多少，温度变化大的说明产热量多，温度变化小的说明产热量少，这种研究方法叫做转换法。
（3）[6][7]根据可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，由图可知，R1烧瓶中温度计变大较大，产生的热量较多，所以R1＞R2。
22．液面高度
转换法
电阻
b
电流
通电时间
电阻
电流
c
电阻
通电时间
电流
详解：
（1）[1][2]电流通过电阻丝产生热量的不同，导致密闭容器内空气吸收的热量不同，实验中通过观察U形管两侧的压强不同，故U形管两侧的液面高度不同，故可以通过观察U形管两侧的液面高度来判断电流通过电阻丝产生热量的多少；将看不见的电流通过电阻丝产生热量转化为容易观察到的U形管两侧的液面高度变化，故运用的是转换法。
（2）[3][4]甲图串联，电流相同，电阻不同，时间也相同，故探究的是电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系；通电一段时间，b的电阻大，根据可知，b容器中电流产生的热量较多。
[5][6][7]在此实验中，两电阻串联，故电流相同，这表明，在电流相同时；由于是同一个电路，一个开关，故通电时间相同；本实验电流相同，通电时间也相同，电阻越大的，产生的热量越多。
（3）[8][9]乙图，电阻相同，通电时间相同，但是c容器的电阻在干路上，而d在支路上，故电流不同，探究的电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系；根据可知，电阻相同，通电时间相同，电流大的，产生的热量多，而c中的电阻在干路上，电流比较大，故c容器产生的热量多。
[10][11][12]在此实验中，电阻都是5Ω，故电阻相同；由于是同一个电路，一个开关，故通电时间相同；本实验说明电阻相同，通电时间也相同，电流越大的，产生的热量越多。
23．168J
详解：
解：由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光，则
U=UR=UL=4V
由P=UI可得通过灯泡的电流
由欧姆定律可得通过R的电流为
由并联电路的电流特点可得电流表示数
I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A
通电1min电路中产生的热量
Q=W=UIt=4V×0.7A×60s=168J
答：通电1min电路中产生的热量为168J。
24．（1）闭合；（2）16W，80W，120W
详解：
解：（1）本题中的电熨斗的电热丝与灯泡是串联的，而电熨斗正常使用时，应当只有电热丝工作，则开关S应该闭合，灯被开关短路。
（2）电熨斗是利用了电流的热效应，正常工作时要使电熨斗温度达到较高，相同时间内要电流要产生较多的热量，根据焦耳定可知，电路中电流要较大，只有把开关S闭合，把灯泡短路，电路总电阻变小，电流变大。当开关S断开时，灯与电阻丝串联，电阻较大，电路中电流较小，电路总功率也变小，处于保温状态，可以节约能源。由可得灯泡、电阻丝各自的电阻
当电熨斗处于保温状态时，电路中的电流为
电阻丝R的实际功率
PR实=UI=I2RR=(0.364A)2×121Ω≈16W
电路总功率为
P=UI=220V×0.364A≈80W
此时电路的总功率比电熨斗正常发热时的功率少了
400W-80W=320W
答：（1）电熨斗正常使用时开关S应闭合；
（2）当电熨斗处于保温状态时电阻丝R的实际功率是16W，此时整个电路的功率是80W，此时电路总功率比电熨斗正常发热时的功率少了320W。
25．（1）110Ω；55Ω；（2）1320W；（3）60℃
详解：
解：（1）旋转开关当b接c时，仅R1连入电路，电热器处于低温档。则
所以
（2）旋转开关，当b接d，a接c时，R1和R2并联，电热器处于高温档。R2发热功率
发热总功率
（3）高温档工作时间
t=7min=420s
高温档产生热量
水吸热
由得
在1个标准大气压下水沸点为100℃，水沸腾过程中水温不再升高，不会达到106℃，所以水末温应为100℃，水升高的温度
答：（1）R1和R2的电阻值分别为110Ω、55Ω；
（2）电热器处于高温档时的总功率为1320W；
（3）如果在高温档下工作7min产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让2kg、40℃的水，温度升高60℃