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人教版物理九年级18.4焦耳定律 同步练习
一、单选题
1．（2022九下·黄冈月考）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，下列说法不正确的是（ ）
A．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
B．用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”
C．图乙实验通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更多
D．通电后，透明容器中电阻丝内能增大和空气内能增大的方式是相同的
2．（2021九上·岑溪期末）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．手机 B．电暖气 C．电冰箱 D．电风扇
3．（2021九上·高要期末）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2021九上·凤山期末）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
5．（2021九上·林甸期末）如图，是小聪设计的探究“电流热效应与什么因素有关”实物电路，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等初温相同的煤油，电阻丝R1＞R2.下列说法中不正确的是（ ）
A．该装置即可探究电流热效应与电阻的关系，又可探究与电流的关系
B．实验中，采用了电阻丝产生热量多少转换为温度计示数的高低
C．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
D．只需将某一个烧瓶中的煤油换成等质量的水，便可探究煤油和水的吸热能力
6．（2021九上·崇左期末）图为探究焦耳定律的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2闭合开关后（ ）
A．通过R1的电流大于R2的电流
B．甲管中液面上升比乙慢
C．该实验装置可探究电热与电流的关系
D．要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
7．（2021九上·南丹期末）下列属于利用电热的是（ ）
A．电热水器装有发热管 B．电脑机箱内有小风扇
C．电动机外壳有许多散热片 D．电视机的后盖有很多孔
8．（2021九上·勃利期末）有一只电烙铁（内部可看成电阻丝），如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，下面几种改装方法可行的是（ ）
A．把电阻丝剪去一小段 B．更换一根较粗的电阻丝
C．与电阻丝串联一个电阻 D．与电阻丝并联一个电阻
9．（2022九上·花都期末）电炉工作时，电炉丝产生的热量比导线多，电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线不太热，根据焦耳定律分析可得，其主要原因是（ ）
A．通过电炉丝的电流较大 B．电炉丝的电阻较大
C．电炉丝通电的时间较长 D．导线的电阻较大
10．（2021九上·海珠期末）下图是探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置，两个透明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。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
B．可探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系
C．若要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，R3的阻值必须是5Ω
D．若将R1换成10Ω的电阻，可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
二、填空题
11．（2022九下·定远月考）一台电动机正常工作时两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为3Ω，那么它的1min内产生的热量为 J，消耗的电能为 J，这台电动机电能转化为机械能的效率为 %。
12．（2022九下·兴化月考）某吊扇的电动机工作时电压为220V，线圈中电流为0.3A，线圈电阻为50Ω，该电动机工作1s消耗的电能为 J，产生的热量为 J
13．（2021九上·鸡西期末）石墨烯是一种高分子构成的片状结构材料，我国95后天才少年曹原带领团队成功使这种材料在一定条件下电阻降为零。该条件下石墨烯属于 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）。该材料不能用于电饭锅的发热丝，因为电饭锅工作时，是将电能转化为 能。
14．（2021九上·南丹期末）如图甲所示，图中阴影部分的面积在数值上等于物体在2s内通过的路程。某电饭煲的工作原理是根据 工作的；该电饭煲的电功率与时间的关系如图乙所示，联系甲乙两图，则该用电器80s消耗的电能是 J。
15．（2021九上·德惠期末）如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据 （选填“气体”或“液体）的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少。已知R1＝10Ω，R3＝5Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2＝ Ω。若通电一段时间后，左侧液面明显上升，右侧液面无变化则可能是 （选填“R2”或“R3”）断路。若将R3和R2并联后接入右边密闭容器中、则可研究电流产生的热量与 的关系。
16．（2021九上·杜尔伯特期末）如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与 关系的实验装置。通电一段时间后，U形管中液面高度差左侧将比右侧 （选填“大”或“小”）
17．（2021九上·中山期末）许多重大火灾都是因供电线路上某些连接处接触不良造成的．当线路连接处接触不良时，该处的电阻将 （选填“变大”“不变”或“变小”），由于电流的 效应导致局部过热，也可能引发火灾．.在电路中安装熔断器 （选填“能”或“不能”）防止这种火灾事故的发生．
18．（2021九上·大化期末）有一台电动机，额定电压为3V，额定电流为1A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，这台电动机正常工作1min，产生的热量为 J，输出的机械能为 J。
19．（2021九上·密山期末）两个电热器的电阻之比是3∶2，如果将他们串联在一电路中，在相同的时间里，它们产生的热量之比是 。若将它们并联在同一电路中，在相同时间里，它们产生的热量之比是 。
20．（2021九上·天峨期末）某电饭煲设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S闭合时，电饭煲处于 （填“加热”或“保温”）状态；若R1∶R2=1∶24，则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比为 。
三、作图题
21．（2020九上·惠山期末）如图是探究“影响电流热效应因素”实验装置的一些器材，将R1、R2、R3三电阻丝密封在三只完全相同的烧瓶内，且R1= R3=10Ω，R2=5Ω，瓶内装入等质量的煤油，小梁选择了两个电阻进行探究电流产生热量与电阻关系，请你把实物图连接好。
四、实验探究题
22．（2022九下·姜堰月考）课本小实验：
（1）图甲可以用来研究“电流做功的多少与电压关系”，将两个阻值不同的白炽灯串联接在电路中，闭合 开关，调节滑动变阻器，观察 和 ，进一步分析就能顺利得出实验结论．
（2）图乙所示是“探究电流的热效应与电阻大小关系”的实验装置图．A、B 两瓶煤油中都浸泡着一段金 属丝，A 瓶内的金属丝电阻较小．实验中应使两瓶中盛装的煤油质量 （选填“相等”或“不相等”）．当 开关闭合后， （选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快，为了探究电流热效应与电流大小 的关系还需要添加的测量工具是 ．
（3）丙图是研究短路引起熔丝熔断的实验，则应该将导线接在 两点间造成短路，引起熔丝熔断．
23．（2021九上·中山期末）某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关，如图所示，透明容器内通过U形管中液体密封着等量空气，密闭容器中都有一段电阻丝，a、b、c、d、e、f是接线柱，通电前U形管中液面相平。请回答下列问题：
（1）要探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，请你用笔画线代替导线，将图甲的器材连接成实验电路；
（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 ；
（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流相同、通电时间相同的情况下， 越大的电阻丝所产生的热量越多；
（4）将如图乙装置接入电路，经检查装置和电路完好，闭合开关进行实验探究，观察到右侧U形管中液面高度的变化较 ，可得到的结论是： 。
24．（2021九上·浈江期末）如图所示是小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，在探究电流通过导体时产生的热量小明提出了下列猜想：
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。
（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：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，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；
①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）如果将两电阻丝改为并联，能否合理完成对猜想B的方案设计？ 。请你说明理由 。
五、计算题
25．（2022九下·肇州月考）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
热风温度 50~75℃
额定功率 热风时：990W
冷风时：110W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V10（20A）；3000r/(kW·h)”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
26．（2022·郑州月考）如图甲所示是一种电热水龙头，图乙是它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水，铭牌上相关参数如下表。求解下列问题：（不计温度对电阻的影响）
额定电压 220V
频率 55Hz
额定功率 保温挡 1100W
加热档 3.3kW
（1）S旋到 位置时，水龙头流出热水。（选填“0”、“1”或“2”）
（2）电热丝R1和R2的阻值是多大？
（3）某次使用该龙头加热水时，水的初温为20℃，加热15s，得到0.5L、末温42℃的热水，求电热水龙头的效率。（小数点后保留1位小数）c水＝4.2×103J/（kg ℃）
27．（2021九上·鸡西期末）在综合实践活动中，小星设计了一种电热饮水机电路。如图甲所示，和均为电热丝，是自动控制开关，可实现低档、高档之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系如图乙所示，求：
（1）低档位工作时，通过电阻的电流；
（2）电阻的阻值；
（3）前内电路产生的热量。
六、简答题
28．（2021九上·富裕期末）如图，小明的爸爸买了一只电炉，使用时小明发现电炉丝已经热得发红，而与电炉丝相连的铜导线却几乎不发热。这是为什么？
29．（2021九上·前进期末）美的牌电饭煲独创的密封防烫结构，它具有三层防烫，自然保温，安全密封等优点，可以让人安全、健康地吃到可口的饭菜（如图所示）。细心地同学会发现，每次煮饭时，锅体很热，但与之相连的导线却不怎么热？你能解释一下这个现象么。
30．（2021九上·会宁期末）处处留心皆学问，请用你所学物理知识解释下面生活现象：家庭电路中，电炉丝和铜导线串联接在电路中，通电后，电炉丝热的发红发热而铜导线却不怎么热。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．图乙中左右两个容器中电阻大小都是5Ω，左边电阻在干路上，右边电阻在支路上，两个电阻中的电流大小不同，所以，可以探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系，A正确，不符合题意；
B．图甲中两电阻串联，电阻不同，电流相同， 10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线，也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，B正确，不符合题意；
C．图乙中，电阻相同，左侧容器电阻中通过的电流更大，根据公式Q=I2Rt可知，左侧容器中电阻产生的热量更多，C正确，不符合题意；
D．透明容器中电阻丝内能增大是电流做功，电能转化为内能，是能量的转化，空气内能增大是热传递，是能量的转移，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】温度不同的物体间，通过热传递改变内能；探究电流产生热量和电流的关系，保持电阻相等；探究电流产生热量和电阻的关系，要保持测量相等。
2．【答案】B
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】A．手机是将电能主要转化为光能，A不符合题意；
B．电暖气将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，B符合题意；
C．电冰箱是利用电能转化为机械能，让压缩机工作，C不符合题意；
D．电风扇将电能转化为机械能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。
3．【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，根据电阻串联和并联的特点可知，四个图中电路的总电阻关系为
由题知，甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等，由
可知，C图中电路的总电阻最大，相同时间内产生的总热量最少。ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】由图比较四个电路中电阻的连接情况，再根据焦耳定律
分析解答。
4．【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】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。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过它们的电流相等，它们的通电时间相同，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律分析判断。
5．【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．该装置中两电阻丝串联，且电阻丝R1＞R2.，通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，所以，即可探究电流热效应与电阻的关系；若将其中任一电阻丝作为研究对象，通过变阻可改变电路的电流大小，控制通电时间相同，则又可探究与电流的关系，A正确，不符合题意；
B．根据转换法，实验中，采用了电阻丝产生热量多少转换为温度计示数的高低，B正确，不符合题意；
C．电阻丝R1＞R2.，通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，由Q=I2Rt知道，闭合开关后，装R1 电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快，C正确，不符合题意；
D．因电阻丝R1＞R2.，由Q=I2Rt知道，在相同时间内两电阻丝吸热不同，所以，无法探究煤油和水的吸热能力，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察，但可使等质量初温相同的煤油吸收热量，根据Q=cm△t，煤油温度升高越高表示电热丝产生的热量越多，采用了转换法；由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析。
我们使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法。
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
6．【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．由图可知，R1、R2串联在电路，根据串联电流规律，通过R1的电流等于R2的电流，A不符合题意；
B．根据焦耳定律
R1的电流等于R2的电流，R1的电阻小于R2的电流，则
本实验中用U形管中液面高度差的变化来反映电阻产生热量多少，则甲管中液面上升比乙慢，B符合题意；
C．要探究电热与电流的关系，需控制电阻和通电时间相同，电流不同，本实验中可以通过调节滑片位置来改变电流，但无计时工具来控制通电时间相同，C不符合题意；
D．如图所示，滑动变阻器接入左上和右下接线柱，即接入电阻丝右端在电路中，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向右移动，使接入电路电阻丝电阻减小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法；由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；由焦耳定律Q=I2Rt结合转换法和串联电路电流的规律分析；由欧姆定律分析电路中电阻的变化，从而判定滑片的移动方向。
7．【答案】A
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】电热可供利用，但有时也有危害。
A．电热水器装有发热管，电能转化为内能，属于利用电热，A符合题意；
B．电脑机箱内有小风扇是为了及时散热，B不符合题意；
C．电动机外壳有许多散热片是为了及时散热，C不符合题意；
D．电视机的后盖有很多孔是为了通风散热，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电能转化为内能，是电流的热效应。
8．【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】AB．电烙铁属于电热器，工作时把电能转化为内能，所以有W=Q=I2Rt，根据欧姆定律，有推导式。因此在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，可以增大电阻的阻值。把电阻丝剪去一小段、更换一根较粗的电阻丝，都是让电阻丝的阻值变小，AB不符合题意；
CD．由焦耳定律Q=I2Rt可知，可以与电阻丝串联一个电阻，电路总电阻变大，通过电阻丝的电流变小，相等时间内产生的热量减少。若与电阻丝并联一个电阻，由于并联电路各支路独立工作，互不影响，所以对电阻丝产生热量的多少无影响。C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在电路中串联电阻，总电阻变大，电功率减小，根据电压、电阻和时间计算电流产生的热量。
9．【答案】B
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】电炉工作时，导线与电炉丝串联，根据串联电路电流规律，两者的电流相同，同时工作，通电时间相同，根据焦耳定律
，在通电时间和电流相同时，电流通过导体产生的热量与电阻大小成正比，电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线不太热，是因为电炉丝的电阻较大，导线的电阻较小。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】电流产生的热量和电流大小有关，和电阻有关，和时间有关。
10．【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．容器中两加热电阻相等，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系，A不符合题意；
B．只观察一侧容器，通电时间越长，U型管内液面高度差越大，说明电阻产生的热量与通电时间有关，B符合题意；
C．R3不一定是5Ω，R3可以是任何阻值的电阻，都满足流过R1的电流大于流过R2的电流，从而可以探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，C不符合题意；
D．若R1=10Ω，则R1不等于R2，流过R1的电流不等于流过R2的电流，没有控制电流大小不变，所以无法探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，D不符合题意。
故答案为：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，实验中采用的是控制变量法：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通电时间关系时，控制电流和电阻不变；探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。
11．【答案】1.8×104；1.32×105；86.4
【知识点】电功的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】线圈电阻1min内产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×3Ω×60s=1.8×104J电动机1min消耗的电能W电=UIt=220V×10A×60s=1.32×105J电动机1min输出的机械能W=W电﹣Q=1.32×105J﹣1.8×104J=1.14×105J
这台电动机电能转化为机械能的效率
【分析】根据电流、电阻和时间，可以计算电流产生的热量；利用电压、电流和时间的乘积，计算消耗的电能；利用电能和电热的差，计算产生的机械能；机械能和电能的比值，计算电动机效率。
12．【答案】66；4.5
【知识点】电功的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】该电动机工作1s消耗的电能为
该电动机工作1s产生的热量为
【分析】根据电压、电流和时间的乘积，计算消耗的电能；利用电流、电阻和时间，可以计算产生的热量。
13．【答案】超导体；内
【知识点】超导体特点及作用；电流的热效应
【解析】【解答】根据题意知道，石墨烯在一定条件下电阻可以降为零，所以，该条件下石墨烯属于做超导体。
由于超导体的电阻为0，不会产生电热，而电饭锅的发热丝是利用电流热效应将电能转化为内能，所以，它们不能使用超导体。
【分析】电阻为零时，是超导体；电流产生热量，将电能转化为内能。
14．【答案】电流的热效应；120
【知识点】电功的计算；电流的热效应
【解析】【解答】电饭煲工作时就是将电能转化为内能，所以，电饭煲的工作原理是根据电流的热效应工作的。
由图甲知道，图中阴影部分的面积在数值上等于物体在2s内通过的路程，即s=vt，同理乙图功率P和时间t围成图形的面积在数值上等于在80s消耗的电能。由图乙知道，80s内功率P与时间t围成的图形为一个下底是80s，上底是60s-20s=40s
高是是2W的梯形，该用电器80s消耗的电能是
【分析】将电能转化为内能的用电器，利用了电流的热效应；根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能。
15．【答案】气体；10；R2；电阻
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映。
研究电流产生的热量与电流的关系，需控制两个电阻和通电时间相同，通过的电流不同，R1＝10Ω，故R2＝10Ω。
图中，电阻丝R2与R3并联后再与电阻丝R1串联，在做图乙的实验时，观察到左侧U形管中液面很快出现高度差，右侧U形管中液面高度差为零，说明电阻丝R1能够产生热量，电阻丝R2没有产生热量，原因是电阻丝R2断路。
若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，与R1串联在电路中，左右两容器中电阻通过的电流和通电时间相同，但容器内总电阻与R1电阻不同，所以可以探究电热与电阻大小的关系。
【分析】探究电流产生热量的影响因素时，根据密闭空气盒中气体的热胀冷缩反应电热的多少；探究电流产生热量和电流的关系时，电阻保持相等；电阻断路，没有电流通过，不产生热量；当不同电阻串联时，可以探究电流产生热量和电阻的关系。
16．【答案】电流大小；大
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】由图可知，作为研究对象的两盒中的电阻丝阻值相同，通电时间相同，通过两电阻丝的电流不同，所以， 如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与电流大小的实验装置。
由图可知，右侧盒中的电阻丝在支路中，通过左侧电阻丝的电流比通过右侧电阻丝的电流大，而它们的电阻值、通电时间相同，根据焦耳定律可知，通电一段时间后，左侧电阻丝产生的热量多，U形管中液面高度差左侧将比右侧大。
【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流关系时，控制通电时间和电阻不变；利用Q=I2Rt可知两侧电阻产生热量的关系。
17．【答案】变大；热；不能
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】线路连接处由于接触不良，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此该处的电阻变大；
由于电流的热效应，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流相同、时间相同的情况下，电阻增大，线路连接处产生了更多的热量，因此可能引发火灾．
因为电阻增大时不会引起电路中的电流过大，所以在电路中安装熔断器不能防止这种事故的发生．
【分析】当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；由于电流的热效应，根据焦耳定律可知接触处会产生大量的热量，是局部过热，温度升高，从而引发火灾；在电路中电流过大时，熔断器产生的热量增大而熔断，起到保护电路的作用。
18．【答案】30；150
【知识点】电功的计算；焦耳定律
【解析】【解答】电动机正常工作1min，产生的热量为
电动机正常工作1min，消耗的电能为
所以输出的机械能为
【分析】根据W=UIt求出消耗的电能；根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量；消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。
19．【答案】3∶2；2∶3
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】两个电热器串联在一电路中，电流处处相等，根据焦耳定律可知，在相同的时间里产生的热量之比与电阻之比相等，即电阻之比3∶2；若将它们并联在同一电路中，两端电压相同，根据可知，在相同的时间里产生的热量与电阻成反比，即为2∶3。
【分析】根据电流、电阻和时间，计算电流产生的热量；再计算热量比；根据电压、电阻和时间可以计算热量和热量比值。
20．【答案】加热；1∶25
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R2被S2短路，电路中电阻最小，由可知，在电压一定时，此时电功率最大，电饭煲处于加热状态。
由题意可知，R1∶R2=1∶24，则R2=24R1
保温和加热时，电源电压不变，且加热时间相同，则有U1∶U2=220V∶220V=1∶1，t1∶t2=5min∶5min=1∶1
则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比
【分析】在电路中，串联的电阻越大，总电功率越小；根据串联电路电阻规律，计算总电阻；利用电压和电阻，结合时间计算产生的热量。
21．【答案】解：如图所示：
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】探究电流产生热量与电阻关系，需保证电流一定，电阻不同，所以选择R1、R2串联，如下图所示：
【分析】要探究电阻大小对导体产热的影响，需要控制电流和通电时间相同，故应设计为串联电路。
22．【答案】（1）小灯泡亮度；电压表示数
（2）相等；B；秒表
（3）BD
【知识点】电路的三种状态；电流的热效应
【解析】【解答】（1） 研究“电流做功的多少与电压关系”实验中，灯泡亮度反应电流做功多少，所以实验中，要观察灯泡亮度和电压表示数，通过实验数据和现象，进一步分析得出实验结论；
（2）根据控制变量法原理。实验中应使两瓶中盛装的煤油质量相等；
两电阻丝串联，通过两电阻丝电流相等，A 瓶内的金属丝电阻较小，相同时间内A瓶中电阻丝产生的热量少，所以A瓶中温度计示数上升比B瓶中温度计示数上升较慢；
为了探究电流热效应与电流大小的关系，可以将两电阻丝分别单独接入电路，还需要用秒表测量相同时间内，A，B电阻丝产生的热量大小；
（3）丙图是研究短路引起熔丝熔断的实验，则应该将导线接在BD间，让灯泡短路，只有CD间的熔丝接入电路。
【分析】（1） 研究“电流做功的多少与电压关系”实验中，灯泡亮度反应电流做功多少；
（2）根据控制变量法原理。实验中应使两瓶中盛装的煤油质量相等；探究电流的热效应与电阻大小关系关系时，控制电流和时间相同，探究电流热效应与电流大小的关系时，控制电阻和时间相同；
（3）研究短路引起熔丝熔断的实验，让电路中其他用电器短路，只让熔丝接入电路。
23．【答案】（1）解：如图所示：
（2）转换法
（3）右；电阻
（4）小；在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大产生的热量越多
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，所以选择两个不同电阻串联，从电源正极依次串联开关、滑动变阻器、右侧电阻装置、左侧电阻装置以及回到电源负极，如图所示：
（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（3）因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等，由
可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大，所以右侧U形管中的液面变化较大。此实验现象表明：在电流和通电时间均相同的情况下，电阻越大，所产生的热量越多。
（4）图乙中，右侧两电阻并联后与左侧电阻串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过左侧电阻丝的电流等于右侧两电阻并联后的总电流，故通过右侧U形管中的电流小于通过左侧U形管中的电流，由
可知，在电阻和通电时间相同时，左侧电流较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，左侧气体膨胀更大，所以右侧U形管中的液面变化较小。此实验现象表明：在电阻和通电时间均相同的情况下，电流越大，所产生的热量越多。
【分析】（1）连接电路时注意变阻器的接法。
（2）液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。
（3）由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答。
（4）探究电流产生热量跟通电电流关系时，控制通电时间和电阻不变。
24．【答案】（1）有关
（2）能；C
（3）不能；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，根据欧姆定律可知，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，所以猜想B不可行。
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）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，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，根据欧姆定律可知，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，所以猜想B不可行。
【分析】（1）当电流通电时间不同时，产生的热量不同，说明电流产生热量的多少和时间有关；
（2）在电流和时间相同时，电阻丝不同，产生的热量不同；总电阻较小时，电流较大，产生的热量较多；
（3）当电阻并联时，电流不同，不能探究电流产生的热量和电阻的关系。
25．【答案】（1）解：电吹风吹冷风时，通过电动机的电流
答：电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）解：当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝R2的电功率P2=P-P1=990W-110W=880W
电热丝的电阻
答：电热丝工作时的电阻是55Ω；
（3）解：电吹风吹冷风10min产生的热量（电流通过电动机产生的热量）Q1=I12R1t=(0.5A)2×0.8Ω×10×60s=120J
答：电吹风吹冷风30min线圈产生的热量是120J；
（4）解：转盘转了200圈，消耗的电能为
电吹风此时的实际功率
答：电吹风此时的实际功率是800W。
【知识点】电功率的计算；焦耳定律
【解析】【分析】（1）当吹冷风时，只有电动机工作，根据P=UI求出通过电动机的电流。
（2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝的功率等于电吹风吹热风时的功率减去吹冷风时的功率，根据P=求出电热丝R的电阻值。
（3）根据Q=I2Rt求出10min内电流通过电动机产生的热量。
（4）根据电能表的参数求出电吹风工作时消耗的电能；根据消耗的电能和通电时间，求出实际功率。
26．【答案】（1）2
（2）解：由表格可知，出温水功率P温水＝P1＝1100W
所以R1的阻值R1＝＝44Ω
加热档功率P热水＝3.3kW＝3300W
所以R2工作时的功率P2＝P热水﹣P1＝3300W﹣1100W＝2200W
所以R2＝＝22Ω
（3）解：0.5L水的质量为m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10-3m3＝0.5kg
水吸收的热量Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(42℃﹣20℃)＝4.62×104J
加热时间t＝15s，电流做功W＝P热水t＝3300W×15s＝4.95×104J
则此速热水龙头的加热效率η＝×100%≈93.3%
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)电源电压一定，根据P＝可知，S接0时，电路断路，不热水，出冷水；S接1时，只有R1接入电路，加热功率较小，出温水；S接2时，R1和R2并联接入电路，由并联电阻的规律，电路的电阻最小，加热功率最大，出热水。
【分析】（1）电阻并联时，电阻较小，电路的总功率较大；
（2）利用电压和电功率，可以计算电阻的大小；
（3）根据物体的密度和体积的乘积，计算质量，利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；利用电功率和时间的乘积，计算电流做的功；根据热量和电功的比值，计算点热效率。
27．【答案】（1）解：由图甲可知，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，为低温档，由图乙可知，此时电功率为44W，R1的电流为
答：低档位工作时，通过电阻R1的电流是0.2A
（2）解：当开关S1、S2闭合，R1、R2工作，为高温档，由图乙可知，电阻R2的电功率为P2=P P1=528W 44W=484W
R2的阻值为R2=U2P2=(220V)2484W=100Ω
答：电阻R2的阻值是100Ω；
（3）解：由图乙，前100s内电路处于高温档，产生的热量为Q=W=P高t=528W×100s=5.28×104J
答：前100s内电路消耗的电能是5.28×104J。
【知识点】电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据用电器的电功率和电压，可以计算电流；
（2）根据电压和电功率，计算用电器的电阻；
（3）利用电功率和时间的乘积，计算消耗的电能，产生的热量。
28．【答案】电炉丝和铜导线是串联的通过的电流相等，根据Q=I2Rt，电炉丝的电阻远大于铜导线的电阻，所以电流流过电炉丝产生的热量远大于铜导线产生的热量，由此电炉丝热的发红而与电炉丝相连的铜导线却不怎么热。
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】当电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。
29．【答案】电饭煲和与之相连的导线串联，通过它们的电流相等，电饭煲的电阻比导线大的多，根据可知，当电流和通电时间相同时，电饭煲产生热量比导线多的多，与它相连的导线却不怎么热。
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】电流产生的热量和导体的电流、电阻、通电时间有关，当电流和时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
30．【答案】导线与电炉丝串联，电流相同、通电时间相同，而电炉丝电阻比导线的电阻大的多，根据Q=I2Rt可知，电炉丝上产生的热量比导线上产生的热量多，所以电炉丝发红发热而铜导线却不怎么热。
【知识点】影响电阻大小的因素；焦耳定律
【解析】【分析】电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，因此在分析电流通过导体产热多少时应用控制变量法。
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人教版物理九年级18.4焦耳定律 同步练习
一、单选题
1．（2022九下·黄冈月考）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，下列说法不正确的是（ ）
A．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
B．用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”
C．图乙实验通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更多
D．通电后，透明容器中电阻丝内能增大和空气内能增大的方式是相同的
【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．图乙中左右两个容器中电阻大小都是5Ω，左边电阻在干路上，右边电阻在支路上，两个电阻中的电流大小不同，所以，可以探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系，A正确，不符合题意；
B．图甲中两电阻串联，电阻不同，电流相同， 10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线，也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，B正确，不符合题意；
C．图乙中，电阻相同，左侧容器电阻中通过的电流更大，根据公式Q=I2Rt可知，左侧容器中电阻产生的热量更多，C正确，不符合题意；
D．透明容器中电阻丝内能增大是电流做功，电能转化为内能，是能量的转化，空气内能增大是热传递，是能量的转移，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】温度不同的物体间，通过热传递改变内能；探究电流产生热量和电流的关系，保持电阻相等；探究电流产生热量和电阻的关系，要保持测量相等。
2．（2021九上·岑溪期末）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．手机 B．电暖气 C．电冰箱 D．电风扇
【答案】B
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】A．手机是将电能主要转化为光能，A不符合题意；
B．电暖气将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，B符合题意；
C．电冰箱是利用电能转化为机械能，让压缩机工作，C不符合题意；
D．电风扇将电能转化为机械能，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。
3．（2021九上·高要期末）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，根据电阻串联和并联的特点可知，四个图中电路的总电阻关系为
由题知，甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等，由
可知，C图中电路的总电阻最大，相同时间内产生的总热量最少。ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】由图比较四个电路中电阻的连接情况，再根据焦耳定律
分析解答。
4．（2021九上·凤山期末）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
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】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。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过它们的电流相等，它们的通电时间相同，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律分析判断。
5．（2021九上·林甸期末）如图，是小聪设计的探究“电流热效应与什么因素有关”实物电路，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等初温相同的煤油，电阻丝R1＞R2.下列说法中不正确的是（ ）
A．该装置即可探究电流热效应与电阻的关系，又可探究与电流的关系
B．实验中，采用了电阻丝产生热量多少转换为温度计示数的高低
C．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
D．只需将某一个烧瓶中的煤油换成等质量的水，便可探究煤油和水的吸热能力
【答案】D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．该装置中两电阻丝串联，且电阻丝R1＞R2.，通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，所以，即可探究电流热效应与电阻的关系；若将其中任一电阻丝作为研究对象，通过变阻可改变电路的电流大小，控制通电时间相同，则又可探究与电流的关系，A正确，不符合题意；
B．根据转换法，实验中，采用了电阻丝产生热量多少转换为温度计示数的高低，B正确，不符合题意；
C．电阻丝R1＞R2.，通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，由Q=I2Rt知道，闭合开关后，装R1 电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快，C正确，不符合题意；
D．因电阻丝R1＞R2.，由Q=I2Rt知道，在相同时间内两电阻丝吸热不同，所以，无法探究煤油和水的吸热能力，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察，但可使等质量初温相同的煤油吸收热量，根据Q=cm△t，煤油温度升高越高表示电热丝产生的热量越多，采用了转换法；由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析。
我们使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法。
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
6．（2021九上·崇左期末）图为探究焦耳定律的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2闭合开关后（ ）
A．通过R1的电流大于R2的电流
B．甲管中液面上升比乙慢
C．该实验装置可探究电热与电流的关系
D．要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．由图可知，R1、R2串联在电路，根据串联电流规律，通过R1的电流等于R2的电流，A不符合题意；
B．根据焦耳定律
R1的电流等于R2的电流，R1的电阻小于R2的电流，则
本实验中用U形管中液面高度差的变化来反映电阻产生热量多少，则甲管中液面上升比乙慢，B符合题意；
C．要探究电热与电流的关系，需控制电阻和通电时间相同，电流不同，本实验中可以通过调节滑片位置来改变电流，但无计时工具来控制通电时间相同，C不符合题意；
D．如图所示，滑动变阻器接入左上和右下接线柱，即接入电阻丝右端在电路中，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向右移动，使接入电路电阻丝电阻减小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法；由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；由焦耳定律Q=I2Rt结合转换法和串联电路电流的规律分析；由欧姆定律分析电路中电阻的变化，从而判定滑片的移动方向。
7．（2021九上·南丹期末）下列属于利用电热的是（ ）
A．电热水器装有发热管 B．电脑机箱内有小风扇
C．电动机外壳有许多散热片 D．电视机的后盖有很多孔
【答案】A
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】电热可供利用，但有时也有危害。
A．电热水器装有发热管，电能转化为内能，属于利用电热，A符合题意；
B．电脑机箱内有小风扇是为了及时散热，B不符合题意；
C．电动机外壳有许多散热片是为了及时散热，C不符合题意；
D．电视机的后盖有很多孔是为了通风散热，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电能转化为内能，是电流的热效应。
8．（2021九上·勃利期末）有一只电烙铁（内部可看成电阻丝），如果在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，下面几种改装方法可行的是（ ）
A．把电阻丝剪去一小段 B．更换一根较粗的电阻丝
C．与电阻丝串联一个电阻 D．与电阻丝并联一个电阻
【答案】C
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】AB．电烙铁属于电热器，工作时把电能转化为内能，所以有W=Q=I2Rt，根据欧姆定律，有推导式。因此在同一个家庭电路里，要使它在相同的时间内产生的热量少些，可以增大电阻的阻值。把电阻丝剪去一小段、更换一根较粗的电阻丝，都是让电阻丝的阻值变小，AB不符合题意；
CD．由焦耳定律Q=I2Rt可知，可以与电阻丝串联一个电阻，电路总电阻变大，通过电阻丝的电流变小，相等时间内产生的热量减少。若与电阻丝并联一个电阻，由于并联电路各支路独立工作，互不影响，所以对电阻丝产生热量的多少无影响。C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在电路中串联电阻，总电阻变大，电功率减小，根据电压、电阻和时间计算电流产生的热量。
9．（2022九上·花都期末）电炉工作时，电炉丝产生的热量比导线多，电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线不太热，根据焦耳定律分析可得，其主要原因是（ ）
A．通过电炉丝的电流较大 B．电炉丝的电阻较大
C．电炉丝通电的时间较长 D．导线的电阻较大
【答案】B
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】电炉工作时，导线与电炉丝串联，根据串联电路电流规律，两者的电流相同，同时工作，通电时间相同，根据焦耳定律
，在通电时间和电流相同时，电流通过导体产生的热量与电阻大小成正比，电炉丝热得发红，而连接电炉丝的导线不太热，是因为电炉丝的电阻较大，导线的电阻较小。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】电流产生的热量和电流大小有关，和电阻有关，和时间有关。
10．（2021九上·海珠期末）下图是探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置，两个透明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。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
B．可探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系
C．若要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，R3的阻值必须是5Ω
D．若将R1换成10Ω的电阻，可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A．容器中两加热电阻相等，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系，A不符合题意；
B．只观察一侧容器，通电时间越长，U型管内液面高度差越大，说明电阻产生的热量与通电时间有关，B符合题意；
C．R3不一定是5Ω，R3可以是任何阻值的电阻，都满足流过R1的电流大于流过R2的电流，从而可以探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，C不符合题意；
D．若R1=10Ω，则R1不等于R2，流过R1的电流不等于流过R2的电流，没有控制电流大小不变，所以无法探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，D不符合题意。
故答案为：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，实验中采用的是控制变量法：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通电时间关系时，控制电流和电阻不变；探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。
二、填空题
11．（2022九下·定远月考）一台电动机正常工作时两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为3Ω，那么它的1min内产生的热量为 J，消耗的电能为 J，这台电动机电能转化为机械能的效率为 %。
【答案】1.8×104；1.32×105；86.4
【知识点】电功的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】线圈电阻1min内产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×3Ω×60s=1.8×104J电动机1min消耗的电能W电=UIt=220V×10A×60s=1.32×105J电动机1min输出的机械能W=W电﹣Q=1.32×105J﹣1.8×104J=1.14×105J
这台电动机电能转化为机械能的效率
【分析】根据电流、电阻和时间，可以计算电流产生的热量；利用电压、电流和时间的乘积，计算消耗的电能；利用电能和电热的差，计算产生的机械能；机械能和电能的比值，计算电动机效率。
12．（2022九下·兴化月考）某吊扇的电动机工作时电压为220V，线圈中电流为0.3A，线圈电阻为50Ω，该电动机工作1s消耗的电能为 J，产生的热量为 J
【答案】66；4.5
【知识点】电功的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】该电动机工作1s消耗的电能为
该电动机工作1s产生的热量为
【分析】根据电压、电流和时间的乘积，计算消耗的电能；利用电流、电阻和时间，可以计算产生的热量。
13．（2021九上·鸡西期末）石墨烯是一种高分子构成的片状结构材料，我国95后天才少年曹原带领团队成功使这种材料在一定条件下电阻降为零。该条件下石墨烯属于 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）。该材料不能用于电饭锅的发热丝，因为电饭锅工作时，是将电能转化为 能。
【答案】超导体；内
【知识点】超导体特点及作用；电流的热效应
【解析】【解答】根据题意知道，石墨烯在一定条件下电阻可以降为零，所以，该条件下石墨烯属于做超导体。
由于超导体的电阻为0，不会产生电热，而电饭锅的发热丝是利用电流热效应将电能转化为内能，所以，它们不能使用超导体。
【分析】电阻为零时，是超导体；电流产生热量，将电能转化为内能。
14．（2021九上·南丹期末）如图甲所示，图中阴影部分的面积在数值上等于物体在2s内通过的路程。某电饭煲的工作原理是根据 工作的；该电饭煲的电功率与时间的关系如图乙所示，联系甲乙两图，则该用电器80s消耗的电能是 J。
【答案】电流的热效应；120
【知识点】电功的计算；电流的热效应
【解析】【解答】电饭煲工作时就是将电能转化为内能，所以，电饭煲的工作原理是根据电流的热效应工作的。
由图甲知道，图中阴影部分的面积在数值上等于物体在2s内通过的路程，即s=vt，同理乙图功率P和时间t围成图形的面积在数值上等于在80s消耗的电能。由图乙知道，80s内功率P与时间t围成的图形为一个下底是80s，上底是60s-20s=40s
高是是2W的梯形，该用电器80s消耗的电能是
【分析】将电能转化为内能的用电器，利用了电流的热效应；根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能。
15．（2021九上·德惠期末）如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据 （选填“气体”或“液体）的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少。已知R1＝10Ω，R3＝5Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2＝ Ω。若通电一段时间后，左侧液面明显上升，右侧液面无变化则可能是 （选填“R2”或“R3”）断路。若将R3和R2并联后接入右边密闭容器中、则可研究电流产生的热量与 的关系。
【答案】气体；10；R2；电阻
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映。
研究电流产生的热量与电流的关系，需控制两个电阻和通电时间相同，通过的电流不同，R1＝10Ω，故R2＝10Ω。
图中，电阻丝R2与R3并联后再与电阻丝R1串联，在做图乙的实验时，观察到左侧U形管中液面很快出现高度差，右侧U形管中液面高度差为零，说明电阻丝R1能够产生热量，电阻丝R2没有产生热量，原因是电阻丝R2断路。
若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，与R1串联在电路中，左右两容器中电阻通过的电流和通电时间相同，但容器内总电阻与R1电阻不同，所以可以探究电热与电阻大小的关系。
【分析】探究电流产生热量的影响因素时，根据密闭空气盒中气体的热胀冷缩反应电热的多少；探究电流产生热量和电流的关系时，电阻保持相等；电阻断路，没有电流通过，不产生热量；当不同电阻串联时，可以探究电流产生热量和电阻的关系。
16．（2021九上·杜尔伯特期末）如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与 关系的实验装置。通电一段时间后，U形管中液面高度差左侧将比右侧 （选填“大”或“小”）
【答案】电流大小；大
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】由图可知，作为研究对象的两盒中的电阻丝阻值相同，通电时间相同，通过两电阻丝的电流不同，所以， 如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与电流大小的实验装置。
由图可知，右侧盒中的电阻丝在支路中，通过左侧电阻丝的电流比通过右侧电阻丝的电流大，而它们的电阻值、通电时间相同，根据焦耳定律可知，通电一段时间后，左侧电阻丝产生的热量多，U形管中液面高度差左侧将比右侧大。
【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流关系时，控制通电时间和电阻不变；利用Q=I2Rt可知两侧电阻产生热量的关系。
17．（2021九上·中山期末）许多重大火灾都是因供电线路上某些连接处接触不良造成的．当线路连接处接触不良时，该处的电阻将 （选填“变大”“不变”或“变小”），由于电流的 效应导致局部过热，也可能引发火灾．.在电路中安装熔断器 （选填“能”或“不能”）防止这种火灾事故的发生．
【答案】变大；热；不能
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】线路连接处由于接触不良，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此该处的电阻变大；
由于电流的热效应，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流相同、时间相同的情况下，电阻增大，线路连接处产生了更多的热量，因此可能引发火灾．
因为电阻增大时不会引起电路中的电流过大，所以在电路中安装熔断器不能防止这种事故的发生．
【分析】当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；由于电流的热效应，根据焦耳定律可知接触处会产生大量的热量，是局部过热，温度升高，从而引发火灾；在电路中电流过大时，熔断器产生的热量增大而熔断，起到保护电路的作用。
18．（2021九上·大化期末）有一台电动机，额定电压为3V，额定电流为1A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，这台电动机正常工作1min，产生的热量为 J，输出的机械能为 J。
【答案】30；150
【知识点】电功的计算；焦耳定律
【解析】【解答】电动机正常工作1min，产生的热量为
电动机正常工作1min，消耗的电能为
所以输出的机械能为
【分析】根据W=UIt求出消耗的电能；根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量；消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。
19．（2021九上·密山期末）两个电热器的电阻之比是3∶2，如果将他们串联在一电路中，在相同的时间里，它们产生的热量之比是 。若将它们并联在同一电路中，在相同时间里，它们产生的热量之比是 。
【答案】3∶2；2∶3
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】两个电热器串联在一电路中，电流处处相等，根据焦耳定律可知，在相同的时间里产生的热量之比与电阻之比相等，即电阻之比3∶2；若将它们并联在同一电路中，两端电压相同，根据可知，在相同的时间里产生的热量与电阻成反比，即为2∶3。
【分析】根据电流、电阻和时间，计算电流产生的热量；再计算热量比；根据电压、电阻和时间可以计算热量和热量比值。
20．（2021九上·天峨期末）某电饭煲设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S闭合时，电饭煲处于 （填“加热”或“保温”）状态；若R1∶R2=1∶24，则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比为 。
【答案】加热；1∶25
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R2被S2短路，电路中电阻最小，由可知，在电压一定时，此时电功率最大，电饭煲处于加热状态。
由题意可知，R1∶R2=1∶24，则R2=24R1
保温和加热时，电源电压不变，且加热时间相同，则有U1∶U2=220V∶220V=1∶1，t1∶t2=5min∶5min=1∶1
则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比
【分析】在电路中，串联的电阻越大，总电功率越小；根据串联电路电阻规律，计算总电阻；利用电压和电阻，结合时间计算产生的热量。
三、作图题
21．（2020九上·惠山期末）如图是探究“影响电流热效应因素”实验装置的一些器材，将R1、R2、R3三电阻丝密封在三只完全相同的烧瓶内，且R1= R3=10Ω，R2=5Ω，瓶内装入等质量的煤油，小梁选择了两个电阻进行探究电流产生热量与电阻关系，请你把实物图连接好。
【答案】解：如图所示：
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】探究电流产生热量与电阻关系，需保证电流一定，电阻不同，所以选择R1、R2串联，如下图所示：
【分析】要探究电阻大小对导体产热的影响，需要控制电流和通电时间相同，故应设计为串联电路。
四、实验探究题
22．（2022九下·姜堰月考）课本小实验：
（1）图甲可以用来研究“电流做功的多少与电压关系”，将两个阻值不同的白炽灯串联接在电路中，闭合 开关，调节滑动变阻器，观察 和 ，进一步分析就能顺利得出实验结论．
（2）图乙所示是“探究电流的热效应与电阻大小关系”的实验装置图．A、B 两瓶煤油中都浸泡着一段金 属丝，A 瓶内的金属丝电阻较小．实验中应使两瓶中盛装的煤油质量 （选填“相等”或“不相等”）．当 开关闭合后， （选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快，为了探究电流热效应与电流大小 的关系还需要添加的测量工具是 ．
（3）丙图是研究短路引起熔丝熔断的实验，则应该将导线接在 两点间造成短路，引起熔丝熔断．
【答案】（1）小灯泡亮度；电压表示数
（2）相等；B；秒表
（3）BD
【知识点】电路的三种状态；电流的热效应
【解析】【解答】（1） 研究“电流做功的多少与电压关系”实验中，灯泡亮度反应电流做功多少，所以实验中，要观察灯泡亮度和电压表示数，通过实验数据和现象，进一步分析得出实验结论；
（2）根据控制变量法原理。实验中应使两瓶中盛装的煤油质量相等；
两电阻丝串联，通过两电阻丝电流相等，A 瓶内的金属丝电阻较小，相同时间内A瓶中电阻丝产生的热量少，所以A瓶中温度计示数上升比B瓶中温度计示数上升较慢；
为了探究电流热效应与电流大小的关系，可以将两电阻丝分别单独接入电路，还需要用秒表测量相同时间内，A，B电阻丝产生的热量大小；
（3）丙图是研究短路引起熔丝熔断的实验，则应该将导线接在BD间，让灯泡短路，只有CD间的熔丝接入电路。
【分析】（1） 研究“电流做功的多少与电压关系”实验中，灯泡亮度反应电流做功多少；
（2）根据控制变量法原理。实验中应使两瓶中盛装的煤油质量相等；探究电流的热效应与电阻大小关系关系时，控制电流和时间相同，探究电流热效应与电流大小的关系时，控制电阻和时间相同；
（3）研究短路引起熔丝熔断的实验，让电路中其他用电器短路，只让熔丝接入电路。
23．（2021九上·中山期末）某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关，如图所示，透明容器内通过U形管中液体密封着等量空气，密闭容器中都有一段电阻丝，a、b、c、d、e、f是接线柱，通电前U形管中液面相平。请回答下列问题：
（1）要探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，请你用笔画线代替导线，将图甲的器材连接成实验电路；
（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 ；
（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流相同、通电时间相同的情况下， 越大的电阻丝所产生的热量越多；
（4）将如图乙装置接入电路，经检查装置和电路完好，闭合开关进行实验探究，观察到右侧U形管中液面高度的变化较 ，可得到的结论是： 。
【答案】（1）解：如图所示：
（2）转换法
（3）右；电阻
（4）小；在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大产生的热量越多
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，所以选择两个不同电阻串联，从电源正极依次串联开关、滑动变阻器、右侧电阻装置、左侧电阻装置以及回到电源负极，如图所示：
（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（3）因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等，由
可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大，所以右侧U形管中的液面变化较大。此实验现象表明：在电流和通电时间均相同的情况下，电阻越大，所产生的热量越多。
（4）图乙中，右侧两电阻并联后与左侧电阻串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过左侧电阻丝的电流等于右侧两电阻并联后的总电流，故通过右侧U形管中的电流小于通过左侧U形管中的电流，由
可知，在电阻和通电时间相同时，左侧电流较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，左侧气体膨胀更大，所以右侧U形管中的液面变化较小。此实验现象表明：在电阻和通电时间均相同的情况下，电流越大，所产生的热量越多。
【分析】（1）连接电路时注意变阻器的接法。
（2）液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。
（3）由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答。
（4）探究电流产生热量跟通电电流关系时，控制通电时间和电阻不变。
24．（2021九上·浈江期末）如图所示是小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，在探究电流通过导体时产生的热量小明提出了下列猜想：
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。
（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：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，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；
①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）如果将两电阻丝改为并联，能否合理完成对猜想B的方案设计？ 。请你说明理由 。
【答案】（1）有关
（2）能；C
（3）不能；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，根据欧姆定律可知，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，所以猜想B不可行。
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）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，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，根据欧姆定律可知，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，所以猜想B不可行。
【分析】（1）当电流通电时间不同时，产生的热量不同，说明电流产生热量的多少和时间有关；
（2）在电流和时间相同时，电阻丝不同，产生的热量不同；总电阻较小时，电流较大，产生的热量较多；
（3）当电阻并联时，电流不同，不能探究电流产生的热量和电阻的关系。
五、计算题
25．（2022九下·肇州月考）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
热风温度 50~75℃
额定功率 热风时：990W
冷风时：110W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V10（20A）；3000r/(kW·h)”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
【答案】（1）解：电吹风吹冷风时，通过电动机的电流
答：电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）解：当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝R2的电功率P2=P-P1=990W-110W=880W
电热丝的电阻
答：电热丝工作时的电阻是55Ω；
（3）解：电吹风吹冷风10min产生的热量（电流通过电动机产生的热量）Q1=I12R1t=(0.5A)2×0.8Ω×10×60s=120J
答：电吹风吹冷风30min线圈产生的热量是120J；
（4）解：转盘转了200圈，消耗的电能为
电吹风此时的实际功率
答：电吹风此时的实际功率是800W。
【知识点】电功率的计算；焦耳定律
【解析】【分析】（1）当吹冷风时，只有电动机工作，根据P=UI求出通过电动机的电流。
（2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝的功率等于电吹风吹热风时的功率减去吹冷风时的功率，根据P=求出电热丝R的电阻值。
（3）根据Q=I2Rt求出10min内电流通过电动机产生的热量。
（4）根据电能表的参数求出电吹风工作时消耗的电能；根据消耗的电能和通电时间，求出实际功率。
26．（2022·郑州月考）如图甲所示是一种电热水龙头，图乙是它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水，铭牌上相关参数如下表。求解下列问题：（不计温度对电阻的影响）
额定电压 220V
频率 55Hz
额定功率 保温挡 1100W
加热档 3.3kW
（1）S旋到 位置时，水龙头流出热水。（选填“0”、“1”或“2”）
（2）电热丝R1和R2的阻值是多大？
（3）某次使用该龙头加热水时，水的初温为20℃，加热15s，得到0.5L、末温42℃的热水，求电热水龙头的效率。（小数点后保留1位小数）c水＝4.2×103J/（kg ℃）
【答案】（1）2
（2）解：由表格可知，出温水功率P温水＝P1＝1100W
所以R1的阻值R1＝＝44Ω
加热档功率P热水＝3.3kW＝3300W
所以R2工作时的功率P2＝P热水﹣P1＝3300W﹣1100W＝2200W
所以R2＝＝22Ω
（3）解：0.5L水的质量为m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10-3m3＝0.5kg
水吸收的热量Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(42℃﹣20℃)＝4.62×104J
加热时间t＝15s，电流做功W＝P热水t＝3300W×15s＝4.95×104J
则此速热水龙头的加热效率η＝×100%≈93.3%
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)电源电压一定，根据P＝可知，S接0时，电路断路，不热水，出冷水；S接1时，只有R1接入电路，加热功率较小，出温水；S接2时，R1和R2并联接入电路，由并联电阻的规律，电路的电阻最小，加热功率最大，出热水。
【分析】（1）电阻并联时，电阻较小，电路的总功率较大；
（2）利用电压和电功率，可以计算电阻的大小；
（3）根据物体的密度和体积的乘积，计算质量，利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；利用电功率和时间的乘积，计算电流做的功；根据热量和电功的比值，计算点热效率。
27．（2021九上·鸡西期末）在综合实践活动中，小星设计了一种电热饮水机电路。如图甲所示，和均为电热丝，是自动控制开关，可实现低档、高档之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系如图乙所示，求：
（1）低档位工作时，通过电阻的电流；
（2）电阻的阻值；
（3）前内电路产生的热量。
【答案】（1）解：由图甲可知，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，为低温档，由图乙可知，此时电功率为44W，R1的电流为
答：低档位工作时，通过电阻R1的电流是0.2A
（2）解：当开关S1、S2闭合，R1、R2工作，为高温档，由图乙可知，电阻R2的电功率为P2=P P1=528W 44W=484W
R2的阻值为R2=U2P2=(220V)2484W=100Ω
答：电阻R2的阻值是100Ω；
（3）解：由图乙，前100s内电路处于高温档，产生的热量为Q=W=P高t=528W×100s=5.28×104J
答：前100s内电路消耗的电能是5.28×104J。
【知识点】电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据用电器的电功率和电压，可以计算电流；
（2）根据电压和电功率，计算用电器的电阻；
（3）利用电功率和时间的乘积，计算消耗的电能，产生的热量。
六、简答题
28．（2021九上·富裕期末）如图，小明的爸爸买了一只电炉，使用时小明发现电炉丝已经热得发红，而与电炉丝相连的铜导线却几乎不发热。这是为什么？
【答案】电炉丝和铜导线是串联的通过的电流相等，根据Q=I2Rt，电炉丝的电阻远大于铜导线的电阻，所以电流流过电炉丝产生的热量远大于铜导线产生的热量，由此电炉丝热的发红而与电炉丝相连的铜导线却不怎么热。
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】当电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。
29．（2021九上·前进期末）美的牌电饭煲独创的密封防烫结构，它具有三层防烫，自然保温，安全密封等优点，可以让人安全、健康地吃到可口的饭菜（如图所示）。细心地同学会发现，每次煮饭时，锅体很热，但与之相连的导线却不怎么热？你能解释一下这个现象么。
【答案】电饭煲和与之相连的导线串联，通过它们的电流相等，电饭煲的电阻比导线大的多，根据可知，当电流和通电时间相同时，电饭煲产生热量比导线多的多，与它相连的导线却不怎么热。
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【分析】电流产生的热量和导体的电流、电阻、通电时间有关，当电流和时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
30．（2021九上·会宁期末）处处留心皆学问，请用你所学物理知识解释下面生活现象：家庭电路中，电炉丝和铜导线串联接在电路中，通电后，电炉丝热的发红发热而铜导线却不怎么热。
【答案】导线与电炉丝串联，电流相同、通电时间相同，而电炉丝电阻比导线的电阻大的多，根据Q=I2Rt可知，电炉丝上产生的热量比导线上产生的热量多，所以电炉丝发红发热而铜导线却不怎么热。
【知识点】影响电阻大小的因素；焦耳定律
【解析】【分析】电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，因此在分析电流通过导体产热多少时应用控制变量法。
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