人教版初中物理九年级全册第十八章第4节 焦耳定律 同步练习
一、单选题
1．判断电流通过导体产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A．UIt B．I2Rt
C．（）t D．前面三个都可以
2．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
3．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串：t并为（ ）
A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：4
4．有两根电热丝，第一根电阻是2Ω，第二根电阻是6Ω，通过它们的电流之比为1：1，通电时间之比为2：1，则它们产生热量之比为 ( )
A．1：6 B．3：2 C．2：3 D．6：1
5．某电烤箱的内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。电烤箱说明书中的铭牌如下表所示，根据表格中的参数可知（）
XX牌电烤箱
额定电压 220W
额定功率 高温档 1100W
低温档 440W
电源频率 50Hz
A．电烤箱在低温档正常工作时，电路中的总电阻为44Ω
B．电烤箱在低温档正常工作时，R2消耗的电功率为264W
C．电烤箱在高温档正常工作时，只有R1接入电路，其阻值为66Ω
D．电烤箱在高温档正常工作5min所消耗的电能为5500J
6．如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（ ）
A．a B．b C．c D．三个相同
7．在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时，采用了如图所示的实验装置．这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与（ ）
A．导体的电阻的关系 B．通过导体的电流的关系
C．导体的长度的关系 D．通电时间的关系
8．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）如图所示， 将一个标有“2W5V”的小灯泡L与一个阻值为5Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光．则通电1min时电阻R产生的热量是（ ）
A．48J B．120J C．144J D．无法判断
9．如图所示的是A、B两个灯泡的U﹣I关系图象，现在将A、B两个灯泡并联在电路中，且电路中只有这两个电路元件．当A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡在1min内产生的热量是（假设小灯泡消耗电能的90%转化为内能）（ ）
A．2.4J B．96J C．129.6J D．144J
10．两条电热丝串联在电路中，在相同的时间内产生热量较多的是（ ）
A．通过电流较大的电热丝 B．电阻值较大的电热丝
C．电压较小的电热丝 D．电阻值较小的电热丝
11．小刚家里连接热水器的插头与插座接触不良，在热水器使用一段时间后发现插头与插座过热．下列关于插头与插座过热的原因解释正确的是（ ）
A．由于接触不良，导致电路中电流过大，插头与插座过热
B．由于接触不良，电路中没有电流通过，插头与插座是被热水烫热的
C．由于接触不良，导致电路中总功率过大，插头与插座过热
D．由于接触不良，导致接触处电阻过大，插头与插座过热
12．王爷爷家的电热毯坏了，通过检查发现，是里面的电阻丝断了，为了省钱，王爷爷打算把电阻丝断头接上继续使用，孙子小明赶紧制止了他，说这样做虽然能勉强用一段时间，但很快又会在搭接处烧断，很不安全，原因是（ ）
A．电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热
B．电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热
C．电阻丝上搭接处电流比其他处电流小，造成局部过热
D．电阻丝上搭接处电流比其他处电流大，造成局部过热
13．（粤沪版物理九年级上册第十五章第四节探究焦耳定律同步练习）小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，发生这一现象的原因可能是（）
A．电压太高 B．导线太粗 C．导线太短 D．导线太细
14．一度电用途很大，关于它的下列说法，不正确的是（ ）
A．额定功率200W的洗衣机工作5小时
B．额定功率1000W的空调工作1小时
C．额定功率40W的日光灯工作25小时
D．额定功率40W的电烙铁工作40小时
15．（2016·南宁）电炉通电一段时间后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热，这主要是因为（ ）
A．通过导线的电流大于通过电炉丝的电流
B．导线的电阻远大于电炉丝的电阻
C．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
D．导线的电阻远小于电炉丝的电阻
二、填空题
16．若通过阻值为20Ω的电阻的电流为1A，则10s内电流产生的热量为 J．
17．据报道，南宁市区日常3000t生活垃圾，而“垃圾是放错位的资源”，利用垃圾发电可缓解城市垃圾过多带来的问题．若完全燃烧1t的生活垃圾可发电210kW h，则完全燃烧3000t生活垃圾可发电 kW h．这些电能可供功率为1kW的空调正常工作 h，可以使 kg的水温度升高60℃．[不计热量损失，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）]．
18．（2021九上·密山期末）如图是某电热水壶加热和保温电路原理图，R1=44Ω，R2=440Ω，当开关S1断开，S2闭合，电热水壶处于 状态；该电热水壶的加热功率是 W．
19．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）英国物理学家 通过大量的实验探究，最先精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即Q=I2Rt．为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为 的单位。
20．（2016·遂宁）如图是小宇家的电子式电能表．有一天他洗澡，关闭了家里其它用电器，只让家里标有“2000W”的电热淋浴器正常工作，发现电能表指示灯闪烁了600imp时．淋浴器内满箱水温从23℃升高到43℃，则消耗的电能是 kW h，通电时间是 min；如果水吸收的这些热由完全燃烧0.021m3的天然气提供（q天然气=4.0×107J/m3 C水=4.2×103J/（kg ℃）不计热量的损失）；水箱内水的质量是 kg；水箱内水内能的改变是通过 实现的；在用电吹风吹干头发时，发现吹热风比吹冷风更容易让头发变干，这是由于 ．
三、解答题
21．家用电器中有时会发生短路现象，例如，改装电器时，不小心使火线和零线直接连通造成短路，电线绝缘皮刮破或烤焦，电线盒用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路．根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容．阅读后，请你根据所学的物理知识解释：短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因．
四、综合题
22．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）文文和丽丽同学设计了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”．
（1）请说明在实验中，控制相同的主要因素有 ，观察的主要现象是 ；
（2）实验过程中丽丽发现实验现象并不明显，可能的原因是什么？（写出两种） 、 ；
（3）文文用电热器给水加热，观察到水沸腾后继续加热，水的温度却保持不变．文文认为既然水没有变得更热，那么电热器所供给的能量跑到水蒸气里了，请你从做功和热传递角度分别举一例，证实水蒸气有较多能量。
23．如图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具，用于材料涂胶．它的内部有两只相同的PTC（正温度系数）加热元件．其工作电路如图乙所示．扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关同时掷向A、B，枪口冒出胶液；松动扳机，联动开关同时掷向B、C．单只PTC元件的电阻随温度的变化图象如图丙所示．求：
（1）热熔胶枪工作时，发生的能量转化为 ，当松动扳机时电路的连接方式是
（2）当松动扳机且温度为170℃时，0.5min电路产生的热量是多少？
（3）热熔胶枪工作时的最大功率是多少？
五、计算题
24．（2016·广东）如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两档功率，档位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W档将汤煮至100℃，然后自动跳至400W档进行保温慢炖，设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为4.0×103J/（kg ℃）．求：
①若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min，在此过程中汤吸收的热量是多少？电炖锅的效率是多少？
②R1的阻值是多少？
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由．
25．（2016·湘西）图甲是一种新型家用电器﹣电压力锅，图乙是某型号电压力锅工作电路简图，表中数据是其部分参数．其中R是主加热器，R0是保压加热器．接通电路后，开关S自动与触电a、b接通，开始加热．当锅内温度达到105℃．开光S自动与a、b断开，开始保压，此时锅内水温不高，且未沸腾．现将5kg初温为25℃的水加入电压锅中，接通电路使其正常运行30min，热量损耗不计，已知水的比热容为4.2×103J/kg ℃）．求
额定电压（V） 220
主加热噐额定功率（W） 880
保压加热器额定功率（W） 120
保压温度（℃） 105
最大盛水量（kg） 6
①电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻
②电压力锅多少min后开始保压？
③电压力锅在此30min内保压时所消耗的电能．
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：当电流通过导体做的功 （电功） 全部用来产生热量（电热），则有W=Q，可用计算电功的公式来计算Q．但是不管在什么情况下，电流通过导体产生的热量都可以用这个公式：Q=I2Rt，即焦耳定律来计算；
故选B．
【分析】根据焦耳定律的内容、公式分析答题；电热器是利用电流的热效应来工作的．
2．【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A、没有说明控制电流一定，故缺少条件，结论不一定正确；
B、没有说明控制电压一定，故缺少条件，结论不一定正确；
C、此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有关要看定义式，故结论不正确；
D、电流、时间一定时，电热与电阻成正比，故结论正确．
故选D．
【分析】焦耳定律的定义式是Q=I2Rt，导出式有Q= U 2 R t和Q=UIt，如果不是纯电阻电路，只能用定义式来算，如果是纯电阻电路，关键是看控制什么因素一定，决定用哪个公式来计算，如电流一定时用Q=I2Rt，电压一定时用Q= U 2 R t．判断电热的多少，一要判断是否纯电阻电路，决定导出式是否可用，如果非纯电阻，只能用Q=I2Rt，如果是纯电阻，Q=I2Rt和Q＝t都适用；二要找出U不变还是I不变，如果U不变，用Q＝t，如果I不变，用Q=I2Rt．
3．【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】因为电源电压不变，我们可根据公式来进行【分析】由于电压和产生的热量相同，则通电时间与电阻成反比，求出串联总电阻与并联总电阻的比值，即可得出答案．
n个阻值相同的电阻串联后，总电阻是每个电阻的n倍；
n个阻值相同的电阻并联后，总电阻是每个电阻的 ．
设每个电阻的阻值为R，
则两个电阻串联后的总电阻：R串=2R，
并联后的总电阻：R并=R，
∵，R串：R并=4：1，U串：U并=1：1，Q串：Q并=1：1，
∴t串：t并=R串：R并=4：1．
故选C
【点评】本题考查了焦耳定律的应用，关键有二：一是根据电源电压不变选好公式 ，二是掌握等值电阻串联、并联后总电阻的计算．
4．【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】有两根电热丝，第一根电阻是2Ω，第二根电阻是6Ω，电阻之比是1：3，通过它们的电流之比为1：1，通电时间之比为2：1，根据公式Q=I2Rt可知，两根电阻产生的热量之比是
故选C
【点评】对于此类试题，学生应利用公式Q=I2Rt进行比较。
5．【答案】B
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】电烤箱在低温档正常工作时，两个电阻是串联的，电路中的总电阻是R==
=110Ω；
电路中的电流是I== =2A，电烤箱在高温档正常工作时，只有R1接入电路，其阻值为R1== =44Ω，
电阻R2的电阻是
，
电烤箱在低温档正常工作时，R2消耗的电功率为 ；
电烤箱在高温档正常工作5min所消耗的电能为W=P高t=1100w×5×60s=330000J。
故选B
【分析】在此题中注意电烤箱在低位档是电路中电阻较大时，在高温档时是电阻较小时。
6．【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：由图示电路可知，三电阻丝串联接入电路，则通过三个电阻的电流I与通电时间t都相等，
由题意可知：R1＜R2＜R3，由焦耳定律：Q=I2Rt可知：Q1＜Q2＜Q3，
c瓶中的电阻丝阻值最大，放出的热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大；
故选C
【分析】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，气体温度越高，气球体积膨胀的越大
7．【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：在实验中，其中一个容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系．
故选：B．
【分析】电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电压不变，因此需要将右边容器中电阻并联．
8．【答案】A
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】由P=IU得，电路中的电流： ，则1min内电阻R产生的热量： ；故选：A
【分析】小灯泡恰能正常发光，根据 计算出电流，串联电路中各处电流都相等，即通过R的电流，最后根据焦耳定律的计算公式计算出R产生的热量．
9．【答案】C
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】解：由题意可知，A、B两个灯泡并联在电路中，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡两端的电压也为4V，
由图象可知，通过B灯泡的电流为0.6A，
B灯泡在1min内消耗的电能：
W=UBIBt=4V×0.6A×60s=144J，
B灯泡在1min内产生的热量：
Q=ηW=90%×144J=129.6J．
故选C．
【分析】由题意可知，A、B两个灯泡并联在电路中，根据并联电路的电压特点可知A灯泡两端的电压为4V时B灯泡两端的电压，根据图象读出通过B灯泡的电流，利W=UIt求出消耗的电能，利用效率公式求出B灯泡在1min内产生的热量．
10．【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：在串联电路中，电流处处相等，根据公式Q=I2Rt可知，电阻越大，在相同的时间内产生的热量就越多．
故选B．
【分析】串联电路中，电流相等，在相同的时间内根据公式Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多．
11．【答案】D
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；
根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致插头与插座温度升高、过热．
故选D．
【分析】插头、插座串联在电路中，当接触不良时，该处的电阻会增大，利用焦耳定律分析接触处局部过热，据此分析判断．
12．【答案】B
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位较少，电阻较大，故A错误；
因串联电路中各处的电流相等，所以，电阻丝上搭接处的电流与其他处的电流相等，故CD错误；
由焦耳定律公式Q=I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，
因此，电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热，很快又会在搭接处烧断，故B正确．
故选B．
【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电阻丝和其他地方的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电阻丝的接头处由于接触不良，电阻增大，电流产生的热量多，据此分析原因．
13．【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】电饭锅与电源线串联，流过它们的电流和通电时间相等，由Q=I2Rt可知，电源线很热，说明电源线电阻产生的热量多，电源线电阻比较大．导体的电阻与导体材料.导体长度.导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料.长度一定，电阻较大，是因为电源线横截面积太小，电源线太细造成的．
【分析】由Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量跟电流.电阻大小和通电时间有关，电饭锅跟导线串联在一起，因此通电时间和电流大小相等时，插头处电源线发现很热，说明此处电阻大．电阻的大小又与导线的长度和粗细有关，导线越长.越小电阻越大．
14．【答案】D
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：A．额定功率200W的洗衣机工作5小时消耗的电能：W1=P1t1=200×10﹣3kW×5h=1kW h=1度，故A正确，不符合题意；
B．额定功率1000W的空调工作1小时消耗的电能：W2=P2t2=1000×10﹣3kW×1h=1kW h=1度，故B正确，不符合题意；
C．额定功率40W的日光灯工作25小时消耗的电能：W3=P3t3=40×10﹣3kW×25h=1kW h=1度，故C正确，不符合题意；
D．额定功率40W的电烙铁作40小时消耗的电能：W4=P4t4=40×10﹣3kW×40h=1.6kW h=1.6度，故D不正确，符合题意．
故选D．
【分析】用电器正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出选项中用电器消耗的电能，进一步得出符合题意的答案．
15．【答案】D
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：电炉丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，
由于Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，
即电阻越大，相同时间内产生的热量越多．
故选D．
【分析】电炉丝和导线串联，通过的电流相等，通电时间相同，利用焦耳定律Q=I2Rt分析．本题考查串联电路的规律，应明确两电阻串联时，电路中的电流是相等的；同时应注意该现象的根本原因是因为发热量不同造成的．
16．【答案】200
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：定值电阻10s内电流产生的热量：
Q=I2Rt=（1A）2×20Ω×10s=200J．
故答案为：200．
【分析】知道定值电阻的阻值和通过的电流以及通电时间，根据焦耳定律求出电流产生的热量．
17．【答案】6.3×105 ；6.3×105 ；9×106
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：（1）每燃烧1t生活垃圾可发电210kW h，所以燃烧3000t生活垃圾发出的电能为：
W=210kW h/t×3000t=6.3×105kW h；
（2）由P=得：t===6.3×105h；
（3）由题意可知，水吸收的热量：
Q吸=W=6.3×105kW h=2.268×1012J，
由Q吸=cm△t可得水的质量：
m水===9×106kg．
故答案为：6.3×105；6.3×105；9×106．
【分析】（1）已知燃烧生活垃圾的质量和每燃烧1t生活垃圾可发电210kW h，可求生活垃圾全部用于发电，可获得的电能．
（2）已知空调功率，利用t=求出工作时间；
（2）根据W=Pt求出发电机1h发出的电能即为水吸收的热量，利用Q吸=cm△t求出升高水温的质量．
18．【答案】保温；1100
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：当开关S1断开，S2闭合，两电阻串联，电阻最大，由于电压一定，则由P=可知此时电功率最小，处于保温状态，
当开关S2断开，S1闭合，R2断路，R1单独工作，电路中电阻最小，由于电压一定，则由P=可知此时电功率最大，处于加热状态，
此时的电功率为：P===1100W．
故答案为：保温；1100．
【分析】当开关S1断开，S2闭合，两电阻串联，在电压一定时，根据P=分析解答其状态；利用以上公式求解功率．
19．【答案】焦耳；热量（能量）
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出Q=I2Rt．为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量（能量）的单位。故答案为：焦耳；热量（能量）
【分析】在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系，即发现了焦耳定律。
20．【答案】0.2；6；17.14；热传递；热风的温度比冷风温度高
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：3000imp/kW h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗 kW h的电能， 指示灯闪烁600次，电路消耗电能为：W=600× kW h=0.2kW h；由W=Pt可知，通电时间：t= =0.1h=6min；由W=Q吸=cm△t可知，水的质量：m= = ≈17.14kg；
水箱内水内能的改变是通过热传递方式实现的；
在用电吹风吹干头发时，是由于水的蒸发过程，而热风的温度比冷风温度高，因此吹热风比吹冷风更容易让头发变干．
故答案为：0.2；6；17.14；热传递；热风的温度比冷风温度高．
【分析】3000imp/kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，或者表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗 kW h的电能，求出指示灯闪烁300次电路中消耗的电能；根据W=Pt的变形即可求出通过时间；根据W=Q吸=cm△t求出水的质量；
改变内能的方式有热传递和做功；
影响蒸发的因素有：温度、液体的表面积以及液体表面上方的空气流动．本题综合考查了电能表的参数的理解与电能的求法、热量的计算，功率计算公式的应用，以及改变内能的两种方式和影响蒸发快慢的因素灯，这是电学和热学的综合类型习题，一定要熟练掌握．
21．【答案】【解答】答：根据I=可知，短路时，火线与零线直接接触，电路中只有导线，导线的电阻很小，电源电压不变，所以电路中的电流非常大；
根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，导线上的电流越大，产生的电热越多，使得导线的温度急剧升高，很容易造成火灾．
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】导线的电阻很小，根据欧姆定律解释短路时电流非常大的原因，根据焦耳定律解释很容易造成火灾的原因．
22．【答案】（1）电流相等；气球膨胀的大小
（2）电源电压太低；装置气密性不好
（3）从做功角度：生活经验--①水沸腾时，继续加热，水蒸气能把壶盖顶起；②水沸腾变成水蒸气，能为机械提供动力．实验现象--①水沸腾时，继续加热，试管的塞子能被冲出；②水沸腾时，继续加热，水蒸气能推动叶轮转动．从热传递角度：生活经验--①水沸腾变成蒸气能为城市的集中供热提供优越的方式；②100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤更严重．实验现象--①实验能说明沸水与同温度的蒸汽给物体加热效果不同；②水沸腾时，继续加热，产生较多蒸汽能把馒头较快蒸熟．
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】（1）控制在电流相同的条件下，相等时间内，观察比较两个气球膨胀的程度，判断电流产生的热量跟电阻大小的关系．（2）实验现象不明显的原因：装置气密性不好（气球漏气）；球皮太厚；电阻R1、R2的阻值相近；电源电压太低（电流太小）．（3）故答案为：（1）电流相等；气球膨胀的大小；（2）电源电压太低；装置气密性不好；（3）如上分析．
【分析】串联电路中电流处处相等，通电时间相同；电流产生的热量不能直接看出来，是通过气球膨胀的大小来反映的，气球膨胀越大，电流产生热量越多；
电热和电阻有关，当电流和能电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多；
水沸腾时，虽然继续加热，但温度保持不变，所加的热量正好用来完成沸腾，即使液态的水变为气态，生活经验--水沸腾时，继续加热，水蒸气能把壶盖顶起。
23．【答案】（1）电能转化为内能；串联
（2）分析乙、丙图可知，松动扳机且温度为170℃时，R1与R2串联，且R1=R2=1210Ω R=R1+R2=2420Ω
故电路中的电流为：
I=A
Q=I2Rt=（A）2×2420Ω×30s=600J
（3）当温度为70℃，扣动扳机时，R1与R2并联，且R1=R2=880Ω
此时可达最大功率：
P最大==110W．
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：（1）热熔胶枪工作时，将电能转化为内能；松动扳机，联动开关同时掷向B、C，
由电路图可知当松动扳机时，电路的连接方式是串联；
【分析】（1）热熔胶枪工作时，消耗电能，加热胶棒，将电能转化为内能；由电路图可知当松动扳机时，电路的连接方式是串联；
（2）分析乙、丙图可知，松动扳机且温度为170℃时，R1与R2串联，利用欧姆定律求出电流，再利用焦耳定律公式求出产生的热量；
（3）扣动扳机时，R1与R2并联，当温度为70℃，R1=R2此时利用公式P= 求出各自功率，再求出最大功率．
24．【答案】①汤吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.0×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）
=9.6×105J．
加热功率P加热=1000W，加热时间t=20min=1200s，
由P= 得，电炖锅消耗的电能：
W=P加热t=1000W×1200s=1.2×106J，
则电炖锅的效率：
η= ×100%
= ×100%
=80%．
②当开关S接“a”位置时，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，此时电炖锅处于加热状态，
由P= 得，电阻R1的阻值：
R1= = =48.4Ω．
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置；
理由是：当开关S跳至“b”位置时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，此时电炖锅处于保温慢炖状态．
答：①在此过程中汤吸收的热量是9.6×105J；电炖锅的效率是80%；
②R1的阻值是48.4Ω；
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置；
当开关S跳至“b”位置时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，此时电炖锅处于保温慢炖状态．
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】①知道汤的比热容、质量、初温和末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出在此过程中汤吸收的热量；根据W=Pt求出电炖锅消耗的电能，然后利用η= ×100%求出电炖锅的效率；②当开关S接“a”位置时，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，根据P= 可知，此时电炖锅处于加热状态，然后根据R= 求出R1的阻值；③知道加热功率和保温慢炖功率，根据P= 可得出电路电阻大小，进而知道开关S的接入的位置．
本题考查了学生对吸热公式、电功率公式及效率公式等知识掌握和应用，关键是电热器加热和保温状态的判断以及电功率公式的灵活应用，要注意单位的换算．
25．【答案】①已知主加热噐额定功率P主加热=880W，根据P= 可得，电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻：R= = =44Ω；②水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（105℃﹣25℃）=1.68×106J，消耗的电能：W加热=Q吸=1.68×106J，根据W=Pt，电压力锅加热到开始保压的时间：t加热= = =1680s=28min；③加热时消耗的电能： W加热=P加热t加热=880W×1680s=1.4784 ×106J30min内保压的时间：t保压=t﹣t加热=30×60s﹣1680s=120s，保压时消耗的电能：W保压=P保压t保压=120W×120s=1.44×104J，电压力锅在此30min内消耗的电能：W=W加热+W保压=1.4784 ×106J+1.44×104J=1.4928×106J．答：①电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻为44Ω；②电压力锅28min后开始保压；③电压力锅在30min内消耗的电能为1.4928×106J．
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】①根据主加热器额定功率和额定电压可求得电压力锅加热时R的阻值；②先根据密度公式求出水的质量，再根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水温度达到105℃时吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据W=Pt求出电压力锅多需要多少时间开始保压；③30min减去加热到保压的时间极为保压时的时间，根据W=Pt求出保压时消耗的电能，然后加上加热时消耗的电能即为电压力锅在30min内消耗的电能．
本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，关键是知道正常工作30min是指加热时间和保压时间的和．
1 / 1人教版初中物理九年级全册第十八章第4节 焦耳定律 同步练习
一、单选题
1．判断电流通过导体产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A．UIt B．I2Rt
C．（）t D．前面三个都可以
【答案】B
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：当电流通过导体做的功 （电功） 全部用来产生热量（电热），则有W=Q，可用计算电功的公式来计算Q．但是不管在什么情况下，电流通过导体产生的热量都可以用这个公式：Q=I2Rt，即焦耳定律来计算；
故选B．
【分析】根据焦耳定律的内容、公式分析答题；电热器是利用电流的热效应来工作的．
2．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
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A、没有说明控制电流一定，故缺少条件，结论不一定正确；
B、没有说明控制电压一定，故缺少条件，结论不一定正确；
C、此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有关要看定义式，故结论不正确；
D、电流、时间一定时，电热与电阻成正比，故结论正确．
故选D．
【分析】焦耳定律的定义式是Q=I2Rt，导出式有Q= U 2 R t和Q=UIt，如果不是纯电阻电路，只能用定义式来算，如果是纯电阻电路，关键是看控制什么因素一定，决定用哪个公式来计算，如电流一定时用Q=I2Rt，电压一定时用Q= U 2 R t．判断电热的多少，一要判断是否纯电阻电路，决定导出式是否可用，如果非纯电阻，只能用Q=I2Rt，如果是纯电阻，Q=I2Rt和Q＝t都适用；二要找出U不变还是I不变，如果U不变，用Q＝t，如果I不变，用Q=I2Rt．
3．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串：t并为（ ）
A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：4
【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】因为电源电压不变，我们可根据公式来进行【分析】由于电压和产生的热量相同，则通电时间与电阻成反比，求出串联总电阻与并联总电阻的比值，即可得出答案．
n个阻值相同的电阻串联后，总电阻是每个电阻的n倍；
n个阻值相同的电阻并联后，总电阻是每个电阻的 ．
设每个电阻的阻值为R，
则两个电阻串联后的总电阻：R串=2R，
并联后的总电阻：R并=R，
∵，R串：R并=4：1，U串：U并=1：1，Q串：Q并=1：1，
∴t串：t并=R串：R并=4：1．
故选C
【点评】本题考查了焦耳定律的应用，关键有二：一是根据电源电压不变选好公式 ，二是掌握等值电阻串联、并联后总电阻的计算．
4．有两根电热丝，第一根电阻是2Ω，第二根电阻是6Ω，通过它们的电流之比为1：1，通电时间之比为2：1，则它们产生热量之比为 ( )
A．1：6 B．3：2 C．2：3 D．6：1
【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】有两根电热丝，第一根电阻是2Ω，第二根电阻是6Ω，电阻之比是1：3，通过它们的电流之比为1：1，通电时间之比为2：1，根据公式Q=I2Rt可知，两根电阻产生的热量之比是
故选C
【点评】对于此类试题，学生应利用公式Q=I2Rt进行比较。
5．某电烤箱的内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。电烤箱说明书中的铭牌如下表所示，根据表格中的参数可知（）
XX牌电烤箱
额定电压 220W
额定功率 高温档 1100W
低温档 440W
电源频率 50Hz
A．电烤箱在低温档正常工作时，电路中的总电阻为44Ω
B．电烤箱在低温档正常工作时，R2消耗的电功率为264W
C．电烤箱在高温档正常工作时，只有R1接入电路，其阻值为66Ω
D．电烤箱在高温档正常工作5min所消耗的电能为5500J
【答案】B
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】电烤箱在低温档正常工作时，两个电阻是串联的，电路中的总电阻是R==
=110Ω；
电路中的电流是I== =2A，电烤箱在高温档正常工作时，只有R1接入电路，其阻值为R1== =44Ω，
电阻R2的电阻是
，
电烤箱在低温档正常工作时，R2消耗的电功率为 ；
电烤箱在高温档正常工作5min所消耗的电能为W=P高t=1100w×5×60s=330000J。
故选B
【分析】在此题中注意电烤箱在低位档是电路中电阻较大时，在高温档时是电阻较小时。
6．如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（ ）
A．a B．b C．c D．三个相同
【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：由图示电路可知，三电阻丝串联接入电路，则通过三个电阻的电流I与通电时间t都相等，
由题意可知：R1＜R2＜R3，由焦耳定律：Q=I2Rt可知：Q1＜Q2＜Q3，
c瓶中的电阻丝阻值最大，放出的热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大；
故选C
【分析】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，气体温度越高，气球体积膨胀的越大
7．在探究电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关时，采用了如图所示的实验装置．这是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与（ ）
A．导体的电阻的关系 B．通过导体的电流的关系
C．导体的长度的关系 D．通电时间的关系
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：在实验中，其中一个容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系．
故选：B．
【分析】电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电压不变，因此需要将右边容器中电阻并联．
8．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）如图所示， 将一个标有“2W5V”的小灯泡L与一个阻值为5Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光．则通电1min时电阻R产生的热量是（ ）
A．48J B．120J C．144J D．无法判断
【答案】A
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】由P=IU得，电路中的电流： ，则1min内电阻R产生的热量： ；故选：A
【分析】小灯泡恰能正常发光，根据 计算出电流，串联电路中各处电流都相等，即通过R的电流，最后根据焦耳定律的计算公式计算出R产生的热量．
9．如图所示的是A、B两个灯泡的U﹣I关系图象，现在将A、B两个灯泡并联在电路中，且电路中只有这两个电路元件．当A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡在1min内产生的热量是（假设小灯泡消耗电能的90%转化为内能）（ ）
A．2.4J B．96J C．129.6J D．144J
【答案】C
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】解：由题意可知，A、B两个灯泡并联在电路中，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，A灯泡两端的电压为4V时，B灯泡两端的电压也为4V，
由图象可知，通过B灯泡的电流为0.6A，
B灯泡在1min内消耗的电能：
W=UBIBt=4V×0.6A×60s=144J，
B灯泡在1min内产生的热量：
Q=ηW=90%×144J=129.6J．
故选C．
【分析】由题意可知，A、B两个灯泡并联在电路中，根据并联电路的电压特点可知A灯泡两端的电压为4V时B灯泡两端的电压，根据图象读出通过B灯泡的电流，利W=UIt求出消耗的电能，利用效率公式求出B灯泡在1min内产生的热量．
10．两条电热丝串联在电路中，在相同的时间内产生热量较多的是（ ）
A．通过电流较大的电热丝 B．电阻值较大的电热丝
C．电压较小的电热丝 D．电阻值较小的电热丝
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：在串联电路中，电流处处相等，根据公式Q=I2Rt可知，电阻越大，在相同的时间内产生的热量就越多．
故选B．
【分析】串联电路中，电流相等，在相同的时间内根据公式Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多．
11．小刚家里连接热水器的插头与插座接触不良，在热水器使用一段时间后发现插头与插座过热．下列关于插头与插座过热的原因解释正确的是（ ）
A．由于接触不良，导致电路中电流过大，插头与插座过热
B．由于接触不良，电路中没有电流通过，插头与插座是被热水烫热的
C．由于接触不良，导致电路中总功率过大，插头与插座过热
D．由于接触不良，导致接触处电阻过大，插头与插座过热
【答案】D
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；
根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致插头与插座温度升高、过热．
故选D．
【分析】插头、插座串联在电路中，当接触不良时，该处的电阻会增大，利用焦耳定律分析接触处局部过热，据此分析判断．
12．王爷爷家的电热毯坏了，通过检查发现，是里面的电阻丝断了，为了省钱，王爷爷打算把电阻丝断头接上继续使用，孙子小明赶紧制止了他，说这样做虽然能勉强用一段时间，但很快又会在搭接处烧断，很不安全，原因是（ ）
A．电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热
B．电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热
C．电阻丝上搭接处电流比其他处电流小，造成局部过热
D．电阻丝上搭接处电流比其他处电流大，造成局部过热
【答案】B
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位较少，电阻较大，故A错误；
因串联电路中各处的电流相等，所以，电阻丝上搭接处的电流与其他处的电流相等，故CD错误；
由焦耳定律公式Q=I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，
因此，电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热，很快又会在搭接处烧断，故B正确．
故选B．
【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电阻丝和其他地方的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电阻丝的接头处由于接触不良，电阻增大，电流产生的热量多，据此分析原因．
13．（粤沪版物理九年级上册第十五章第四节探究焦耳定律同步练习）小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，发生这一现象的原因可能是（）
A．电压太高 B．导线太粗 C．导线太短 D．导线太细
【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】电饭锅与电源线串联，流过它们的电流和通电时间相等，由Q=I2Rt可知，电源线很热，说明电源线电阻产生的热量多，电源线电阻比较大．导体的电阻与导体材料.导体长度.导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料.长度一定，电阻较大，是因为电源线横截面积太小，电源线太细造成的．
【分析】由Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量跟电流.电阻大小和通电时间有关，电饭锅跟导线串联在一起，因此通电时间和电流大小相等时，插头处电源线发现很热，说明此处电阻大．电阻的大小又与导线的长度和粗细有关，导线越长.越小电阻越大．
14．一度电用途很大，关于它的下列说法，不正确的是（ ）
A．额定功率200W的洗衣机工作5小时
B．额定功率1000W的空调工作1小时
C．额定功率40W的日光灯工作25小时
D．额定功率40W的电烙铁工作40小时
【答案】D
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：A．额定功率200W的洗衣机工作5小时消耗的电能：W1=P1t1=200×10﹣3kW×5h=1kW h=1度，故A正确，不符合题意；
B．额定功率1000W的空调工作1小时消耗的电能：W2=P2t2=1000×10﹣3kW×1h=1kW h=1度，故B正确，不符合题意；
C．额定功率40W的日光灯工作25小时消耗的电能：W3=P3t3=40×10﹣3kW×25h=1kW h=1度，故C正确，不符合题意；
D．额定功率40W的电烙铁作40小时消耗的电能：W4=P4t4=40×10﹣3kW×40h=1.6kW h=1.6度，故D不正确，符合题意．
故选D．
【分析】用电器正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出选项中用电器消耗的电能，进一步得出符合题意的答案．
15．（2016·南宁）电炉通电一段时间后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热，这主要是因为（ ）
A．通过导线的电流大于通过电炉丝的电流
B．导线的电阻远大于电炉丝的电阻
C．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
D．导线的电阻远小于电炉丝的电阻
【答案】D
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】解：电炉丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，
由于Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，
即电阻越大，相同时间内产生的热量越多．
故选D．
【分析】电炉丝和导线串联，通过的电流相等，通电时间相同，利用焦耳定律Q=I2Rt分析．本题考查串联电路的规律，应明确两电阻串联时，电路中的电流是相等的；同时应注意该现象的根本原因是因为发热量不同造成的．
二、填空题
16．若通过阻值为20Ω的电阻的电流为1A，则10s内电流产生的热量为 J．
【答案】200
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】解：定值电阻10s内电流产生的热量：
Q=I2Rt=（1A）2×20Ω×10s=200J．
故答案为：200．
【分析】知道定值电阻的阻值和通过的电流以及通电时间，根据焦耳定律求出电流产生的热量．
17．据报道，南宁市区日常3000t生活垃圾，而“垃圾是放错位的资源”，利用垃圾发电可缓解城市垃圾过多带来的问题．若完全燃烧1t的生活垃圾可发电210kW h，则完全燃烧3000t生活垃圾可发电 kW h．这些电能可供功率为1kW的空调正常工作 h，可以使 kg的水温度升高60℃．[不计热量损失，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）]．
【答案】6.3×105 ；6.3×105 ；9×106
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：（1）每燃烧1t生活垃圾可发电210kW h，所以燃烧3000t生活垃圾发出的电能为：
W=210kW h/t×3000t=6.3×105kW h；
（2）由P=得：t===6.3×105h；
（3）由题意可知，水吸收的热量：
Q吸=W=6.3×105kW h=2.268×1012J，
由Q吸=cm△t可得水的质量：
m水===9×106kg．
故答案为：6.3×105；6.3×105；9×106．
【分析】（1）已知燃烧生活垃圾的质量和每燃烧1t生活垃圾可发电210kW h，可求生活垃圾全部用于发电，可获得的电能．
（2）已知空调功率，利用t=求出工作时间；
（2）根据W=Pt求出发电机1h发出的电能即为水吸收的热量，利用Q吸=cm△t求出升高水温的质量．
18．（2021九上·密山期末）如图是某电热水壶加热和保温电路原理图，R1=44Ω，R2=440Ω，当开关S1断开，S2闭合，电热水壶处于 状态；该电热水壶的加热功率是 W．
【答案】保温；1100
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：当开关S1断开，S2闭合，两电阻串联，电阻最大，由于电压一定，则由P=可知此时电功率最小，处于保温状态，
当开关S2断开，S1闭合，R2断路，R1单独工作，电路中电阻最小，由于电压一定，则由P=可知此时电功率最大，处于加热状态，
此时的电功率为：P===1100W．
故答案为：保温；1100．
【分析】当开关S1断开，S2闭合，两电阻串联，在电压一定时，根据P=分析解答其状态；利用以上公式求解功率．
19．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）英国物理学家 通过大量的实验探究，最先精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即Q=I2Rt．为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为 的单位。
【答案】焦耳；热量（能量）
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出Q=I2Rt．为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量（能量）的单位。故答案为：焦耳；热量（能量）
【分析】在大量实验的基础上，英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系，即发现了焦耳定律。
20．（2016·遂宁）如图是小宇家的电子式电能表．有一天他洗澡，关闭了家里其它用电器，只让家里标有“2000W”的电热淋浴器正常工作，发现电能表指示灯闪烁了600imp时．淋浴器内满箱水温从23℃升高到43℃，则消耗的电能是 kW h，通电时间是 min；如果水吸收的这些热由完全燃烧0.021m3的天然气提供（q天然气=4.0×107J/m3 C水=4.2×103J/（kg ℃）不计热量的损失）；水箱内水的质量是 kg；水箱内水内能的改变是通过 实现的；在用电吹风吹干头发时，发现吹热风比吹冷风更容易让头发变干，这是由于 ．
【答案】0.2；6；17.14；热传递；热风的温度比冷风温度高
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：3000imp/kW h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗 kW h的电能， 指示灯闪烁600次，电路消耗电能为：W=600× kW h=0.2kW h；由W=Pt可知，通电时间：t= =0.1h=6min；由W=Q吸=cm△t可知，水的质量：m= = ≈17.14kg；
水箱内水内能的改变是通过热传递方式实现的；
在用电吹风吹干头发时，是由于水的蒸发过程，而热风的温度比冷风温度高，因此吹热风比吹冷风更容易让头发变干．
故答案为：0.2；6；17.14；热传递；热风的温度比冷风温度高．
【分析】3000imp/kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，或者表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗 kW h的电能，求出指示灯闪烁300次电路中消耗的电能；根据W=Pt的变形即可求出通过时间；根据W=Q吸=cm△t求出水的质量；
改变内能的方式有热传递和做功；
影响蒸发的因素有：温度、液体的表面积以及液体表面上方的空气流动．本题综合考查了电能表的参数的理解与电能的求法、热量的计算，功率计算公式的应用，以及改变内能的两种方式和影响蒸发快慢的因素灯，这是电学和热学的综合类型习题，一定要熟练掌握．
三、解答题
21．家用电器中有时会发生短路现象，例如，改装电器时，不小心使火线和零线直接连通造成短路，电线绝缘皮刮破或烤焦，电线盒用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路．根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容．阅读后，请你根据所学的物理知识解释：短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因．
【答案】【解答】答：根据I=可知，短路时，火线与零线直接接触，电路中只有导线，导线的电阻很小，电源电压不变，所以电路中的电流非常大；
根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，导线上的电流越大，产生的电热越多，使得导线的温度急剧升高，很容易造成火灾．
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】导线的电阻很小，根据欧姆定律解释短路时电流非常大的原因，根据焦耳定律解释很容易造成火灾的原因．
四、综合题
22．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）文文和丽丽同学设计了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”．
（1）请说明在实验中，控制相同的主要因素有 ，观察的主要现象是 ；
（2）实验过程中丽丽发现实验现象并不明显，可能的原因是什么？（写出两种） 、 ；
（3）文文用电热器给水加热，观察到水沸腾后继续加热，水的温度却保持不变．文文认为既然水没有变得更热，那么电热器所供给的能量跑到水蒸气里了，请你从做功和热传递角度分别举一例，证实水蒸气有较多能量。
【答案】（1）电流相等；气球膨胀的大小
（2）电源电压太低；装置气密性不好
（3）从做功角度：生活经验--①水沸腾时，继续加热，水蒸气能把壶盖顶起；②水沸腾变成水蒸气，能为机械提供动力．实验现象--①水沸腾时，继续加热，试管的塞子能被冲出；②水沸腾时，继续加热，水蒸气能推动叶轮转动．从热传递角度：生活经验--①水沸腾变成蒸气能为城市的集中供热提供优越的方式；②100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤更严重．实验现象--①实验能说明沸水与同温度的蒸汽给物体加热效果不同；②水沸腾时，继续加热，产生较多蒸汽能把馒头较快蒸熟．
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】（1）控制在电流相同的条件下，相等时间内，观察比较两个气球膨胀的程度，判断电流产生的热量跟电阻大小的关系．（2）实验现象不明显的原因：装置气密性不好（气球漏气）；球皮太厚；电阻R1、R2的阻值相近；电源电压太低（电流太小）．（3）故答案为：（1）电流相等；气球膨胀的大小；（2）电源电压太低；装置气密性不好；（3）如上分析．
【分析】串联电路中电流处处相等，通电时间相同；电流产生的热量不能直接看出来，是通过气球膨胀的大小来反映的，气球膨胀越大，电流产生热量越多；
电热和电阻有关，当电流和能电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多；
水沸腾时，虽然继续加热，但温度保持不变，所加的热量正好用来完成沸腾，即使液态的水变为气态，生活经验--水沸腾时，继续加热，水蒸气能把壶盖顶起。
23．如图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具，用于材料涂胶．它的内部有两只相同的PTC（正温度系数）加热元件．其工作电路如图乙所示．扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关同时掷向A、B，枪口冒出胶液；松动扳机，联动开关同时掷向B、C．单只PTC元件的电阻随温度的变化图象如图丙所示．求：
（1）热熔胶枪工作时，发生的能量转化为 ，当松动扳机时电路的连接方式是
（2）当松动扳机且温度为170℃时，0.5min电路产生的热量是多少？
（3）热熔胶枪工作时的最大功率是多少？
【答案】（1）电能转化为内能；串联
（2）分析乙、丙图可知，松动扳机且温度为170℃时，R1与R2串联，且R1=R2=1210Ω R=R1+R2=2420Ω
故电路中的电流为：
I=A
Q=I2Rt=（A）2×2420Ω×30s=600J
（3）当温度为70℃，扣动扳机时，R1与R2并联，且R1=R2=880Ω
此时可达最大功率：
P最大==110W．
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】解：（1）热熔胶枪工作时，将电能转化为内能；松动扳机，联动开关同时掷向B、C，
由电路图可知当松动扳机时，电路的连接方式是串联；
【分析】（1）热熔胶枪工作时，消耗电能，加热胶棒，将电能转化为内能；由电路图可知当松动扳机时，电路的连接方式是串联；
（2）分析乙、丙图可知，松动扳机且温度为170℃时，R1与R2串联，利用欧姆定律求出电流，再利用焦耳定律公式求出产生的热量；
（3）扣动扳机时，R1与R2并联，当温度为70℃，R1=R2此时利用公式P= 求出各自功率，再求出最大功率．
五、计算题
24．（2016·广东）如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两档功率，档位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W档将汤煮至100℃，然后自动跳至400W档进行保温慢炖，设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为4.0×103J/（kg ℃）．求：
①若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min，在此过程中汤吸收的热量是多少？电炖锅的效率是多少？
②R1的阻值是多少？
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由．
【答案】①汤吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.0×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）
=9.6×105J．
加热功率P加热=1000W，加热时间t=20min=1200s，
由P= 得，电炖锅消耗的电能：
W=P加热t=1000W×1200s=1.2×106J，
则电炖锅的效率：
η= ×100%
= ×100%
=80%．
②当开关S接“a”位置时，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，此时电炖锅处于加热状态，
由P= 得，电阻R1的阻值：
R1= = =48.4Ω．
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置；
理由是：当开关S跳至“b”位置时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，此时电炖锅处于保温慢炖状态．
答：①在此过程中汤吸收的热量是9.6×105J；电炖锅的效率是80%；
②R1的阻值是48.4Ω；
③电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置；
当开关S跳至“b”位置时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，
根据P= 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，此时电炖锅处于保温慢炖状态．
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】①知道汤的比热容、质量、初温和末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出在此过程中汤吸收的热量；根据W=Pt求出电炖锅消耗的电能，然后利用η= ×100%求出电炖锅的效率；②当开关S接“a”位置时，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，根据P= 可知，此时电炖锅处于加热状态，然后根据R= 求出R1的阻值；③知道加热功率和保温慢炖功率，根据P= 可得出电路电阻大小，进而知道开关S的接入的位置．
本题考查了学生对吸热公式、电功率公式及效率公式等知识掌握和应用，关键是电热器加热和保温状态的判断以及电功率公式的灵活应用，要注意单位的换算．
25．（2016·湘西）图甲是一种新型家用电器﹣电压力锅，图乙是某型号电压力锅工作电路简图，表中数据是其部分参数．其中R是主加热器，R0是保压加热器．接通电路后，开关S自动与触电a、b接通，开始加热．当锅内温度达到105℃．开光S自动与a、b断开，开始保压，此时锅内水温不高，且未沸腾．现将5kg初温为25℃的水加入电压锅中，接通电路使其正常运行30min，热量损耗不计，已知水的比热容为4.2×103J/kg ℃）．求
额定电压（V） 220
主加热噐额定功率（W） 880
保压加热器额定功率（W） 120
保压温度（℃） 105
最大盛水量（kg） 6
①电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻
②电压力锅多少min后开始保压？
③电压力锅在此30min内保压时所消耗的电能．
【答案】①已知主加热噐额定功率P主加热=880W，根据P= 可得，电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻：R= = =44Ω；②水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（105℃﹣25℃）=1.68×106J，消耗的电能：W加热=Q吸=1.68×106J，根据W=Pt，电压力锅加热到开始保压的时间：t加热= = =1680s=28min；③加热时消耗的电能： W加热=P加热t加热=880W×1680s=1.4784 ×106J30min内保压的时间：t保压=t﹣t加热=30×60s﹣1680s=120s，保压时消耗的电能：W保压=P保压t保压=120W×120s=1.44×104J，电压力锅在此30min内消耗的电能：W=W加热+W保压=1.4784 ×106J+1.44×104J=1.4928×106J．答：①电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻为44Ω；②电压力锅28min后开始保压；③电压力锅在30min内消耗的电能为1.4928×106J．
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】①根据主加热器额定功率和额定电压可求得电压力锅加热时R的阻值；②先根据密度公式求出水的质量，再根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水温度达到105℃时吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据W=Pt求出电压力锅多需要多少时间开始保压；③30min减去加热到保压的时间极为保压时的时间，根据W=Pt求出保压时消耗的电能，然后加上加热时消耗的电能即为电压力锅在30min内消耗的电能．
本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，关键是知道正常工作30min是指加热时间和保压时间的和．
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