【2022名师导航】中考物理一轮复习学案 第19章 焦耳定律（考纲解读+知识网络+知识清单+易错分析＋达标检测）
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| 名称 | 【2022名师导航】中考物理一轮复习学案 第19章 焦耳定律（考纲解读+知识网络+知识清单+易错分析＋达标检测） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-03 13:45:27 | ||
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文档简介
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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第19章 焦耳定律
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1.焦耳定律 ★★★★★ 1.会用焦耳定律进行简单计算会解释生活中生的现象。 本章内容常考：用电器能量转化、电功率计算、电功和电热丝的电阻，2022年焦耳定律可能出现在选择题和计算题中，会出现电功率力、电、机械综合题，分值约4分。
知识点一：焦耳定律与电热
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。
2.焦耳定律：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。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.电热器的原理：电流的热效应。
5.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
6.几种材料的比较
材料 电阻 熔点
滑动变阻器的电阻线 大 高
电热器的发热体 大 高
保险丝 大 低
7.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
1. 电热水壶上标有“220 V 800 W”，电热水壶正常工作时烧水210 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为__________J；电热水壶的工作原理是电流的_____效应.
2. （2021 临沂一模）家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一台洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A，电动机线圈电阻为2Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为（ ）
A．480J B．1.452×106J C．2.64×104J D．880J。
参考答案：1. 1.68×105；热；2.A。
易错点1 用I＝计算电动机的工作电流。
典例1 （2020 新抚区二模）如图所示是一台电动平衡车，电动机上标有“60V 72W”字样，线圈的电阻为6Ω，则电动机正常工作10min所消耗的电能为 J，电动机工作过程中线圈产生的热量为 J，这个电动机的效率为 。
【错解】答案为：43200；360000；88%。理由：根据欧姆定律电动机中的电流。
【析错】根据I＝计算电动机的工作电流，再根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量。
【正解】答案为：43200；5184；88%。这台电动机正常工作10min=600s电动机消耗的电能：W=Pt=72W×600s=43200J；
正常工作时的电流为：I===1.2A；
产生的电热：Q=I2Rt=（1.2A）2×6Ω×600s=5184J，
输出的机械能：W机械=W-Q=43200J-5184J=38016J，
所以该电动机的机械效率：η=×100%=×100%=88%。
故答案为：43200；5184；88%。
▲▲变式练习1
1．（2021 雨花台区三模）如图甲所示，已知电源电压U=3V，并保持不变，直流电动机线圈电阻R=1.5Ω，接通电路后，电动机正常工作，电流表读数I=0.8A，已知电动机正常工作时能量转化关系如图乙所示，摩擦不计，则：电动机正常工作1min消耗的电能W= J，线圈产生的热量Q= J。电动机能量转化效率η= ；电动机正常工作时突然出现故障转动部分被卡死，此时线圈中的电流I= A。
2. （2021 连山区模拟）如图所示，电源电压恒为9V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为6V，此时电动机正常工作，则电动机消耗的功率是 W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电10s电流通过电动机内部线圈产生的热量是 J；当电动机被卡住时，通电10s，整个电路消耗的电能为 J。
3. 如图所示，是电吹风机送热风的工作电路，对应的额定功率为1100W．将它接入到电压为220V电路中，正常工作（送热风）10min，电吹风机消耗的电能为 J．如果电热丝电阻为48.4Ω，则此时电热丝消耗的功率为 W，在10min内它产生的热量为 J。
参考答案：1. 144；57.6；60%；2； 2. 1.8；7.2；67.5； 3. 6.6×105；1000；6×105。
一．选择题（共6小题）
1．（2021 广元）用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（ ）
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．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
D．将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
2．（2021 河北）利用如图所示器材不能完成的实验是（ ）
A．甲：探究水的组成 B．乙：验证燃烧需要氧气
C．丙：检验物体是否带电 D．丁：探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系
3．（2021 宜昌）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
4．（2021 云南）将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
5．（2021 自贡）如图所示是“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。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（ ）
A．U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B．通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2
D．图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
6．（2021 滨州）如表是小滨家中两挡位电饭锅铭牌，图甲是其简化电路。R1和R2都是电阻丝，不计温度对电阻的影响，产生的热量全部被水吸收，水的比热容4.2×103J/（kg ℃），通过断开其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，来测量电饭锅的功率，观察图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转，下面说法正确的是（ ）
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 加热 880W
保温 44W
A．电饭锅在加热状态下正常工作时的总电流4A
B．电阻R2的阻值是1100Ω
C．测量时电饭锅的实际加热功率是800W
D．电饭锅在加热状态下正常工作7min，可将2.2kg水的温度升高2℃
二．填空题（共12小题）
7．（2021 泰安）某导体的电阻是2Ω，通过1A的电流时，1min产生的热量是 J。
8．（2021 德阳）科技引领生活。华为与库卡公司联合推出5G机器人项目，如图是一主一副两机器人用鼓棒敲击吊钹（一种经敲击发声的乐器），使吊钹 而发出声音。我国青年科学家曹原经过研究发现，特殊条件下可使石墨烯电阻大大减小。如果用该材料输送电能，在其他条件相同的情况下，就可以降低由于电阻引起的电能损耗，这是根据 定律得知的。
9．（2021 自贡）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于 （选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
10．（2021 西宁）如图所示的实验装置，是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系，若通过R1的电流为1A，通电时间为10s时，R1产生的热量为 J。
11．（2021 阜新）如图所示，电源电压不变，先闭合开关S1，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数增加了0.2A，则R1、R2两端电压之比为 ，R1、R2电阻值之比为 ，若电阻R1＝5Ω，通电1min电阻R2产生的热量为 J。
12．（2021 凉山州）如图所示，电源电压不变，灯泡标有“6V 3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A，电阻R的电功率为 W，通电10min后R产生的热量为 J。
13．（2021 铁岭）如图是焦耳定律的实验装置，其中R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω。只闭合S1可以探究电流产生热量与 的关系，若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R1产生的热量为 J。闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明 （填“电流”或“电阻”）对产生热量多少影响更大。
14．（2021 益阳）某款家用茶具煮茶时的电阻为55Ω，正常情况下通过茶具的电流是 A，煮一壶茶用了5min，产生的热量为 J。
15．（2021 朝阳）如图所示，电源电压为12V，R1＝30Ω，R2＝20Ω，通过R1的电流为 A。电路总功率为 W，通电1min后，R2所产生的热量为 J。
16．（2021 重庆）将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图所示，已知电费单价为0.5元/kW h，电热水器的功率为 W；若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热（水未沸腾），则水温升高 ℃。
[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
17．（2021 德阳）如图为某电脑的CPU，它的额定功率为100W，其中发热功率占8%，它由铜质散热器（一种由铜制成的散热元件）进行散热，已知铜质散热器的质量是0.8kg。该电脑CPU正常工作0.5h，CPU消耗电能 J。假设这段时间内CPU产生的热量全部被铜质散热器吸收，则可使散热器温度升高 ℃。[铜的比热容为0.39×103J/（kg ℃），结果保留整数]。
18．（2021 玉林）把一段匀质导线对折后其阻值比原来的 （选填“大”或“小”）；一个定值电阻两端的电压由2V增大到4V时，通过该电阻的电流增加了1A，通电时间由1s增加到2s，则该电阻产生的电热增加了 J。
三．综合题（共22小题）
19．（2021 青岛）探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关
实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。
甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。
（1）选用 组合，并将它们 联接到电源两端进行实验，可以探究电热与电阻的关系。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与 的关系，其中15Ω电阻的作用是 。
（3）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置 。
20．（2021 日照）某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材有：6V电源、5Ω的发热电阻两只、10Ω的发热电阻两只、量程适合的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线若干。
（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图 所示方案。
（2）所选方案中两发热电阻的阻值应 ，两个烧瓶内的液体应为质量 的 种类的液体。（均填“相同”或“不同”）
（3）已知比热容的大小为c水＞c酒精＞c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是 。完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，忽略热量散失。
（4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应 （填“相同”或“不同”）。
（5）方案选定后，实验过程如下：
①将天平放在水平实验台上，把游码拨到标尺左端的零刻度线处，观察到指针偏向分度盘的左侧，向右调节 ，直至天平平衡。用烧杯和天平测量出质量相等的水和酒精，分别装入两个烧瓶里。
②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实验过程中应保证酒精的温度低于 。
③根据表中数据可得酒精的比热容为 J/（kg ℃）。
液体 加热时间/s 质量/g 初始温度/℃ 末态温度/℃ 比热容/J（kg ℃）
水 420 60 20 32 4.2×103
酒精 420 60 20 41
（6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图 所示方案。
21．（2021 兰州）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，采用了如下电路。
（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，可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。
22．（2021 常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 。
（c）向 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 Ⅴ，电流表示数为 A，R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
23．（2021 安顺）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提出了下列猜想：
A．与通电时间有关 B．与电阻大小有关 C．与电压大小有关 D．与电流大小有关
实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。
请回答下列问题：
（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：
①电阻丝产生的热量通过 的方式传递给火柴头；
②电阻丝产生的热量与通电时间 （选填“有关”或“无关”）；
（2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；
①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热量多？ （选填“能”或“不能”）；
②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行？ （填字母序号）
A.20Ω 30Ω B.15Ω 15Ω C.5Ω 25Ω
（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计？ 。请你说明理由 。
24．（2021 济南）小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答；
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝R1的阻值是多少欧？
③座椅垫工作5min产生的热量是多少焦？
25．（2021 淄博）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量。
26．（2021 盘锦）如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220V，高温挡功率为1200W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1＝60.5Ω。[c＝4.2×103J/（kg ℃）]请计算：
（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量；
（2）R2阻值；
（3）若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率。
27．（2021 枣庄）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如表，图甲是其内部电路的工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换，其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。（水的比热容：4.2×103J/（kg ℃））
额定电压 220V
高温挡 1100W
低温挡 880W
保温挡 ×××W
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图乙所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
28．（2021 嘉兴）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1L；
功能：①加热：②保温；
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。
【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1＜R2）进行设计，其中方案一如图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整。
【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆？[Q吸＝cm（t﹣t0），c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】……
29．（2021 邵阳）如表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
额定电压 220V
额定功率 加热 500W
保温
蓄水箱的容积 1L
（1）蓄水箱中水的质量是多少？（ρ＝1.0×103kg/m3）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知R1＝988Ω，求饮水机的保温功率。
30．（2021 重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为3V，电阻R2的阻值为30Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A，求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量。
31．（2021 天门）如图所示，电源电压为6V，定值电阻R1、R2的阻值分别为12Ω、18Ω。求：
（1）当S1闭合、S2接1时，通过R1的电流；
（2）当S1断开、S2接1时，通电1min，R2产生的热量；
（3）电路总功率的取值范围。
32．（2021 黄冈）图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换，当储水箱水温低于5℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10℃时，S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L，防冻系统正常工作时电压为220V，加热功率为2.2kW。
（1）求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
（2）某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340min内消耗的电能。
（3）请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。
额定电压 220V
高温挡加热功率 1650W
电动机功率 44W
电动机线圈电阻 6Ω
33．（2021 威海）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”、“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1＝88Ω。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求R2的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
34．（2021 兴安盟）某同学家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。该同学用初温20℃，质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：
豆浆机铭牌
最大容积 2L
额定频率 50Hz
额定电压 220V
加热器功率 880W
电动机功率 120W
（1）质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（2）如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，且不计豆子吸收的热量。则加热器单独工作的时间是多少？
（3）本次制作豆浆共计用了9min，则本次制作豆浆共消耗的电能是多少？
35．（2021 镇江）图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，RF为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知U＝6V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当I≥0.04A，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。
（1）随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力 ；RF的阻值应随压力的减小而 。（填“增大”或“减小”）
（2）若将电阻箱接入电路的阻值调至100Ω，求指示灯L刚亮起时RF的阻值。
（3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以v＝0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积S＝1cm2；虚线框内是长L＝0.1m的加热区，阻值R＝22Ω的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。
①设水的初温为25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数）
②为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法： ， 。
36．（2021 呼和浩特）小梅家有一台电吹风机，既能吹冷风也能吹热风，电路图如图甲所示。小梅在家中把该吹风机单独接入家庭电路正常工作，并使其吹热风，发现图乙中的电能表转盘6min内转过156圈。已知电动机额定功率是40W。求：
（1）如甲图，开关S1闭合，S2断开，电吹风吹 风（选填“热”或“冷”）；
（2）电吹风电热丝额定功率；
（3）若电动机线圈电阻为5Ω，计算电吹风正常吹热风6min，电热丝与电动机产生热量的比值。
37．（2021 张家界）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。
（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？
（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？
（3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
38．（2021 天水）如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg）
项目 参数
电源电压（V） 220
中温挡功率（W） 400
高温挡功率（W） 1100
容积（L） 1
（1）开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；
（2）求R1、R2的阻值；
（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80%，求烧开一锅水需要的时间。
39．（2021 黔东南州）如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。[已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃），1L＝10﹣3m3]。求：
（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？
（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？
（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少？
（4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时，3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少？
40．（2021 苏州）小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换。保温箱及加热器的部分参数如表所示，求：
（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量；
（2）电加热器电路中R2的阻值；
（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热时间。
物理量 参数
加热器 工作电压 220V
中温挡功率 110W
低温挡功率 44W
电阻R3 440Ω
加热效率η 80%
保温箱 空气质量m 1.5kg
空气比热容c 0.8×103J/（kg ℃）
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．【解答】
A、由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2，故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，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，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D、要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中电阻丝的阻值还要相同；故D错误。
故选：C。
2．【解答】A、电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，该选项能够完成；
B、蜡烛燃烧一段时间后熄灭，是因为烧杯中的氧气耗尽，说明燃烧需要氧气，该选项能够完成；
C、图示是验电器，可以用来完成检验物体是否带电，该选项能够完成；
D、图丁R1与R2串联，开关闭合时，根据串联电路电流规律可知，通过R1与R2的电流相等，同时通电时间也相等，故可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系，该选项不能完成。
故选：D。
3．【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B正确，ACD错误。
故选：B。
4．【解答】
AB、电烙铁工作时，能将电能全部转化为内能；电风扇、电视机工作时，其消耗的电能不只是转化为内能，还会转化为机械能或光能和声能；
虽然三个用电器的规格相同，但公式R＝只适用于纯电阻用电器，即利用该公式能计算电烙铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电阻，事实上它们的电阻也是不相同的，故AB错误；
C、三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，由W＝Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多，故C正确；
D、电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；且相同时间内三个电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故D错误。
故选：C。
5．【解答】A.电流通过导体产生的热量不能直接显示出来，容器中空气会由于热胀冷缩而出现高度差，由此反映出产生的热量多少，故选项A说法正确；
B.容器中气体的内能增大是通过电阻丝将热量传递给气体的，故气体内能增大是通过热传递的方式改变的，故选项B说法错误；
C.甲图中电阻之比为：R1：R2＝5Ω：10Ω＝1：2；
串联电路中电流相等，故电流之比为：I1：I2＝1：1；
图甲中电阻产生热量之比为：＝＝＝，故C正确；
D.图乙中容器中电阻相等，根据串并联电路关系可知，他们的电流不等，并联电阻支路中电流为干路电流的一半，两边容器中电阻的电流不同，可以用来探究产生热量与电流大小的关系，故选项D说法正确。
故选：B。
6．【解答】（1）由题知，电饭锅正常工作时，在加热状态下功率P＝880W，
由P＝UI可得总电流：
I＝＝＝4A，故A正确；
（2）由图知，当S1、S2闭合时，R1和R2并联，此时电路的总电阻最小，由P＝可知电路消耗的总功率最大，为加热挡，且P加热＝880W；
当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1，电路中总电阻较大，由P＝可知，此时电功率较小，为保温挡，其P保温＝44W，
当S1、S2闭合时，R2消耗的电功率：
P2＝P加热﹣P保温＝880W﹣44W＝836W，
由P＝得R2的阻值：
R2＝＝≈57.9Ω，故B错误；
（3）3000r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转过3000r，
则电能表转盘转40r时用电器消耗的电能：
W＝＝kW h，
所用时间t＝1min＝h，
此时电饭锅的实际加热功率：
P实加＝＝＝0.8kW＝800W，故C正确；
（4）根据P＝知电饭锅在加热状态下正常工作7min消耗的电能为：
W＝P加热t′＝880W×7×60s＝3.696×105J，
因为产生的热量全部被水吸收，
所以水吸收的热量为：
Q吸＝W＝3.696×105J，
可将2.2kg水的温度升高的温度为：
△t＝＝＝40℃，故D错误。
故选：AC。
二．填空题（共12小题）
7．【解答】电流产生的热量Q＝I2Rt＝（1A）2×2Ω×60s＝120J；
故答案为：120。
8．【解答】
任何声音都是由物体振动产生的，吊钹在鼓棒的敲击下振动发声；
超导材料的电阻为零，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，用石墨烯电阻输送电能时，在输电线路上产生的电热较小，这样可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
故答案为：振动；焦耳。
9．【解答】（1）由电路图可知，当开关S置于“1”挡时，两电阻串联，电路电阻最大，电源电压一定，由P＝可知，电饭锅电功率最小，处于保温状态；
（2）当开关S置于“2”挡时，R1被短路，只有R0接入电路，电路电阻最小，电饭锅电功率最大，处于加热状态，
此时电路中电流：
I＝＝＝5A；
通电1min电路产生的热量：
Q＝I2R0t＝（5A）2×44Ω×2×60s＝1.32×105J。
故答案为：保温；1.32×105。
10．【解答】装置中两个电阻串联，串联电路各处电流相等，则通过两个电阻的电流和通电时间相同，电阻的大小不同，所以这是探究电流产生热量与电阻的关系；
由焦耳定律可得，电流通过R1产生的热量：Q1＝I2R1t＝（1A）2×5Ω×10s＝50J。
故答案为：电阻；50。
11．【解答】先闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流；若再闭合S2时，两电阻并联，电流表测干路电流，电流表示数增加了0.2A，根据并联电路的电流关系可知，通过R2的电流为：I2＝0.2A；
并联电路中各支路两端的电压都等于电源电压，所以R1、R2两端电压之比为1：1；
根据I＝可知，在电压相同时，电流之比等于电阻之比的倒数，则R1、R2电阻值之比为：R1：R2＝I2：I1＝0.2A：0.4A＝1：2，则R2的阻值为R2＝10Ω；
通过电阻R2的电流在1min内产生的热量：Q＝I2R2t＝（0.2A）2×10Ω×60s＝24J。
故答案为：1：1；1：2；24。
12．【解答】由电路图可知，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，电源的电压U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电阻R的电流：
IR＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
电阻R的电功率：
PR＝UIR＝6V×0.1A＝0.6W；
通电10min，电阻R产生的热量：
QR＝WR＝UIRt＝6V×0.1A×600s＝360J。
故答案为：0.6；360。
13．【解答】（1）由图可知：只闭合S1时，R1、R2串联 电流相等，电阻不同，所以可以探究电流产生热量与电阻的关系；
（2）由题可知R1＝5Ω，t＝10min＝600s，I＝0.1A，
根据Q＝I2Rt得电阻R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.1A）2×5Ω×600s＝30J；
（3）图中液柱的高低间接反应了电阻产生的热量，闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，说明电流的变化对热量的产生影响更加明显。
故答案为：电阻；30；电流。
14．【解答】家用茶具正常情况下工作时两端电压为220V，
此时通过茶具的电流I＝＝＝4A；
5min产生的热量Q＝I2Rt＝（4A）2×55Ω×5×60s＝2.64×105J。
故答案为：4；2.64×105。
15．【解答】由电路图可知，两电阻并联接在电源两端；
（1）通过R1的电流为：
I1＝＝＝0.4A；
（2）通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.6A；
干路电流为：
I＝I1+I2＝0.4A+0.6A＝1A，
电路总功率为：
P＝UI＝12V×1A＝12W；
（3）通电1min后R2所产生的热量为：
Q＝R2t＝（0.6A）2×20Ω×60s＝432J。
故答案为：0.4；12；432。
16．【解答】电热水器在2h内消耗的电能为：W＝＝1.4kW h＝5.04×106J，
电热水器的功率为：P＝＝＝0.7kW＝700W；
若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热（水未沸腾），由Q＝cm△t可知，水升高的温度为：
△t＝＝＝＝30℃。
故答案为：700；30℃。
17．【解答】（1）CPU的工作时间：t＝0.5h＝1800s，
CPU消耗的电能：
W＝Pt＝100W×1800s＝1.8×105J；
（2）因为发热功率占CPU功率的8%，
所以发热功率为：
P热＝P×8%＝100W×8%＝8W，
产生的热量为：
Q＝P热t＝8W×1800s＝14400J；
③根据Q＝cm△t得散热器升高的温度为：
△t＝＝≈46℃。
故答案为：1.8×105；46。
18．【解答】（1）把一段匀质导线对折后，长度减小，横截面积变大，其阻值变小；
（2）根据题意，设电压为2V时，通过的电流为I，则电压为4V时通过的电流为I+1A，
由欧姆定律可得：U1＝IR0，即2V＝IR0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U2＝（I+1A）R0，即4V＝（I+1A）R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得：I＝1A，R0＝2Ω。
定值电阻原来产生的电热：Q1＝W1＝U1It＝2V×1A×1s＝2J，
后来产生的电热：Q2＝W2＝U1I′t′＝4V×（1A+1A）×2s＝16J，
则该电阻产生的电热增加量为：△Q＝Q2﹣Q1＝16J﹣2J＝14J。
故答案为：小；14。
三．综合题（共22小题）
19．【解答】（1）要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验；
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，则通过容器中电阻的电流不同，而电阻大小和通电时间相同，因此可以探究电热与电流的关系，其中15Ω电阻的作用是分流；
（3）发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置漏气。
故答案为：（1）甲、乙；串；（2）电流；分流；（3）漏气。
20．【解答】（1）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应控制电流大小和通电时间相等，图甲控制通过两个电阻的电流和通电时间相同，图乙控制两个电阻两端的电压和通电时间相同，由此可知，应选图甲所示的方案来进行实验；
（2）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应只改变导体电阻的大小，其余物理量应控制相同；
（3）在实验中加热时间少，电流通过导体产生的热量少，液体吸收的热量也就少，实验现象要比较明显，液体升高的温度要较高，根据Q吸＝cmΔt可知，液体吸收的热量和质量一定时，液体的比热容越小，升高的温度越高，实验效果越明显，故选用煤油进行实验，效果比较明显；
（4）测定酒精的比热容，根据Q酒精吸＝Q水吸，由Q吸＝cmΔt可知，计算出酒精的比热容，使酒精和水在相同的时间内吸收的热量相同，则加热器要相同；
（5）①调节天平时，指针偏向分度盘的左侧，可知天平左侧较重，因此平衡螺母向右调节；
②在实验过程中，要保证酒精的温度低于沸点；
③根据Q酒精吸＝Q水吸，由Q吸＝cmΔt可计算出酒精的比热容；
（6）由表中数据可计算出水吸收的热量，由此可知，实验过程中，电阻丝放出的热量；若用甲方案，分别计算两个电阻为5Ω、10Ω时产生的热量，对比实验过程中，电阻丝放出的热量；若用乙方案，分别计算两个电阻为5Ω、10Ω时产生的热量，对比实验过程中，电阻丝放出的热量。
故答案为：（1）甲；（2）不同，相同，相同；（3）煤油；（4）相同；（5）①平衡螺母；②沸点；③2.4×103；（6）乙。
21．【解答】（1）根据Q吸＝cm△t 知，只有两个烧瓶中装入初温度和质量均相同的煤油时，才能通过煤油的温度变化量来反映电流产生热量的多少；
若将烧瓶中装有水，则由Q＝cm△t可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显，故为了实验效果明显，应选用质量相同的煤油而不用水；
实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少，这用到了转换法；
（2）如图甲所示，两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，改变电阻，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，控制电阻和通电时间相同，通过调节滑动变阻器改变电路的电流，观察同一只烧瓶中煤油升高的温度计的示数变化，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
故答案为：（1）煤油；两支温度计示数变化；（2）电阻；（3）不同；电流。
22．【解答】（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝16Ω；
已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
故答案为：（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。
23．【解答】（1）①火柴头与电阻丝接触，闭合开关一段时间后火柴头燃烧，火柴头获得了能量，是电阻丝通过热传递的方式传递给火柴头的。
②火柴头与电阻丝接触，闭合开关过一段时间后火柴头才燃烧，说明电阻丝产生的热量与通电时间有关。
（2）①相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，说明这根电阻丝在相同时间内产生的热量较多。
②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧，说明两根电阻丝产生的热量都不够多，可以换用电阻对比更明显些的电阻丝来进行实验对比，故C符合题意。
（3）改变两电阻丝的连接方式即将两电阻丝并联，这样虽然控制了两电阻丝两端电压相同，根据I＝可知通过两电阻丝的电流不一定相同，故没有能控制流过电阻丝的电流相同。
故答案为：（1）①热传递； ②有关；（2）①能； ②C；（3）不能；两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，电流也不同，不能控制电流相同，所以不能。
24．【解答】①由P＝UI可得，处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为：I＝＝＝1.5A。
②由电路图知，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，根据I＝可得，
电热丝R1的阻值为：R1＝＝＝16Ω。
③座椅垫工作5min产生的热量：Q＝W＝P高温t＝36W×5×60s＝1.08×104J。
答：①通过座椅垫的电流是1.5A；
②电热丝R1的阻值是16Ω；
③座椅垫工作5min产生的热量是1.08×104J。
25．【解答】（1）由图像可知，当灯泡电压为额定电压2.5V时，其电流为0.3A，
故灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（2）当灯泡正常发光时，变阻器两端电压为：UR＝U﹣UL＝4V﹣2.5V＝1.5V，
滑动变阻器R接入电路的阻值为R＝＝＝5Ω；
（3）由图像可知，当小灯泡消耗的功率为0.2W时，灯泡电压为1V，电流为0.2A，灯泡电阻为：RL＝＝＝5Ω；
此时电路总电阻为：R＝＝＝20Ω，
此时变阻器阻值为：R′＝R﹣RL＝20Ω﹣5Ω＝15Ω，
通电1min，即t＝1min＝60s，滑动变阻器R产生的热量为：Q＝I′2R′t＝（0.2A）2×15Ω×60s＝36J。
答：（1）小灯泡的额定功率为0.75W；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值为5Ω；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量为36J。
26．【解答】（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量：
Q＝cmΔt＝4.2×10 J/（kg ℃）×0.2kg×（100℃﹣10℃）＝75600J。
（2）当开关旋至2位置时只有R1连进电路，处于低温挡，可求得此时的功率：，
当开关旋至3位置时，R1和R2并联，处于高温挡，则R2单独的功率：P2＝P﹣P1＝1200W﹣800W＝400W，
根据公式，可推导出，则可求得电阻：。
（3）高温挡加热水所需的总电能：W＝Pt＝1200W×70s＝84000J
根据加热效率公式：η＝
答：（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量为75600J；
（2）R2阻值为121Ω；
（3）若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率为90%。
27．【解答】（1）若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，吸收的热量为：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（60℃﹣50℃）＝1.68×105J，
由图乙可知，用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，所用时间为t1＝3min＝180s，
消耗的电能为：W1＝P高t1＝1100W×180s＝1.98×105J，
所以电火锅的热效率为：η1＝＝×100%≈84.8%；
（2）若用低温挡给（1）问中的水加热，由图乙可知，所用时间为t2＝5min＝300s，
消耗的电能为：W2＝P低t2＝880W×300s＝2.64×105J，
所以W1＜W2，故使用高温挡更节能；
（3）由公式P＝可知，在电压不变时，电阻越小，电功率越大；
在图甲中，当闭合S、S1时，只有电阻R1工作，为低温挡，
由P＝可知，R1的电阻为：
R1＝＝＝55Ω，
当闭合S、S1，S2接a，电阻R1和R2并联，为高温挡，则电阻R2的电功率为：
P2＝P高﹣P低＝1100W﹣880W＝220W，
所以R2的电阻为：
R2＝＝＝220Ω，
当S闭合，S1断开，S2接b，电阻R1和R2串联，电火锅处于“保温挡”，则电火锅正常工作时保温挡的电功率为：
P保＝＝＝176W。
答：（1）用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，水吸收的热量为1.68×105J，电火锅的热效率为84.8%；
（2）用高温挡和低温挡给质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，使用高温挡更节能；
（3）电火锅正常工作时保温挡的电功率为176W。
28．【解答】【方案设计】
方案一，电路中两电阻串联，闭合开关S后，当开关S1闭合时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较小，电功率较大，为加热状态；当开关S1断开时，两电阻串联，电路的电阻较大，电功率较小，为保温状态；
开关转换达到改变电路中电阻的大小，从而改变电热水壶的电功率，以实现加热和保温功能；
为了实现上述功能，还可以将两电阻并联，通过开关转换实现，电路图如图所示：
当闭合开关S时，为保温状态，再闭合S1为加热状态；
【器材选择】
由题知，方案一中能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃，
水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W＝Q吸，
电热水壶的加热率：P＝＝＝＝800W，
由P＝可得，R＝＝＝60.5Ω，
即选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω；
【方案反思】
为了保证使用的安全，可以在加热的支路上增加一个温度控制开关，避免水加热至沸腾后仍持续加热。
故答案为：【方案设计】见上图；
【器材选择】方案一，选择的加热电阻阻值最大60.5Ω；
【方案反思】在加热的支路上增加一个温度控制开关。
29．【解答】（1）根据ρ＝可知，水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
（2）水吸收的热量是：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J；
消耗的电能为：W＝P加t＝500W×210s＝1.05×105J；
饮水机的加热效率为：η＝＝＝80%；
（3）根据电路图可知，当开关S闭合，S0断开时，只有R1工作，此时为保温状态，保温的功率为：
P保＝＝≈49W。
答：（1）蓄水箱中水的质量是1kg；
（2）饮水机的加热效率为80%；
（3）饮水机的保温功率约为49W。
30．【解答】（1）当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得：
R1＝＝＝10Ω；
（2）当开关S1、S2均闭合时，R1和R2并联，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，则有：
U2＝U＝3V，
由欧姆定律可知，通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.1A，
所以通电10s电阻R2产生的热量为：
Q＝I22R2t＝（0.1A）2×30Ω×10s＝3J。
答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量为3J。
31．【解答】（1）当S1闭合、S2接1时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，通过R1的电流I1＝＝＝0.5A；
（2）当S1断开、S2接1时，电阻R1和电阻R2串联接入电路，电路中的总电阻R总＝R1+R2＝12Ω+18Ω＝30Ω，此时电路中的电流I＝＝＝0.2A，通过电阻R2的电流I2＝I＝0.2A，电流通过R2产生的热量Q＝I22R2t＝（0.2A）2×18Ω×60s＝43.2J；
（3）根据P＝UI＝可知，由于电源电压保持不变，当电路中的总电阻最大时，电路中的电流最小时，电路中的总功率最小；当电路中的总电阻最小时，电路中的电流最大，电路中的总功率最大；
当S1断开、S2接1时，电阻R1和电阻R2串联接入电路，此时电路中的电阻最大，此时电流中的电流最小，最小电流I＝＝＝＝0.2A，此时功率最小，最小功率是P＝UI＝6V×0.2A＝1.2W；
当S1闭合、S2接2时，电阻R1和电阻R2并联接入电路，此时电路中的电阻最小，此时电流中的电流最大，最大电流I′＝I1+I2＝+＝+＝A，此时功率最大，最大功率是P′＝UI′＝6V×A＝5W；
所以电路中的总功率的取值范围是1.2W﹣5W。
答：（1）通过R1的电流是0.5A；
（2）电流通过R2产生的热量是43.2J；
（3）电路中的总功率取值范围是1.2W﹣5W。
32．【解答】（1）防冻系统正常工作时电压U＝220V，加热功率：P加＝2.2kW＝2200kW；
由P＝UI可知，防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流：I1＝＝＝10A；
（2）由图乙可知，防冻系统在0～340min内工作的时间：t＝40min+20min＝60min＝3600s；
由P＝可知，防冻系统在0～340min内消耗的电能：W＝Pt＝2200W×3600s＝7.92×106J；
（3）由ρ＝可知，储水箱中水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×220×10﹣3m3＝220kg；
从上一次加热完成到下一次开始加热，水共放出的热量：Q放＝c水m水（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg ℃）×220kg×（10℃﹣5℃）＝4.62×106J；
由图乙可知，这个过程需要的时间：t′＝320min﹣40min＝280min＝1.68×104s；
防冻系统的热损耗功率：P损＝＝＝275W。
答：（1）防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流为10A；
（2）系统在0～340min内消耗的电能为7.92×106J；
（3）防冻系统的热损耗功率为275W。
33．【解答】（1）由电路图知当电热扇处于低温挡且不转动时只有电阻R1工作，等效电路图如下所示：
此时电路正常工作消耗的总功率为：
P低＝＝＝550W；
（2）由电路图知当电热扇处于高温挡时，电阻R1和R2并联，
根据并联电路电功率的规律知，
R2的电功率为：
P2＝P高﹣P低＝1650W﹣550W＝1100W，
根据P＝知R2的阻值为：
R2＝＝＝44Ω；
（3）根据P＝UI知电动机的电流为：
I＝＝＝0.2A，
电动机正常工作10min＝600s内部线圈产生的热量为：
Q＝I2Rt＝（0.2A）2×6Ω×600s＝144J。
答：（1）见上图；此时电路正常工作消耗的总功率为550W；
（2）R2的阻值为44Ω；
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为144J。
34．【解答】（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（64℃﹣20℃）＝1.848×105J，
（2）豆浆机的水温升到64℃前，只有加热器工作，
由η＝得，加热器单独工作时消耗的电能：
W＝＝＝2.64×105J，
由P＝得，加热器单独工作时间：
t＝＝＝300s；
（3）t总＝9min＝540s，
加热器和电动机一起工作的时间为：t混＝t总﹣t＝540s﹣300s＝240s；
加热器和电动机一起工作消耗的电能：
W混＝（P电动+P加热）t混＝（120W+880W）×240s＝2.4×105J，
9min豆浆机消耗的电能：
W总＝W+W混＝2.64×105J+2.4×105J＝5.04×105J。
答：（1）质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量为1.848×105J；
（2）加热器单独工作的时间是300s；
（3）本次制作豆浆9min共消耗的电能是5.04×105J。
35．【解答】
（1）由“当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足。”知：水箱内水量越少，电路中总电流越小；
根据欧姆定律知：电源电压不变，电路中总电流越小，总电阻越大。
即随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力减小；RF的阻值应随压力的减小而 增大。
（2）由图甲知RF、R串联，且U总＝U＝6V、I总＝I＝0.04A、R＝100Ω，
根据串联电路电压、电流规律和欧姆定律得：
（3）①由水速：v＝0.1m/s、加热区长：L＝0.1m，则加热时间t＝1s；
根据电热计算公式知：电阻丝产生的热量；
根据吸热公式知：水在加热区吸收的热量为Q吸＝c水m△t；
电阻丝产生的热量全部被水吸收，Q电＝Q吸
即：＝c水m△t
△t＝
其中m＝ρ水V＝ρ水SL；△t＝t﹣to，
所以加热后水的温度t＝+to＝+25℃≈77.4℃
②从加热后水的温度计算公式知：为提高经过加热区后热水的温度，可增大加热时间，所以可把加热区的直管改曲管或改良水泵以降低水速，最终增加水在管道里的流动长度（时间），以达到增大加热时间的目的。
故答案为：（1）减小；增大；
（2）50Ω；
（3）①加热后水的温度约为77.4℃；
②加热区直管改曲管；降低水速。
36．【解答】（1）如甲图，开关Sl闭合，S2断开，只有电动机接入电路，电热丝不工作，所以电吹风吹出的是冷风；
（2）正常工作吹热风时，6min消耗的电能为：W＝＝0.052kW h＝1.872×105J，
电吹风吹热风时的额定功率为：P＝＝＝520W，
因吹热风时电动机和电热丝并联，且并联电路的总功率等于各元件消耗电功率之和，
则电热丝的额定功率为：P热＝P﹣P动＝520W﹣40W＝480W；
（3）根据P＝UI可得通过电动机的电流为：I＝＝A，
电动机工作6min产生的热量：Q1＝I2Rt＝（）2×5Ω×6×60s＝J，
电热丝工作6min产生的热量：Q2＝P热t＝480W×6×60s＝172800J，
则电热丝与电动机产生热量的比值为：。
答：（1）冷；
（2）电吹风电热丝额定功率为480W；
（3）电热丝与电动机产生热量的比值为2904：1。
37．【解答】（1）线圈产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.1A）2×4Ω×20×60s＝48J；
（2）由电功率公式P＝可求得加热电阻阻值R＝＝＝48.4Ω；
（3）4L＝4×10﹣3m3，由密度公式ρ＝得m＝ρV＝103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg，
水吸收的热量为Q＝c水m△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（40℃﹣20℃）＝3.36×105J，
加热电阻所消耗的电能W＝Pt＝1000W×420s＝4.2×105J，
则足浴盆的加热效率η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）按摩20min，电动机线圈产生的热量是48J；
（2）加热电阻正常工作时的电阻48.4Ω；
（3）水吸收的热量为3.36×105J，足浴盆的加热效率是80%。
38．【解答】（1）由电路图可知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，总功率最大，所以此时电炖锅为高温挡；当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡。
（2）由电路图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，此时为低温挡；
当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，电炖锅处于中温挡。
由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流：
I1＝＝＝A，
由I＝得，R1的阻值：
R1＝＝＝121Ω；
高温挡时，R2消耗的电功率为：P2＝P高﹣P中＝1100W﹣400W＝700W；
则R2的电阻为：R2＝＝≈69Ω；
（3）由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρ水V＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
消耗的电能：W＝＝＝4.62×105J，
由P＝得，烧开一壶水需要的时间：
t＝＝＝420s。
答：（1）当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡；
（2）电阻R1的阻值是121Ω；R2的电阻为69Ω；
（3）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。
39．【解答】（1）加热器电阻阻值：R＝＝＝48.4Ω；
（2）加热10s产生的热量：Q＝W＝Pt＝1000W×10s＝10000J；
（3）2.5L水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg；
水吸收的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×（75℃﹣25℃）＝525000J；
（4）圆盘转24转，消耗的电能为：＝0.04kW h＝144000J；
实际功率为：P＝＝＝800W
答：（1）加热器的阻值是48.4Ω；
（2）加热器通电10s产生的热量是10000J；
（3）水吸收的热量是525000J；
（4）电路消耗的实际功率是800W。
40．【解答】（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝0.8×103J/（kg ℃）×1.5kg×（32℃﹣10℃）＝2.64×104J；
（2）当旋转开关S接触点1、2时，R1、R2串联，电路电阻较大，根据P＝可知，电功率较小，电加热器为低温挡，
当旋转开关S接触点2、3时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率较大，电加热器为中温挡；
当旋转开关S接触点3、4时，R2、R3并联，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率最大，电加热器为高温挡；
电加热器电路中R2的阻值：
R2＝＝＝440Ω；
（3）R3的功率为：
P3＝＝＝110W，
高温挡的功率为：
P高＝P2+P3＝P中+P3＝110W+110W＝220W，
根据η＝得消耗的电能为：
W＝＝＝3.3×104J；
根据P＝得加热时间为：
t＝＝＝150s。
答：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量为2.64×104J；
（2）电加热器电路中R2的阻值为440Ω；
（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热150s。
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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第19章 焦耳定律
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1.焦耳定律 ★★★★★ 1.会用焦耳定律进行简单计算会解释生活中生的现象。 本章内容常考：用电器能量转化、电功率计算、电功和电热丝的电阻，2022年焦耳定律可能出现在选择题和计算题中，会出现电功率力、电、机械综合题，分值约4分。
知识点一：焦耳定律与电热
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。
2.焦耳定律：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。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.电热器的原理：电流的热效应。
5.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
6.几种材料的比较
材料 电阻 熔点
滑动变阻器的电阻线 大 高
电热器的发热体 大 高
保险丝 大 低
7.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
1. 电热水壶上标有“220 V 800 W”，电热水壶正常工作时烧水210 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为__________J；电热水壶的工作原理是电流的_____效应.
2. （2021 临沂一模）家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一台洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A，电动机线圈电阻为2Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为（ ）
A．480J B．1.452×106J C．2.64×104J D．880J。
参考答案：1. 1.68×105；热；2.A。
易错点1 用I＝计算电动机的工作电流。
典例1 （2020 新抚区二模）如图所示是一台电动平衡车，电动机上标有“60V 72W”字样，线圈的电阻为6Ω，则电动机正常工作10min所消耗的电能为 J，电动机工作过程中线圈产生的热量为 J，这个电动机的效率为 。
【错解】答案为：43200；360000；88%。理由：根据欧姆定律电动机中的电流。
【析错】根据I＝计算电动机的工作电流，再根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量。
【正解】答案为：43200；5184；88%。这台电动机正常工作10min=600s电动机消耗的电能：W=Pt=72W×600s=43200J；
正常工作时的电流为：I===1.2A；
产生的电热：Q=I2Rt=（1.2A）2×6Ω×600s=5184J，
输出的机械能：W机械=W-Q=43200J-5184J=38016J，
所以该电动机的机械效率：η=×100%=×100%=88%。
故答案为：43200；5184；88%。
▲▲变式练习1
1．（2021 雨花台区三模）如图甲所示，已知电源电压U=3V，并保持不变，直流电动机线圈电阻R=1.5Ω，接通电路后，电动机正常工作，电流表读数I=0.8A，已知电动机正常工作时能量转化关系如图乙所示，摩擦不计，则：电动机正常工作1min消耗的电能W= J，线圈产生的热量Q= J。电动机能量转化效率η= ；电动机正常工作时突然出现故障转动部分被卡死，此时线圈中的电流I= A。
2. （2021 连山区模拟）如图所示，电源电压恒为9V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为6V，此时电动机正常工作，则电动机消耗的功率是 W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电10s电流通过电动机内部线圈产生的热量是 J；当电动机被卡住时，通电10s，整个电路消耗的电能为 J。
3. 如图所示，是电吹风机送热风的工作电路，对应的额定功率为1100W．将它接入到电压为220V电路中，正常工作（送热风）10min，电吹风机消耗的电能为 J．如果电热丝电阻为48.4Ω，则此时电热丝消耗的功率为 W，在10min内它产生的热量为 J。
参考答案：1. 144；57.6；60%；2； 2. 1.8；7.2；67.5； 3. 6.6×105；1000；6×105。
一．选择题（共6小题）
1．（2021 广元）用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（ ）
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．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
D．将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
2．（2021 河北）利用如图所示器材不能完成的实验是（ ）
A．甲：探究水的组成 B．乙：验证燃烧需要氧气
C．丙：检验物体是否带电 D．丁：探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系
3．（2021 宜昌）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
4．（2021 云南）将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
5．（2021 自贡）如图所示是“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。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（ ）
A．U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B．通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2
D．图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
6．（2021 滨州）如表是小滨家中两挡位电饭锅铭牌，图甲是其简化电路。R1和R2都是电阻丝，不计温度对电阻的影响，产生的热量全部被水吸收，水的比热容4.2×103J/（kg ℃），通过断开其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，来测量电饭锅的功率，观察图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转，下面说法正确的是（ ）
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 加热 880W
保温 44W
A．电饭锅在加热状态下正常工作时的总电流4A
B．电阻R2的阻值是1100Ω
C．测量时电饭锅的实际加热功率是800W
D．电饭锅在加热状态下正常工作7min，可将2.2kg水的温度升高2℃
二．填空题（共12小题）
7．（2021 泰安）某导体的电阻是2Ω，通过1A的电流时，1min产生的热量是 J。
8．（2021 德阳）科技引领生活。华为与库卡公司联合推出5G机器人项目，如图是一主一副两机器人用鼓棒敲击吊钹（一种经敲击发声的乐器），使吊钹 而发出声音。我国青年科学家曹原经过研究发现，特殊条件下可使石墨烯电阻大大减小。如果用该材料输送电能，在其他条件相同的情况下，就可以降低由于电阻引起的电能损耗，这是根据 定律得知的。
9．（2021 自贡）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于 （选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
10．（2021 西宁）如图所示的实验装置，是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系，若通过R1的电流为1A，通电时间为10s时，R1产生的热量为 J。
11．（2021 阜新）如图所示，电源电压不变，先闭合开关S1，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数增加了0.2A，则R1、R2两端电压之比为 ，R1、R2电阻值之比为 ，若电阻R1＝5Ω，通电1min电阻R2产生的热量为 J。
12．（2021 凉山州）如图所示，电源电压不变，灯泡标有“6V 3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A，电阻R的电功率为 W，通电10min后R产生的热量为 J。
13．（2021 铁岭）如图是焦耳定律的实验装置，其中R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω。只闭合S1可以探究电流产生热量与 的关系，若电路中的电流为0.1A，通电10min电阻R1产生的热量为 J。闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明 （填“电流”或“电阻”）对产生热量多少影响更大。
14．（2021 益阳）某款家用茶具煮茶时的电阻为55Ω，正常情况下通过茶具的电流是 A，煮一壶茶用了5min，产生的热量为 J。
15．（2021 朝阳）如图所示，电源电压为12V，R1＝30Ω，R2＝20Ω，通过R1的电流为 A。电路总功率为 W，通电1min后，R2所产生的热量为 J。
16．（2021 重庆）将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图所示，已知电费单价为0.5元/kW h，电热水器的功率为 W；若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热（水未沸腾），则水温升高 ℃。
[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
17．（2021 德阳）如图为某电脑的CPU，它的额定功率为100W，其中发热功率占8%，它由铜质散热器（一种由铜制成的散热元件）进行散热，已知铜质散热器的质量是0.8kg。该电脑CPU正常工作0.5h，CPU消耗电能 J。假设这段时间内CPU产生的热量全部被铜质散热器吸收，则可使散热器温度升高 ℃。[铜的比热容为0.39×103J/（kg ℃），结果保留整数]。
18．（2021 玉林）把一段匀质导线对折后其阻值比原来的 （选填“大”或“小”）；一个定值电阻两端的电压由2V增大到4V时，通过该电阻的电流增加了1A，通电时间由1s增加到2s，则该电阻产生的电热增加了 J。
三．综合题（共22小题）
19．（2021 青岛）探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关
实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。
甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。
（1）选用 组合，并将它们 联接到电源两端进行实验，可以探究电热与电阻的关系。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，可以探究电热与 的关系，其中15Ω电阻的作用是 。
（3）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置 。
20．（2021 日照）某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材有：6V电源、5Ω的发热电阻两只、10Ω的发热电阻两只、量程适合的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线若干。
（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图 所示方案。
（2）所选方案中两发热电阻的阻值应 ，两个烧瓶内的液体应为质量 的 种类的液体。（均填“相同”或“不同”）
（3）已知比热容的大小为c水＞c酒精＞c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是 。完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，忽略热量散失。
（4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应 （填“相同”或“不同”）。
（5）方案选定后，实验过程如下：
①将天平放在水平实验台上，把游码拨到标尺左端的零刻度线处，观察到指针偏向分度盘的左侧，向右调节 ，直至天平平衡。用烧杯和天平测量出质量相等的水和酒精，分别装入两个烧瓶里。
②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实验过程中应保证酒精的温度低于 。
③根据表中数据可得酒精的比热容为 J/（kg ℃）。
液体 加热时间/s 质量/g 初始温度/℃ 末态温度/℃ 比热容/J（kg ℃）
水 420 60 20 32 4.2×103
酒精 420 60 20 41
（6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图 所示方案。
21．（2021 兰州）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，采用了如下电路。
（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，可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。
22．（2021 常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 。
（c）向 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 Ⅴ，电流表示数为 A，R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
23．（2021 安顺）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提出了下列猜想：
A．与通电时间有关 B．与电阻大小有关 C．与电压大小有关 D．与电流大小有关
实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。
请回答下列问题：
（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：
①电阻丝产生的热量通过 的方式传递给火柴头；
②电阻丝产生的热量与通电时间 （选填“有关”或“无关”）；
（2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；
①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热量多？ （选填“能”或“不能”）；
②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行？ （填字母序号）
A.20Ω 30Ω B.15Ω 15Ω C.5Ω 25Ω
（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计？ 。请你说明理由 。
24．（2021 济南）小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答；
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝R1的阻值是多少欧？
③座椅垫工作5min产生的热量是多少焦？
25．（2021 淄博）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量。
26．（2021 盘锦）如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220V，高温挡功率为1200W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1＝60.5Ω。[c＝4.2×103J/（kg ℃）]请计算：
（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量；
（2）R2阻值；
（3）若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率。
27．（2021 枣庄）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如表，图甲是其内部电路的工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换，其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。（水的比热容：4.2×103J/（kg ℃））
额定电压 220V
高温挡 1100W
低温挡 880W
保温挡 ×××W
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图乙所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
28．（2021 嘉兴）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1L；
功能：①加热：②保温；
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。
【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1＜R2）进行设计，其中方案一如图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整。
【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆？[Q吸＝cm（t﹣t0），c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】……
29．（2021 邵阳）如表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
额定电压 220V
额定功率 加热 500W
保温
蓄水箱的容积 1L
（1）蓄水箱中水的质量是多少？（ρ＝1.0×103kg/m3）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知R1＝988Ω，求饮水机的保温功率。
30．（2021 重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为3V，电阻R2的阻值为30Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A，求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量。
31．（2021 天门）如图所示，电源电压为6V，定值电阻R1、R2的阻值分别为12Ω、18Ω。求：
（1）当S1闭合、S2接1时，通过R1的电流；
（2）当S1断开、S2接1时，通电1min，R2产生的热量；
（3）电路总功率的取值范围。
32．（2021 黄冈）图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换，当储水箱水温低于5℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10℃时，S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L，防冻系统正常工作时电压为220V，加热功率为2.2kW。
（1）求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
（2）某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340min内消耗的电能。
（3）请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。
额定电压 220V
高温挡加热功率 1650W
电动机功率 44W
电动机线圈电阻 6Ω
33．（2021 威海）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”、“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1＝88Ω。电热扇部分参数如表所示。
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
（2）求R2的阻值。
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
34．（2021 兴安盟）某同学家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。该同学用初温20℃，质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：
豆浆机铭牌
最大容积 2L
额定频率 50Hz
额定电压 220V
加热器功率 880W
电动机功率 120W
（1）质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（2）如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，且不计豆子吸收的热量。则加热器单独工作的时间是多少？
（3）本次制作豆浆共计用了9min，则本次制作豆浆共消耗的电能是多少？
35．（2021 镇江）图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，RF为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知U＝6V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当I≥0.04A，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。
（1）随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力 ；RF的阻值应随压力的减小而 。（填“增大”或“减小”）
（2）若将电阻箱接入电路的阻值调至100Ω，求指示灯L刚亮起时RF的阻值。
（3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以v＝0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积S＝1cm2；虚线框内是长L＝0.1m的加热区，阻值R＝22Ω的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。
①设水的初温为25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数）
②为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法： ， 。
36．（2021 呼和浩特）小梅家有一台电吹风机，既能吹冷风也能吹热风，电路图如图甲所示。小梅在家中把该吹风机单独接入家庭电路正常工作，并使其吹热风，发现图乙中的电能表转盘6min内转过156圈。已知电动机额定功率是40W。求：
（1）如甲图，开关S1闭合，S2断开，电吹风吹 风（选填“热”或“冷”）；
（2）电吹风电热丝额定功率；
（3）若电动机线圈电阻为5Ω，计算电吹风正常吹热风6min，电热丝与电动机产生热量的比值。
37．（2021 张家界）百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。
（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？
（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？
（3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
38．（2021 天水）如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg）
项目 参数
电源电压（V） 220
中温挡功率（W） 400
高温挡功率（W） 1100
容积（L） 1
（1）开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；
（2）求R1、R2的阻值；
（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80%，求烧开一锅水需要的时间。
39．（2021 黔东南州）如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。[已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃），1L＝10﹣3m3]。求：
（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？
（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？
（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少？
（4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时，3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少？
40．（2021 苏州）小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换。保温箱及加热器的部分参数如表所示，求：
（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量；
（2）电加热器电路中R2的阻值；
（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热时间。
物理量 参数
加热器 工作电压 220V
中温挡功率 110W
低温挡功率 44W
电阻R3 440Ω
加热效率η 80%
保温箱 空气质量m 1.5kg
空气比热容c 0.8×103J/（kg ℃）
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．【解答】
A、由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2，故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，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，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D、要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中电阻丝的阻值还要相同；故D错误。
故选：C。
2．【解答】A、电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，该选项能够完成；
B、蜡烛燃烧一段时间后熄灭，是因为烧杯中的氧气耗尽，说明燃烧需要氧气，该选项能够完成；
C、图示是验电器，可以用来完成检验物体是否带电，该选项能够完成；
D、图丁R1与R2串联，开关闭合时，根据串联电路电流规律可知，通过R1与R2的电流相等，同时通电时间也相等，故可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系，该选项不能完成。
故选：D。
3．【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B正确，ACD错误。
故选：B。
4．【解答】
AB、电烙铁工作时，能将电能全部转化为内能；电风扇、电视机工作时，其消耗的电能不只是转化为内能，还会转化为机械能或光能和声能；
虽然三个用电器的规格相同，但公式R＝只适用于纯电阻用电器，即利用该公式能计算电烙铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电阻，事实上它们的电阻也是不相同的，故AB错误；
C、三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，由W＝Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多，故C正确；
D、电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；且相同时间内三个电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故D错误。
故选：C。
5．【解答】A.电流通过导体产生的热量不能直接显示出来，容器中空气会由于热胀冷缩而出现高度差，由此反映出产生的热量多少，故选项A说法正确；
B.容器中气体的内能增大是通过电阻丝将热量传递给气体的，故气体内能增大是通过热传递的方式改变的，故选项B说法错误；
C.甲图中电阻之比为：R1：R2＝5Ω：10Ω＝1：2；
串联电路中电流相等，故电流之比为：I1：I2＝1：1；
图甲中电阻产生热量之比为：＝＝＝，故C正确；
D.图乙中容器中电阻相等，根据串并联电路关系可知，他们的电流不等，并联电阻支路中电流为干路电流的一半，两边容器中电阻的电流不同，可以用来探究产生热量与电流大小的关系，故选项D说法正确。
故选：B。
6．【解答】（1）由题知，电饭锅正常工作时，在加热状态下功率P＝880W，
由P＝UI可得总电流：
I＝＝＝4A，故A正确；
（2）由图知，当S1、S2闭合时，R1和R2并联，此时电路的总电阻最小，由P＝可知电路消耗的总功率最大，为加热挡，且P加热＝880W；
当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1，电路中总电阻较大，由P＝可知，此时电功率较小，为保温挡，其P保温＝44W，
当S1、S2闭合时，R2消耗的电功率：
P2＝P加热﹣P保温＝880W﹣44W＝836W，
由P＝得R2的阻值：
R2＝＝≈57.9Ω，故B错误；
（3）3000r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转过3000r，
则电能表转盘转40r时用电器消耗的电能：
W＝＝kW h，
所用时间t＝1min＝h，
此时电饭锅的实际加热功率：
P实加＝＝＝0.8kW＝800W，故C正确；
（4）根据P＝知电饭锅在加热状态下正常工作7min消耗的电能为：
W＝P加热t′＝880W×7×60s＝3.696×105J，
因为产生的热量全部被水吸收，
所以水吸收的热量为：
Q吸＝W＝3.696×105J，
可将2.2kg水的温度升高的温度为：
△t＝＝＝40℃，故D错误。
故选：AC。
二．填空题（共12小题）
7．【解答】电流产生的热量Q＝I2Rt＝（1A）2×2Ω×60s＝120J；
故答案为：120。
8．【解答】
任何声音都是由物体振动产生的，吊钹在鼓棒的敲击下振动发声；
超导材料的电阻为零，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，用石墨烯电阻输送电能时，在输电线路上产生的电热较小，这样可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
故答案为：振动；焦耳。
9．【解答】（1）由电路图可知，当开关S置于“1”挡时，两电阻串联，电路电阻最大，电源电压一定，由P＝可知，电饭锅电功率最小，处于保温状态；
（2）当开关S置于“2”挡时，R1被短路，只有R0接入电路，电路电阻最小，电饭锅电功率最大，处于加热状态，
此时电路中电流：
I＝＝＝5A；
通电1min电路产生的热量：
Q＝I2R0t＝（5A）2×44Ω×2×60s＝1.32×105J。
故答案为：保温；1.32×105。
10．【解答】装置中两个电阻串联，串联电路各处电流相等，则通过两个电阻的电流和通电时间相同，电阻的大小不同，所以这是探究电流产生热量与电阻的关系；
由焦耳定律可得，电流通过R1产生的热量：Q1＝I2R1t＝（1A）2×5Ω×10s＝50J。
故答案为：电阻；50。
11．【解答】先闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流；若再闭合S2时，两电阻并联，电流表测干路电流，电流表示数增加了0.2A，根据并联电路的电流关系可知，通过R2的电流为：I2＝0.2A；
并联电路中各支路两端的电压都等于电源电压，所以R1、R2两端电压之比为1：1；
根据I＝可知，在电压相同时，电流之比等于电阻之比的倒数，则R1、R2电阻值之比为：R1：R2＝I2：I1＝0.2A：0.4A＝1：2，则R2的阻值为R2＝10Ω；
通过电阻R2的电流在1min内产生的热量：Q＝I2R2t＝（0.2A）2×10Ω×60s＝24J。
故答案为：1：1；1：2；24。
12．【解答】由电路图可知，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，电源的电压U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电阻R的电流：
IR＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
电阻R的电功率：
PR＝UIR＝6V×0.1A＝0.6W；
通电10min，电阻R产生的热量：
QR＝WR＝UIRt＝6V×0.1A×600s＝360J。
故答案为：0.6；360。
13．【解答】（1）由图可知：只闭合S1时，R1、R2串联 电流相等，电阻不同，所以可以探究电流产生热量与电阻的关系；
（2）由题可知R1＝5Ω，t＝10min＝600s，I＝0.1A，
根据Q＝I2Rt得电阻R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.1A）2×5Ω×600s＝30J；
（3）图中液柱的高低间接反应了电阻产生的热量，闭合S1和S2，通过R1的电流是R2的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，说明电流的变化对热量的产生影响更加明显。
故答案为：电阻；30；电流。
14．【解答】家用茶具正常情况下工作时两端电压为220V，
此时通过茶具的电流I＝＝＝4A；
5min产生的热量Q＝I2Rt＝（4A）2×55Ω×5×60s＝2.64×105J。
故答案为：4；2.64×105。
15．【解答】由电路图可知，两电阻并联接在电源两端；
（1）通过R1的电流为：
I1＝＝＝0.4A；
（2）通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.6A；
干路电流为：
I＝I1+I2＝0.4A+0.6A＝1A，
电路总功率为：
P＝UI＝12V×1A＝12W；
（3）通电1min后R2所产生的热量为：
Q＝R2t＝（0.6A）2×20Ω×60s＝432J。
故答案为：0.4；12；432。
16．【解答】电热水器在2h内消耗的电能为：W＝＝1.4kW h＝5.04×106J，
电热水器的功率为：P＝＝＝0.7kW＝700W；
若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热（水未沸腾），由Q＝cm△t可知，水升高的温度为：
△t＝＝＝＝30℃。
故答案为：700；30℃。
17．【解答】（1）CPU的工作时间：t＝0.5h＝1800s，
CPU消耗的电能：
W＝Pt＝100W×1800s＝1.8×105J；
（2）因为发热功率占CPU功率的8%，
所以发热功率为：
P热＝P×8%＝100W×8%＝8W，
产生的热量为：
Q＝P热t＝8W×1800s＝14400J；
③根据Q＝cm△t得散热器升高的温度为：
△t＝＝≈46℃。
故答案为：1.8×105；46。
18．【解答】（1）把一段匀质导线对折后，长度减小，横截面积变大，其阻值变小；
（2）根据题意，设电压为2V时，通过的电流为I，则电压为4V时通过的电流为I+1A，
由欧姆定律可得：U1＝IR0，即2V＝IR0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U2＝（I+1A）R0，即4V＝（I+1A）R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得：I＝1A，R0＝2Ω。
定值电阻原来产生的电热：Q1＝W1＝U1It＝2V×1A×1s＝2J，
后来产生的电热：Q2＝W2＝U1I′t′＝4V×（1A+1A）×2s＝16J，
则该电阻产生的电热增加量为：△Q＝Q2﹣Q1＝16J﹣2J＝14J。
故答案为：小；14。
三．综合题（共22小题）
19．【解答】（1）要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验；
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，则通过容器中电阻的电流不同，而电阻大小和通电时间相同，因此可以探究电热与电流的关系，其中15Ω电阻的作用是分流；
（3）发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置漏气。
故答案为：（1）甲、乙；串；（2）电流；分流；（3）漏气。
20．【解答】（1）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应控制电流大小和通电时间相等，图甲控制通过两个电阻的电流和通电时间相同，图乙控制两个电阻两端的电压和通电时间相同，由此可知，应选图甲所示的方案来进行实验；
（2）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应只改变导体电阻的大小，其余物理量应控制相同；
（3）在实验中加热时间少，电流通过导体产生的热量少，液体吸收的热量也就少，实验现象要比较明显，液体升高的温度要较高，根据Q吸＝cmΔt可知，液体吸收的热量和质量一定时，液体的比热容越小，升高的温度越高，实验效果越明显，故选用煤油进行实验，效果比较明显；
（4）测定酒精的比热容，根据Q酒精吸＝Q水吸，由Q吸＝cmΔt可知，计算出酒精的比热容，使酒精和水在相同的时间内吸收的热量相同，则加热器要相同；
（5）①调节天平时，指针偏向分度盘的左侧，可知天平左侧较重，因此平衡螺母向右调节；
②在实验过程中，要保证酒精的温度低于沸点；
③根据Q酒精吸＝Q水吸，由Q吸＝cmΔt可计算出酒精的比热容；
（6）由表中数据可计算出水吸收的热量，由此可知，实验过程中，电阻丝放出的热量；若用甲方案，分别计算两个电阻为5Ω、10Ω时产生的热量，对比实验过程中，电阻丝放出的热量；若用乙方案，分别计算两个电阻为5Ω、10Ω时产生的热量，对比实验过程中，电阻丝放出的热量。
故答案为：（1）甲；（2）不同，相同，相同；（3）煤油；（4）相同；（5）①平衡螺母；②沸点；③2.4×103；（6）乙。
21．【解答】（1）根据Q吸＝cm△t 知，只有两个烧瓶中装入初温度和质量均相同的煤油时，才能通过煤油的温度变化量来反映电流产生热量的多少；
若将烧瓶中装有水，则由Q＝cm△t可知：在相同质量的水和煤油中，吸收的相同的热量时，由于水的比热容大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显，故为了实验效果明显，应选用质量相同的煤油而不用水；
实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少，这用到了转换法；
（2）如图甲所示，两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，改变电阻，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，控制电阻和通电时间相同，通过调节滑动变阻器改变电路的电流，观察同一只烧瓶中煤油升高的温度计的示数变化，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
故答案为：（1）煤油；两支温度计示数变化；（2）电阻；（3）不同；电流。
22．【解答】（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝16Ω；
已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
故答案为：（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。
23．【解答】（1）①火柴头与电阻丝接触，闭合开关一段时间后火柴头燃烧，火柴头获得了能量，是电阻丝通过热传递的方式传递给火柴头的。
②火柴头与电阻丝接触，闭合开关过一段时间后火柴头才燃烧，说明电阻丝产生的热量与通电时间有关。
（2）①相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，说明这根电阻丝在相同时间内产生的热量较多。
②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧，说明两根电阻丝产生的热量都不够多，可以换用电阻对比更明显些的电阻丝来进行实验对比，故C符合题意。
（3）改变两电阻丝的连接方式即将两电阻丝并联，这样虽然控制了两电阻丝两端电压相同，根据I＝可知通过两电阻丝的电流不一定相同，故没有能控制流过电阻丝的电流相同。
故答案为：（1）①热传递； ②有关；（2）①能； ②C；（3）不能；两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，电流也不同，不能控制电流相同，所以不能。
24．【解答】①由P＝UI可得，处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为：I＝＝＝1.5A。
②由电路图知，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，根据I＝可得，
电热丝R1的阻值为：R1＝＝＝16Ω。
③座椅垫工作5min产生的热量：Q＝W＝P高温t＝36W×5×60s＝1.08×104J。
答：①通过座椅垫的电流是1.5A；
②电热丝R1的阻值是16Ω；
③座椅垫工作5min产生的热量是1.08×104J。
25．【解答】（1）由图像可知，当灯泡电压为额定电压2.5V时，其电流为0.3A，
故灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（2）当灯泡正常发光时，变阻器两端电压为：UR＝U﹣UL＝4V﹣2.5V＝1.5V，
滑动变阻器R接入电路的阻值为R＝＝＝5Ω；
（3）由图像可知，当小灯泡消耗的功率为0.2W时，灯泡电压为1V，电流为0.2A，灯泡电阻为：RL＝＝＝5Ω；
此时电路总电阻为：R＝＝＝20Ω，
此时变阻器阻值为：R′＝R﹣RL＝20Ω﹣5Ω＝15Ω，
通电1min，即t＝1min＝60s，滑动变阻器R产生的热量为：Q＝I′2R′t＝（0.2A）2×15Ω×60s＝36J。
答：（1）小灯泡的额定功率为0.75W；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值为5Ω；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量为36J。
26．【解答】（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量：
Q＝cmΔt＝4.2×10 J/（kg ℃）×0.2kg×（100℃﹣10℃）＝75600J。
（2）当开关旋至2位置时只有R1连进电路，处于低温挡，可求得此时的功率：，
当开关旋至3位置时，R1和R2并联，处于高温挡，则R2单独的功率：P2＝P﹣P1＝1200W﹣800W＝400W，
根据公式，可推导出，则可求得电阻：。
（3）高温挡加热水所需的总电能：W＝Pt＝1200W×70s＝84000J
根据加热效率公式：η＝
答：（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量为75600J；
（2）R2阻值为121Ω；
（3）若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率为90%。
27．【解答】（1）若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，吸收的热量为：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（60℃﹣50℃）＝1.68×105J，
由图乙可知，用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，所用时间为t1＝3min＝180s，
消耗的电能为：W1＝P高t1＝1100W×180s＝1.98×105J，
所以电火锅的热效率为：η1＝＝×100%≈84.8%；
（2）若用低温挡给（1）问中的水加热，由图乙可知，所用时间为t2＝5min＝300s，
消耗的电能为：W2＝P低t2＝880W×300s＝2.64×105J，
所以W1＜W2，故使用高温挡更节能；
（3）由公式P＝可知，在电压不变时，电阻越小，电功率越大；
在图甲中，当闭合S、S1时，只有电阻R1工作，为低温挡，
由P＝可知，R1的电阻为：
R1＝＝＝55Ω，
当闭合S、S1，S2接a，电阻R1和R2并联，为高温挡，则电阻R2的电功率为：
P2＝P高﹣P低＝1100W﹣880W＝220W，
所以R2的电阻为：
R2＝＝＝220Ω，
当S闭合，S1断开，S2接b，电阻R1和R2串联，电火锅处于“保温挡”，则电火锅正常工作时保温挡的电功率为：
P保＝＝＝176W。
答：（1）用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，水吸收的热量为1.68×105J，电火锅的热效率为84.8%；
（2）用高温挡和低温挡给质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，使用高温挡更节能；
（3）电火锅正常工作时保温挡的电功率为176W。
28．【解答】【方案设计】
方案一，电路中两电阻串联，闭合开关S后，当开关S1闭合时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较小，电功率较大，为加热状态；当开关S1断开时，两电阻串联，电路的电阻较大，电功率较小，为保温状态；
开关转换达到改变电路中电阻的大小，从而改变电热水壶的电功率，以实现加热和保温功能；
为了实现上述功能，还可以将两电阻并联，通过开关转换实现，电路图如图所示：
当闭合开关S时，为保温状态，再闭合S1为加热状态；
【器材选择】
由题知，方案一中能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃，
水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W＝Q吸，
电热水壶的加热率：P＝＝＝＝800W，
由P＝可得，R＝＝＝60.5Ω，
即选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω；
【方案反思】
为了保证使用的安全，可以在加热的支路上增加一个温度控制开关，避免水加热至沸腾后仍持续加热。
故答案为：【方案设计】见上图；
【器材选择】方案一，选择的加热电阻阻值最大60.5Ω；
【方案反思】在加热的支路上增加一个温度控制开关。
29．【解答】（1）根据ρ＝可知，水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
（2）水吸收的热量是：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J；
消耗的电能为：W＝P加t＝500W×210s＝1.05×105J；
饮水机的加热效率为：η＝＝＝80%；
（3）根据电路图可知，当开关S闭合，S0断开时，只有R1工作，此时为保温状态，保温的功率为：
P保＝＝≈49W。
答：（1）蓄水箱中水的质量是1kg；
（2）饮水机的加热效率为80%；
（3）饮水机的保温功率约为49W。
30．【解答】（1）当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得：
R1＝＝＝10Ω；
（2）当开关S1、S2均闭合时，R1和R2并联，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，则有：
U2＝U＝3V，
由欧姆定律可知，通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.1A，
所以通电10s电阻R2产生的热量为：
Q＝I22R2t＝（0.1A）2×30Ω×10s＝3J。
答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量为3J。
31．【解答】（1）当S1闭合、S2接1时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，通过R1的电流I1＝＝＝0.5A；
（2）当S1断开、S2接1时，电阻R1和电阻R2串联接入电路，电路中的总电阻R总＝R1+R2＝12Ω+18Ω＝30Ω，此时电路中的电流I＝＝＝0.2A，通过电阻R2的电流I2＝I＝0.2A，电流通过R2产生的热量Q＝I22R2t＝（0.2A）2×18Ω×60s＝43.2J；
（3）根据P＝UI＝可知，由于电源电压保持不变，当电路中的总电阻最大时，电路中的电流最小时，电路中的总功率最小；当电路中的总电阻最小时，电路中的电流最大，电路中的总功率最大；
当S1断开、S2接1时，电阻R1和电阻R2串联接入电路，此时电路中的电阻最大，此时电流中的电流最小，最小电流I＝＝＝＝0.2A，此时功率最小，最小功率是P＝UI＝6V×0.2A＝1.2W；
当S1闭合、S2接2时，电阻R1和电阻R2并联接入电路，此时电路中的电阻最小，此时电流中的电流最大，最大电流I′＝I1+I2＝+＝+＝A，此时功率最大，最大功率是P′＝UI′＝6V×A＝5W；
所以电路中的总功率的取值范围是1.2W﹣5W。
答：（1）通过R1的电流是0.5A；
（2）电流通过R2产生的热量是43.2J；
（3）电路中的总功率取值范围是1.2W﹣5W。
32．【解答】（1）防冻系统正常工作时电压U＝220V，加热功率：P加＝2.2kW＝2200kW；
由P＝UI可知，防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流：I1＝＝＝10A；
（2）由图乙可知，防冻系统在0～340min内工作的时间：t＝40min+20min＝60min＝3600s；
由P＝可知，防冻系统在0～340min内消耗的电能：W＝Pt＝2200W×3600s＝7.92×106J；
（3）由ρ＝可知，储水箱中水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×220×10﹣3m3＝220kg；
从上一次加热完成到下一次开始加热，水共放出的热量：Q放＝c水m水（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg ℃）×220kg×（10℃﹣5℃）＝4.62×106J；
由图乙可知，这个过程需要的时间：t′＝320min﹣40min＝280min＝1.68×104s；
防冻系统的热损耗功率：P损＝＝＝275W。
答：（1）防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流为10A；
（2）系统在0～340min内消耗的电能为7.92×106J；
（3）防冻系统的热损耗功率为275W。
33．【解答】（1）由电路图知当电热扇处于低温挡且不转动时只有电阻R1工作，等效电路图如下所示：
此时电路正常工作消耗的总功率为：
P低＝＝＝550W；
（2）由电路图知当电热扇处于高温挡时，电阻R1和R2并联，
根据并联电路电功率的规律知，
R2的电功率为：
P2＝P高﹣P低＝1650W﹣550W＝1100W，
根据P＝知R2的阻值为：
R2＝＝＝44Ω；
（3）根据P＝UI知电动机的电流为：
I＝＝＝0.2A，
电动机正常工作10min＝600s内部线圈产生的热量为：
Q＝I2Rt＝（0.2A）2×6Ω×600s＝144J。
答：（1）见上图；此时电路正常工作消耗的总功率为550W；
（2）R2的阻值为44Ω；
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为144J。
34．【解答】（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（64℃﹣20℃）＝1.848×105J，
（2）豆浆机的水温升到64℃前，只有加热器工作，
由η＝得，加热器单独工作时消耗的电能：
W＝＝＝2.64×105J，
由P＝得，加热器单独工作时间：
t＝＝＝300s；
（3）t总＝9min＝540s，
加热器和电动机一起工作的时间为：t混＝t总﹣t＝540s﹣300s＝240s；
加热器和电动机一起工作消耗的电能：
W混＝（P电动+P加热）t混＝（120W+880W）×240s＝2.4×105J，
9min豆浆机消耗的电能：
W总＝W+W混＝2.64×105J+2.4×105J＝5.04×105J。
答：（1）质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量为1.848×105J；
（2）加热器单独工作的时间是300s；
（3）本次制作豆浆9min共消耗的电能是5.04×105J。
35．【解答】
（1）由“当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足。”知：水箱内水量越少，电路中总电流越小；
根据欧姆定律知：电源电压不变，电路中总电流越小，总电阻越大。
即随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力减小；RF的阻值应随压力的减小而 增大。
（2）由图甲知RF、R串联，且U总＝U＝6V、I总＝I＝0.04A、R＝100Ω，
根据串联电路电压、电流规律和欧姆定律得：
（3）①由水速：v＝0.1m/s、加热区长：L＝0.1m，则加热时间t＝1s；
根据电热计算公式知：电阻丝产生的热量；
根据吸热公式知：水在加热区吸收的热量为Q吸＝c水m△t；
电阻丝产生的热量全部被水吸收，Q电＝Q吸
即：＝c水m△t
△t＝
其中m＝ρ水V＝ρ水SL；△t＝t﹣to，
所以加热后水的温度t＝+to＝+25℃≈77.4℃
②从加热后水的温度计算公式知：为提高经过加热区后热水的温度，可增大加热时间，所以可把加热区的直管改曲管或改良水泵以降低水速，最终增加水在管道里的流动长度（时间），以达到增大加热时间的目的。
故答案为：（1）减小；增大；
（2）50Ω；
（3）①加热后水的温度约为77.4℃；
②加热区直管改曲管；降低水速。
36．【解答】（1）如甲图，开关Sl闭合，S2断开，只有电动机接入电路，电热丝不工作，所以电吹风吹出的是冷风；
（2）正常工作吹热风时，6min消耗的电能为：W＝＝0.052kW h＝1.872×105J，
电吹风吹热风时的额定功率为：P＝＝＝520W，
因吹热风时电动机和电热丝并联，且并联电路的总功率等于各元件消耗电功率之和，
则电热丝的额定功率为：P热＝P﹣P动＝520W﹣40W＝480W；
（3）根据P＝UI可得通过电动机的电流为：I＝＝A，
电动机工作6min产生的热量：Q1＝I2Rt＝（）2×5Ω×6×60s＝J，
电热丝工作6min产生的热量：Q2＝P热t＝480W×6×60s＝172800J，
则电热丝与电动机产生热量的比值为：。
答：（1）冷；
（2）电吹风电热丝额定功率为480W；
（3）电热丝与电动机产生热量的比值为2904：1。
37．【解答】（1）线圈产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.1A）2×4Ω×20×60s＝48J；
（2）由电功率公式P＝可求得加热电阻阻值R＝＝＝48.4Ω；
（3）4L＝4×10﹣3m3，由密度公式ρ＝得m＝ρV＝103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg，
水吸收的热量为Q＝c水m△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（40℃﹣20℃）＝3.36×105J，
加热电阻所消耗的电能W＝Pt＝1000W×420s＝4.2×105J，
则足浴盆的加热效率η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）按摩20min，电动机线圈产生的热量是48J；
（2）加热电阻正常工作时的电阻48.4Ω；
（3）水吸收的热量为3.36×105J，足浴盆的加热效率是80%。
38．【解答】（1）由电路图可知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，总功率最大，所以此时电炖锅为高温挡；当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡。
（2）由电路图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，此时为低温挡；
当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，电炖锅处于中温挡。
由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流：
I1＝＝＝A，
由I＝得，R1的阻值：
R1＝＝＝121Ω；
高温挡时，R2消耗的电功率为：P2＝P高﹣P中＝1100W﹣400W＝700W；
则R2的电阻为：R2＝＝≈69Ω；
（3）由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρ水V＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
消耗的电能：W＝＝＝4.62×105J，
由P＝得，烧开一壶水需要的时间：
t＝＝＝420s。
答：（1）当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡；
（2）电阻R1的阻值是121Ω；R2的电阻为69Ω；
（3）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。
39．【解答】（1）加热器电阻阻值：R＝＝＝48.4Ω；
（2）加热10s产生的热量：Q＝W＝Pt＝1000W×10s＝10000J；
（3）2.5L水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg；
水吸收的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×（75℃﹣25℃）＝525000J；
（4）圆盘转24转，消耗的电能为：＝0.04kW h＝144000J；
实际功率为：P＝＝＝800W
答：（1）加热器的阻值是48.4Ω；
（2）加热器通电10s产生的热量是10000J；
（3）水吸收的热量是525000J；
（4）电路消耗的实际功率是800W。
40．【解答】（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝0.8×103J/（kg ℃）×1.5kg×（32℃﹣10℃）＝2.64×104J；
（2）当旋转开关S接触点1、2时，R1、R2串联，电路电阻较大，根据P＝可知，电功率较小，电加热器为低温挡，
当旋转开关S接触点2、3时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率较大，电加热器为中温挡；
当旋转开关S接触点3、4时，R2、R3并联，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率最大，电加热器为高温挡；
电加热器电路中R2的阻值：
R2＝＝＝440Ω；
（3）R3的功率为：
P3＝＝＝110W，
高温挡的功率为：
P高＝P2+P3＝P中+P3＝110W+110W＝220W，
根据η＝得消耗的电能为：
W＝＝＝3.3×104J；
根据P＝得加热时间为：
t＝＝＝150s。
答：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量为2.64×104J；
（2）电加热器电路中R2的阻值为440Ω；
（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热150s。
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