中小学教育资源及组卷应用平台
3.6 电能（3）
一、单选题
1.现有甲、乙两只电炉，已知甲电炉的电阻大于乙电炉的电阻，把它们分别接在电源电压为220伏的电路中，在相同时间内它们放出的热量( )。
A.甲放出多 B.乙放出多 C.同样多 D.无法判断
2.（2021九上·余姚月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A. 6J B. 30J C. 36J D. 60J
3.电熨斗通电后温度很高，而连接电熨斗的导线温度升高却不明显，这是因为（ ）。
A.导线有绝缘层，能隔热
B.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
C.导线散热快，所以温度低
D.导线上的电流与电熨斗相同，而导线电阻小，产生的热量也很小
4.如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量相等、温度相同的水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1
A.B.C.D.
5.（2021·瓯海模拟）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虛线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A. B. C. D.
6.（2021九下·慈溪月考）某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg，电源电压为110V，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为（ ）
A. 22Ω B. 11Ω C. 16Ω D. 4Ω
7.（2020九上·温州期末）如图所示是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，这样连接实验器材是为了探究电流产生的热量Q与（ ）
A. 通过电流I的关系 B. 电源电压U的关系 C. 通电时间t的关系 D. 导体电阻R的关系
8.（2020九上·滨江月考）有一个标有“220V或110V，500W”的电炉，它对应的电炉丝连线图如图所示，其中B为电热丝AC的中点抽头，下列说法正确的是（ ）
A. 将AB端与220伏特电源相连功率为250瓦特
B. 将AC端与220伏特电源相连功率为500瓦特
C. 将AC连在一起作为一个接线端，再将它和B端与110伏特电源相连功率为1000瓦特
D. 将AC端与110伏特电源相连功率为250瓦特
9.（2020九上·杭州期末）如图所示，2只相同的烧瓶，瓶塞上各插入1支温度计，瓶内装有电阻丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2。在烧瓶中装入煤油或水(水的比热容已知)，两电阻丝接入相应电路，无法完成的实验是( )
A. 烧瓶中装入等质量的煤油，若R1B. 烧瓶中装入等质最的煤油，若R1C. 烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1=R2且串联，比较水和煤油的吸热能力
D. 烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1=R2且串联，粗略测量煤油的比热容
10.（2021·定海模拟）某同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如下图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙 ， 下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出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
⑥在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成申联电路只是为了控制电流大小相等
A.②③ B.①⑤ C.②④ D.①④⑤
11.（2020九上·温州月考）电动机是把电能转换成机械能的一种设备。如图所示为电动机的简单电路图，当电动机卡住不动的时候电流表的示数为 I 不动，经过一些调整之后电动机开始转动，此时电流为 I 动，已知如上信息后，则此电动机的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
二、填空题
12.（2021九上·宁波月考）玩具风扇中使用的电动机的工作原理是 ，当把该电动机接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是1A。那么该电动机线圈的电阻是 Ω，电动机正常工作时的效率是 %。
13.（2021·余杭模拟）如图甲所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的 效应。若防雾膜的额定功率为20W，正常工作10min消耗的电能是 J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%-100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为 Ω。
14.（2021九下·台州开学考）用12V的电源为微型电动机供电的电路如图（甲）所示。当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时，电动机开始转动，电流I随时间t变化的图象如图（乙）所示。当电流稳定时，电动机正常工作。已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响。
（1）当单刀双掷开关S1、S2同时________（向上或向下）合上时可实现电动机的反转。
（2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为________W。
（3）电动机的电阻为________Ω，正常工作时的输出功率为________W。
三、解答题
15.（2020·宁波模拟）如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。由此请你回答：
（1）在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。
16.如图是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安(g取10牛/千克)。
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？
17.（2020九上·诸暨期末）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。(C水=4.2×103J/(kg·℃))
项 参数
电源电压(V) 220
低温档功率(W) 275
中温档功率(W) 550
高温档功率(W) 1100
容积(L) 1
（1）.开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档 ？
（2）.求R1的阻值？
（3）.在标准大气压下，使用高温档将初温是23°C的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间？
四、实验探究题
18.（2018·镇海模拟）在学习“探究影响电流热效应的因素”时,同学们发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计的示数变化的过程非常耗时,为了减少实验的时间,他们提出了如下改进的设想:
设想一:将煤油换成水来做实验
设想二:通过加热空气来做实验
（1）根据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们判断的依据是________
（2）为了验证设想二,他们设计了下面的实验:
①在锥形瓶中装入等质量的红墨水,用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置,通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示温度变化的大小。然后把它们分别接入相同的电路,发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速,这说明________
②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面,为使管内的液柱与瓶内液面相平,他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示,接下来的操作是________
③同学们用两根电阻丝(R甲>R乙)插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示,闭合开关,甲、乙两玻璃管中液面如图D所示,由此得出关于电热的结论是________
19.（2020九上·慈溪月考）某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于 A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I。通电一段时间，记录 A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I。当通电时间与步骤②相同时，记录 A、 B 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4 ， 实验数据如表。
电流 烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶（RA=10欧） B烧瓶（RB=20欧）
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为________安。
（2）本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？________和________。
（3）小科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：________。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
3.6 电能（3）
一、单选题
1.现有甲、乙两只电炉，已知甲电炉的电阻大于乙电炉的电阻，把它们分别接在电源电压为220伏的电路中，在相同时间内它们放出的热量( )。
A.甲放出多 B.乙放出多 C.同样多 D.无法判断
【答案】 B
【解析】根据公式比较即可。
【解答】根据可知，当电压和通电时间相同时，电阻R甲>R乙 ，则产生的热量Q甲故选B。
2.（2021九上·余姚月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A. 6J B. 30J C. 36J D. 60J
【答案】 A
【解析】首先根据计算出通过定值电阻的电流，然后根据U=U总-UL计算出定值电阻两端的电压，最后根据Q=W=UIt计算定值电阻产生的热量。
【解答】通过定值电阻的电流；
定值电阻两端的电压U=U总-UL=12V-10V=2V；定值电阻产生的热量Q=W=UIt=2V×0.3A×10s=6J。
故选A。
3.电熨斗通电后温度很高，而连接电熨斗的导线温度升高却不明显，这是因为（ ）。
A.导线有绝缘层，能隔热
B.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
C.导线散热快，所以温度低
D.导线上的电流与电熨斗相同，而导线电阻小，产生的热量也很小
【答案】 D
【解析】根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可。
【解答】电熨斗和导线串联，则通电时间和电流大小相等，而导线的电阻远远小于电熨斗，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，则导线产生的热量远远小于电熨斗，所以温度升高到的不明显，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4.如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量相等、温度相同的水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1A.B.C.D.
【答案】 D
【解析】电流通过电阻时，将电能全部转化为热能，根据分析判断即可。
【解答】A图中只有R1 ，则总电阻为R1；B图中两个电阻串联，则总电阻为R串；C图中只有R2 ， 则总电阻为R2；D图中两个电阻并联，则总电阻为R并。
根据串并联电路的电阻特点可知，R并根据可知，当总电压和时间一定时，产生的热量与电阻成反比；
则产生的热量Q并>Q1>Q2>Q串；
那么通电相同时间后，水温最高的是D。
故选D。
5.（2021·瓯海模拟）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虛线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】 C
【解析】根据公式分析判断。
【解答】根据图像可知，四个电路图中总电阻的大小依次为：RC>RB>RA>RD。
根据公式可知，当电压和时间相同时，电阻丝产生的热量与电阻成反比，即电阻越大，产生热量越少，故C符合题意，而A、B、D不合题意。
故选C。
6.（2021九下·慈溪月考）某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg，电源电压为110V，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为（ ）
A. 22Ω B. 11Ω C. 16Ω D. 4Ω
【答案】 D
【解析】首先根据P1= = GV=mgV计算出电动机的机械功率，然后根据P=UI计算出电动机的输入总功率，再根据P2=P-P1计算出线圈的发热功率，最后根据P2=I2R计算电动机的线圈电阻。
【解答】电动机对物体做功的功率P1= = GV=mgV=50kg×10N/kg×0.9m/s=450W
电路总功率P=UI=110V×5A=550W
电动机线圈的电阻的功率P2=P-P1=550W-450W=100W
所以电动机线圈的电阻大小为R= =4Ω；
故答案为：D。
7.（2020九上·温州期末）如图所示是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，这样连接实验器材是为了探究电流产生的热量Q与（ ）
A. 通过电流I的关系 B. 电源电压U的关系 C. 通电时间t的关系 D. 导体电阻R的关系
【答案】 A
【解析】根据图片分析哪个因素不同即可。
【解答】根据图片可知，两个发热电阻的阻值相等，通电时间也相等。左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，则左边电阻的电流大于右边电阻，因此这些器材可以探究电流产生的热量与通过电流的关系，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
8.（2020九上·滨江月考）有一个标有“220V或110V，500W”的电炉，它对应的电炉丝连线图如图所示，其中B为电热丝AC的中点抽头，下列说法正确的是（ ）
A. 将AB端与220伏特电源相连功率为250瓦特
B. 将AC端与220伏特电源相连功率为500瓦特
C. 将AC连在一起作为一个接线端，再将它和B端与110伏特电源相连功率为1000瓦特
D. 将AC端与110伏特电源相连功率为250瓦特
【答案】 B
【解析】根据公式 ，结合电压和电阻的变化，对功率的大小进行推导计算即可。
9.（2020九上·杭州期末）如图所示，2只相同的烧瓶，瓶塞上各插入1支温度计，瓶内装有电阻丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2。在烧瓶中装入煤油或水(水的比热容已知)，两电阻丝接入相应电路，无法完成的实验是( )
A. 烧瓶中装入等质量的煤油，若R1B. 烧瓶中装入等质最的煤油，若R1C. 烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1=R2且串联，比较水和煤油的吸热能力
D. 烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1=R2且串联，粗略测量煤油的比热容
【答案】 B
【解答】A.探究电热与电阻大小的关系时，必须控制电流和通电时间相同而改变电阻；两个电阻串联时，通电时间和电流相等，且电阻不等，根据等质量煤油的温度变化判断生成热量的多少，故A不合题意；
B.探究电热与电流的关系时，必须控制电阻和通电时间相同而改变电流，两个电阻不等肯定不能完成实验，故B符合题意；
C.根据Q=cm△t可知，比较水和煤油的吸热能力时，必须控制吸收的热量和液体的质量相等。如果两个电阻相等且串联，根据可知Q=I2Rt可知，在相同的时间内它们产生的热量相等，可以完成实验，故C不合题意；
D.两个相同的电阻串联，根据Q=I2Rt可知，相同的时间内水和煤油吸收相同的热量，即Q水=Q煤油。根据公式Q=cm△t可知，c水m△t水=c煤油m△t煤油 ， 化简得到： ， 故D不合题意。
故选B。
10.（2021·定海模拟）某同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如下图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙 ，下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出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
⑥在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成申联电路只是为了控制电流大小相等
A.②③ B.①⑤ C.②④ D.①④⑤
【答案】 A
【解析】根据对探究焦耳定律的实验过程、现象和结论的认识判断。
【解答】①食盐溶液为导体，在烧瓶内加入食盐溶液后，两根电阻丝被短路，不能正常发热，故①错误；
②根据V=Sh可知，玻璃管内径可以再小一些，那么液柱上升的高一些，则实验现象更明显，故②正确；
③探究导体产生的热量与电阻的关系时，控制电流和时间相同，使用了运用了控制变量法；电流产生的热量看不见，将其转化为液柱的高度变化，则使用了转换法，故③正确；
④通过此实验研究只能得到电阻越大，电流越大，时间越长，电流产生的热量越多，而不能得到定量的结论，故④错误；
⑥在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成申联电路为了控制电流和通电时间大小相等，故⑥错误。那么正确的是②③。故选A。
11.（2020九上·温州月考）电动机是把电能转换成机械能的一种设备。如图所示为电动机的简单电路图，当电动机卡住不动的时候电流表的示数为 I 不动，经过一些调整之后电动机开始转动，此时电流为 I 动，已知如上信息后，则此电动机的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】当电动机卡住时，为纯电阻电路，根据欧姆定律计算出电动机的线圈电阻。当电动机正常工作时，根据P=UI计算出输入功率，根据P热=I2R计算出发热功率，根据P机械=P-P热计算出机械功率，最后根据计算出电动机的效率。
【解答】当电动机卡住时，为纯电阻电路，
则电动机的线圈电阻为：。
当电动机正常工作时，它的输入功率为：P=UI动；
它的发热功率为：P热=I动2R=I动2×；
它的输出功率：P机械=P-P热=；
它的机械效率：。
故选A。
二、填空题
12.（2021九上·宁波月考）玩具风扇中使用的电动机的工作原理是 ， 当把该电动机接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是1A。那么该电动机线圈的电阻是 Ω，电动机正常工作时的效率是 %。
【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用；0.5；75
【解答】（1）玩具风扇中使用的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用；
（2）电动机的线圈电阻为：；
（3）电动机的输入功率P总=U总I总=2V×1A=2W；
发热功率为：P热=I2R=（1A）2×0.5Ω=0.5W；
输出功率：P机械=P总-P热=2W-0.5W=1.5W；
电动机的工作效率：。
13.（2021·余杭模拟）如图甲所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的 效应。若防雾膜的额定功率为20W，正常工作10min消耗的电能是 J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%-100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为 Ω。
【答案】 热；12000；2420
【解答】（1）有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的热效应。
（2）正常工作10min消耗的电能W=Pt=20W×（60s×10）=12000J；
（3）电热丝的电阻：；
当变阻器R的阻值最大时，通过电路的电流最小，此时电热丝的功率最小。
根据得到：；
解得：U'=110V； 此时变阻器两端的电压：U变=U总-U'=220V-110V=110V； 根据串联电路电压与电阻呈正比得到：;
；解得：R=2420Ω。
14.（2021九下·台州开学考）用12V的电源为微型电动机供电的电路如图（甲）所示。当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时，电动机开始转动，电流I随时间t变化的图象如图（乙）所示。当电流稳定时，电动机正常工作。已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响。
（1）当单刀双掷开关S1、S2同时________（向上或向下）合上时可实现电动机的反转。
（2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为________W。
（3）电动机的电阻为________Ω，正常工作时的输出功率为________W。
【答案】 （1）向下（2）4.8（3）10；3.2
【解析】（1）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，因此只要改变通过电动机的电流方向，就能改变电动机的反转。
（2）根据乙图确定电动机正常工作时的电流，然后根据P=UI计算出消耗的电功率；
（3）当刚刚闭合开关时，电动机还没有转动，此时相当于纯电阻电路，符合欧姆定律，根据乙图确定此时的最大电流，然后根据计算出电阻。然后根据P热=I2R计算出电动机工作时的发热功率，最后根据P输出=P-P热计算输出功率即可。
【解答】（1）当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时，电流从电动机左端流入；当单刀双掷开关S1、S2均向下合上时，电流从电动机右端流入，此时电流方向恰好相反，可实现电动机反转。
（2）根据乙图可知，电动机正常工作时电流为0.4A，
那么此时它的功率：P=UI=12V×0.4A=4.8W。
（3）根据乙图可知，电动机启动瞬间电流为1.2A，
那么电阻为：；
电动机正常工作时发热功率P热=I2R=（0.4A）2×10Ω=1.6W；
输出功率为：P输出=P-P热=4.8W-1.6W=3.2W。
三、解答题
15.（2020·宁波模拟）如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。由此请你回答：
（1）在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。
【答案】 （1）大于
（2）当电动机不转动时，电能全部转化为小灯泡和细圈电阻上的热能，所以W=Q， U1I1t=I21(R+r)t ，得；
当电动机转动时，电能转化为电动机的机械能和小灯泡和细圈电阻上的热能，所以W2>Q2 ， U2I2t> I22(R+r)t ，得 ，
所以 I1>I2。
【解答】（1）在电动机转动时，电流做所做的功分为两部分，一是转化为电动机的机械能，二是转化为热能。所以电流做的功大于电流在电路中产生的热量；
16.如图是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安(g取10牛/千克)。
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？
【答案】 （1）电动机消耗的电能W总=U总I总t=120V×5A×1s=600J；
电动机做的机械功W机械=Gh=50kg×10N/kg×0.9m=450J；
该电动机工作1秒钟所产生的电热：Q=W总-W机械=600J-450J=150J。
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt得到：150J=（5A）2×R×1s；
解得：R=6Ω。
（3）电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻，电动机将电能全部转化为内能，会引起电动机温度过高，因此容易烧坏。
【解答】（3）该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，这种情况下电动机容易烧坏的原因为：
电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻，电动机将电能全部转化为内能，会引起电动机温度过高，因此容易烧坏。
17.（2020九上·诸暨期末）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。(C水=4.2×103J/(kg·℃))
项 参数
电源电压(V) 220
低温档功率(W) 275
中温档功率(W) 550
高温档功率(W) 1100
容积(L) 1
（1）.开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档 ？
（2）.求R1的阻值？
（3）.在标准大气压下，使用高温档将初温是23°C的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间？
【答案】 （1）S1闭合，S2接B时，高温档。
（2）解：S2断开，S1闭合，只有R1接入电路，中温档
（3）解：水的质量为1kg
℃ ℃ ℃)=3.234 105J
【解析】（1）根据公式判断不同状态下的电功率，然后确定与三个状态的对应关系；
（2）结合图像，确定只有R1正常工作时的电功率，然后根据计算即可；
（3）首先根据Q=cm△t计算出烧开这壶水需要的热量，然后根据计算出消耗的电能，最后根据计算烧开这壶水需要的时间。
【解答】（1）根据可知，当电压相等时，功率与电阻成反比。
当开关S1断开，S2接A时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关S1闭合，S2接断开时，只有R1工作，总电阻为R1；
当开关S1闭合，S2接B时，两个电阻并联，总电阻为R并；
因为R串>R1>R并；
所以P串那么三种状态依次为低温、中温和高温档。
（2）S2断开，S1闭合，只有R1接入电路，此时为中温档，
那么R1的阻值为：。
（3）养生壶内水的质量为：m=ρV=103kg/m3×10-3m3=1kg；
水吸收的热量为： ；
消耗的电能；
烧开一壶水需要的时间：。
四、实验探究题
18.（2018·镇海模拟）在学习“探究影响电流热效应的因素”时,同学们发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计的示数变化的过程非常耗时,为了减少实验的时间,他们提出了如下改进的设想:
设想一:将煤油换成水来做实验
设想二:通过加热空气来做实验
（1）根据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们判断的依据是________
（2）为了验证设想二,他们设计了下面的实验:
①在锥形瓶中装入等质量的红墨水,用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置,通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示温度变化的大小。然后把它们分别接入相同的电路,发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速,这说明________
②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面,为使管内的液柱与瓶内液面相平,他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示,接下来的操作是________
③同学们用两根电阻丝(R甲>R乙)插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示,闭合开关,甲、乙两玻璃管中液面如图D所示,由此得出关于电热的结论是________
【答案】 （1）水的比热容较大，温度难以改变
（2）气体导热本领比液体强；抽气；电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多
【解析】焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是：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，跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式：Q=I^2R*t（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U^2/R)t；
【解答】（1）该实验之所以加以改进就是因为观察温度计的示数变化的过程非常耗时，如果换成水的话，观察温度计会更加耗时，因为水的比热容比煤油大，温度更加难以改变；故答案为：水的比热容较大，温度难以改变；
（2）对比图A、B的装置，发现A电阻丝在空气中，B电阻丝在液体中，而实验的结果肯定与这个变量有关，电阻丝在空气中依然能够加热，说明空气可以传递热量，所以A管中的液柱比B管上升迅速，说明空气传热更快；故答案为：气体导热本领比液体强；
塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，说明锥形瓶内的气压大于外界气压，所以只要把锥形瓶内的气体抽出一部分即可；故答案为：抽气；
观察C装置可以发现，除了电阻丝的阻值不同以外，没有别的变量了；而结果是阻值大的锥形瓶内玻璃管中液面更高，说明在其他条件相同时，电阻越大，产热越多；故答案为：电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多；
故答案为：（1）电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多；（2）气体导热本领比液体强；抽气；电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多。
19.（2020九上·慈溪月考）某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于 A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I。通电一段时间，记录 A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh1、Δh2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I。当通电时间与步骤②相同时，记录 A、 B 烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为Δh3、Δh4 ， 实验数据如表。
电流 烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶（RA=10欧） B烧瓶（RB=20欧）
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为________安。
（2）本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？________和________。
（3）小科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：________。
【答案】 （1）0.24（2）电流大小；通电时间（3）△H3>△H2
【解析】（1）根据乙图确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出示数；
（2）当两个电阻串联时，开关闭合，同时开始工作；断开开关，同时停止工作，因此可以控制通电时间相同；串联电路各处电流都相等，因此可以控制通过电路的电流相等。
（3）通过△h2可知电阻变成原来2倍时产生热量的变化，通过△h3可知，电流变成原来2倍时产生热量的变化。如果后者大于前者，那么足以说明电流对产生热量的影响大于电阻的影响，据此分析即可。
【解答】（1）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么读数为0.24A；
（2）本实验设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制电流和通电时间相同。
（3）小科认为：只要选择“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，这两个量的大小关系：△H3>△H2。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)