浙教版九年级科学上册 3.6 电能（电热器）培优练习
一、单选题
1．（2020·温州模拟）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的小塑料盒中，塑料盒内分别插着相同的温度计，电源电压不变。闭合开关，相同时间内A的温度计温度上升快，则下列说法不正确的是（ ）
A．相同时间内电阻R1产热量多
B．电阻R1>R2
C．R1两端电压大于R2两端的电压
D．该实验为探究电流产生的热量与电流大小是否有关
【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t分析；
（2）根据公式Q=I2Rt分析；
（3）根据串联电路中，电压与电阻成正比分析；
（4）分析实验中哪个因素发生改变即可。
【解答】A.根据公式Q=cm△t可知，金属盒内空气的质量和比热容都相同，这时它们吸收的热量与升高的温度成正比。因为A温度计温度上升的快，所以△tA>△tB，那么在相同的时间内R1产生的热量多，故A正确不合题意；
B.根据公式Q=I2Rt可知，当电流和时间相同时，产生的热量与电阻成正比。两个电阻串联，电流和时间相同，因为Q1>Q2，所以R1>R2，故B正确不合题意；
C.根据串联电路中电压与电阻成正比可知，因为R1>R2，所以U1>U2，故C正确不合题意；
D.因为在实验中，控制电流和时间相同，而改变的是电阻，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系，故D错误符合题意。
故选D。
2．（2020·龙湾模拟）多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。下图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为5伏，四段电热丝电阻均为5欧，保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是（ ）
A．开关旋至“1”档，开启快炖功能
B．开启保温功能，电路中的总电阻为5欧
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化0.5安
D．快炖与慢炖电路总功率之比为2：1
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）快炖功率最大，保温功率最小，根据公式比较开关在不同状态下的功率大小即可；
（2）根据保温状态时的串并联情况计算总电阻；
（3）分别计算出两个状态下的总电流，然后相减即可；
（4）分别根据（1）中的结果进行计算即可。
【解答】开关旋至“1”档，两个电阻串联，
此时的总功率；
开关旋至“2”档，只有一个电阻工作，
此时的总功率；
开关旋至“3”档，两个电阻并联，
此时的总功率；
因此开关旋至“1”档，为保温档；接“2”时为慢炖，接“3”时为快炖，故A错误；
开关旋至“1”档，为保温档，此时两个电阻串联，总电阻为：R串=R1+R2=5Ω+5Ω=10Ω，故B错误；
快炖时，两个电阻并联，总电流为：；
慢炖时，只有一个电阻，总电流为：；
那么 从快炖到慢炖，电路总电流变化 ：2A-1A=1A，故C错误；
快炖与慢炖电路总功率之比：10W：5W=2：1，故D正确。
故选D。
3．（2020九上·诸暨期末）为了研究电热跟哪些因素有关，小明将阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置。已知电源电压相等且保持不变，R1A．因为水的比热大，若将煤油换成水，实验效果更明显
B．乙装置可探究电热与电阻是否有关
C．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
D．比较相同通电时间内a、c温度计示数变化，可探究电流产生热量与电流是否有关
【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t可知，质量相同的不同物质吸收相同的热量时，比热容越小的升高的温度越大，实验效果越明显；
（2）探究电热与电阻的关系时，必须保证电流和时间相同；
（3）根据公式和Q=I2Rt比较四个温度计的温度变化进行比较即可；
（4）探究电热与电流的关系时，必须保证电阻和时间相同。
【解答】A.因为水的比热大，所以升高的温度小，实验效果不明显，故A错误；
B.在乙中，两个电阻并联，它们的电压相等而电流不等，因此无法探究电热与电阻的大小关系，故B错误；
C.在串联电路中，各处电流都相等，根据公式Q=I2Rt可知，因为 R1D.a、c两个装置中电阻相同，而通过的电流大小不同，所以可以根据它们的温度计的示数变化探究产生热量的多少与电流的关系，故D正确。
故选D。
4．（2019九上·萧山期末）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系，某同学设计了如图所示的甲，乙两装置。将两段阻值不同的电阻丝（R1A．该实验运用了“等效替代法”的思路
B．甲装置可探究电流产生的热量与电阻大小是否有关
C．比较A与C体积变化大小就可探究产生的热量与电流大小的关系
D．相同时间里，气球的膨胀程度由大到小顺序为C>D>B>A
【答案】A
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）探究一个因素对物理量的影响时，控制其它因素相同，这种方法叫控制变量法；
（2）探究电阻对产生热量的影响时，必须控制电流和时间相同；、
（3）探究电流对产生热量的影响时，必须控制电阻和时间相同；
（4）首先根据比较C、D产生热量的多少，然后再根据Q=I2Rt比较A、B两个产生热量的多少，接下来根据前者中小的和后者中大的进行比较即可。
【解答】A.探究电阻对电流产生热量的影响时，控制电流和时间相同；探究电流对产生热量的影响时，控制电阻和时间相同，因此该实验使用了“控制变量法”，故A错误符合题意；
B.甲装置中，两个电阻串联时电流相同，而电阻不同，根据控制变量法的要求，所以可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故B正确不合题意；
C.A、C两个装置中电阻同为R1即电阻相同，当通过的电流大小不同，因此可探究产生的热量与电流大小的关系，故C正确不合题意；
D.乙图中C、D中两个电阻丝并联，根据公式可知，因为 R1QD；
甲图中A、B两个电阻丝串联，根据公式Q=I2Rt可知，因为R1QA；并联时R2两端的电压大于串联时它两端的电压，根据可知，QD>QB；那么产生热量的大小顺序为：QC>QD>QB>QA，故D正确不合题意。
故选A。
5．（2020九上·吴兴期末）焦耳24岁时，首先把电阻丝放入玻璃管内，做成一个电热器，然后把电热器放入一个玻璃瓶中，瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时，从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化，同时，他用电流计测出电流的大小，焦耳把实验做了一次又一次，获取大量数据归纳得出焦耳定律。下列有关说法不正确的是（ ）
A．焦耳定律只适用于电能全部转化为内能的电路
B．焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比
C．焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量，是用了转换法
D．科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式
【答案】A
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）只要电流经过导体都会发热，只要电流产生的热量都可以用焦耳定律计算；
（2）根据焦耳定律的内容分析判断；
（3）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（4）教材上只能得到电流产生的热量与相关因素的定性关系，不能得到它们之间的定量关系。
【解答】A.焦耳定律不只适用于电能全部转化为内能的电路，故A错误符合题意；
B.焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比，故B正确不合题意；
C.焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量，是用了转换法，故C正确不合题意；
D.科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式，故D正确不合题意。
故选A。
6．已知两个电阻的阻值之比为R1∶R2=9∶1，在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2=9∶4，通过两个电阻的电流之比为 （ ）
A．9∶1 B．1∶2 C．1∶6 D．6∶1
【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电阻、时间和热量，根据公式计算通过电阻的电流。
【解答】根据公式得到：
通过两个电阻的电流之比：；
解得：I1：I2=1：2。
故选B。
7．甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）.
A．5：2 B．5：4 C．2：5 D．10：1
【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电阻、电流和时间，根据公式Q=I2Rt计算产生的热量之比。
【解答】根据公式Q=I2Rt得到：
.
故选A。
8．（2019·衢州）如图甲是一种电热膜，它不易氧化，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。导电墨线电阻随温度变化图像如图丙。有关电热膜说法正确的是（ ）
A．导电墨线间以串联的方式连接
B．不易氧化属于电热膜的物理性质
C．工作时通过导电墨线的电流始终不变
D．温度到达t0时，发热功率会急剧减小
【答案】D
【知识点】化学变化与物理变化的判别；串联电路和并联电路的辨别；电阻和电阻的串联、并联；电功率
【解析】【分析】并联是元件之间的一种连接方式，其特点是将2个同类或不同类的元件、器件等首首相接，同时尾尾亦相连的一种连接方式。通常是用来指电路中电子元件的连接方式，即并联电路。指物质没有发生化学反应就表现出来的性质叫做物理性质。电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量，用P表示，它的单位是瓦特（Watt），简称"瓦"，符号是W。
【解答】A、由图可知，导电墨线间以并的方式连接；故A错误；
B、不易氧化属于电热膜的化学性质；故B错误；
C、由丙图可知，墨线的电阻会发生改变，所以通过过导电墨线的电流会发生改变；故C错误；
D、由丙图可知，温度到达t0时，电阻会急剧增大，从而导致电路的总电阻也会增大，根据P=U2/R总可知，发热功率也会急剧减小；故D正确；
故答案为：D。
9．（2019·杭州模拟）一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q。使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R。现将剩下的这段电热丝接人电路，则（ ）
A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t
C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U
【答案】C
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】当电压不变而电阻变化时，可根据公式计算产生的热量，结合题目条件的变化列出数学关系式，然后进行比较计算即可。
【解答】电阻R在时间t内产生的热量为：①；
A.若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为：，故A错误；
B.若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，列式为：②；
①与②作比得到：t'=0.5t，故B错误；
C.若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为：，故C正确；
D.若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，列式为：③；
①与③作比得到：，故D错误。
故选C。
10．如图甲所示，电源电压U0保持不变，滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比；开关闭合前，滑动变阻器的滑片P在最右端，闭合开关后，滑片P向左滑过一段距离x后电流表才有示数，这是由于变阻器出现了一定的故障。电压表示数U、电流表示数I与距离x的关系图像如图乙、图丙所示，下列分析正确的是（ ）
A．x在0～6厘米内，滑动变阻器出现的故障是变阻器上的电阻丝发生了短路
B．U0为15伏，定值电阻R1为4欧
C．该滑动变阻器在不出现故障的情况下，则最大电阻应为30欧
D．若电压表示数U＝6伏，则x＝24厘米，R1消耗的电功率为4.5瓦
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点；串、并联电路的电压特点；欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A、根据电压表始终有示数和滑片滑过一定距离后电流表才有示数可判断出滑动变阻器的故障原因；
B、C、D、根据滑动变阻器两端的电压和通过的电流，设出x长度的电阻丝的阻值，再根据欧姆定律及其变形公式列出方程组求出电阻R2的值，然后在串联电路中求出电源电压和R1的值，进而计算U＝6V时x的长度，利用电功率公式的变形公式计算R1消耗的功率。
【解答】A、分析电路图可知，只有在滑动变阻器断路时，才会出现，电压表有示数电流表无示数的情形，如果滑动变阻器的电阻丝短路，则电压表和电流表始终有示数；
B、C、D、设长度为x的电阻丝的阻值为xR ，
由图乙、丙知，对于滑动变阻器，当x＝6时，U6＝9.6V，I6＝0.4A；当x＝12时，U12＝6V，I12＝0.5A，则
...........①
..........②
①②联立解得：R2＝30Ω，R＝1Ω，即：该滑动变阻器在不出现故障的情况下，则最大电阻应为30欧，C符合题意；
在整个串联电路中有：
...........①
..........②
①②联立解得：U0＝24V，R1＝12Ω，B不合题意；
当U＝6V时，电路中的电流，
消耗的电功率为：，D不合题意。
故答案为：C。
11．（2018九上·东阳月考）如图是贮水式电热水袋，其面料为：高强度PVC（聚氯乙烯）、短绒 、印花布复合面料，额定电压为220V、额定功率为500W，温度范围为68-75℃。根据以上信息，下列有关贮水式电热水袋的说法不正确的是（ ）
A．正常加热时的电流约0.44A
B．该面料中的聚氯乙烯属于有机物
C．电热水袋加热使水温度升高，水具有的内能逐渐增大
D．若电热水袋接入110V电路中，它的实际功率为125W
【答案】A
【知识点】电功率
【解析】【分析】根据P=UI可以计算出正常加热时的电流；聚氯乙烯属于有机物；物体的内能与物体的温度有关；由于电热水袋的电阻不变，根据P=可知P实与P额的关系。
【解答】A、正常加热时的电流约I=P/U=500W/220V≈2.27A，故A说法不正确，符合题意；
B、聚氯乙烯属于有机物，故B说法正确，不符合题意；
C、同一个物体的温度升高时，物体具有的内能增大，故C说法正确，不符合题意；
D、电热水袋的电阻不变，根据P=可知，==（）2=（）2=，所以 实际功率为P实=P额=×500W=125W，故D说法正确，不符合题意。
故答案为：A。
12．（2018九上·柯桥月考）电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后充电插口可以外接充电器对蓄电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω.下列说法正确的是（ ）
A．对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源
B．电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能
C．电动机正常工作1min，消耗的电能为14400J
D．电动机正常工作1min，电流通过线圈产生的热量为14400J
【答案】C
【知识点】电功计算公式的应用；焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）蓄电池有两个角色，充电时是电源，用电时是用电器；
（2）电流通过任何导体都会发热，将电能转化为内能；
（3）已知电压、电流和时间根据公式W=UIt计算电动机消耗的电能；
（4）已知电流、电阻和通电时间根据公式Q=I2Rt计算线圈产生的热量。
【解答】A.对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的用电器，故A错误；
B.电动自行车的电动机除了把电能转化为机械能外，还会有一部分电能转化为内能，故B错误；
C.电动机正常工作1min，消耗的电能为：W=UIt=48V×5A×60s=14400J ，故C正确；
D.电动机正常工作1min，电流通过线圈产生的热量为：Q=I2Rt=（5A）2×5A×0.5Ω=62.5J，故D错误。
故选C。
二、填空题
13．（2020·慈溪模拟）如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A。
（1）电源的输出功率是 。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为 m/s。
【答案】（1）880W
（2）1.2
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电源的输出功率根据P总=U总I总计算；
（2）首先根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，然后根据P机械=P总-P热计算出机械功率，最后根据计算重物上升的速度。
【解答】（1）电源的输出功率P总=U总I总=220V×4A=880W；
（2）电动机的发热功P热=I2R=（4A）2×10Ω=160W；
电动机的机械功率：P机械=P总-P热=880W-160W=720W；
重物上升的速度为：。
三、解答题
14．（2020·台州）电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲；电热水壶内部简化电路，如图乙。
（1）为防止触电，供电插座的外壳材料应是 (选填“绝缘体”或“导体”)。
（2）电热水壶额定电压为220伏，额定功率为1000瓦，求；
①电阻R的阻值是多少
②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗多少电能
（3）为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关(一定温度时,可以自动断开或闭合：元件符号为“ ”）,一个阻值远大于R1的定值电阻R2(元件符号为“ ”)。要求利用提供的器材对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图、并说明保温的工作原理。
【答案】（1）绝缘体
（2）解：①R1= = =48.4欧
②W=Pt=1000瓦×300秒=3×105焦
（3）S闭合，温控开关断开，R1、R2同时工作，电路处于保温状态。
【知识点】串、并联电路的设计；导体和绝缘体；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）容易导电的物体叫导体；不容易导电的物体叫绝缘体；
（2）①已知额定功率和额定电压，根据公式 计算电阻R的阻值；
②已知电功率和时间，根据W=Pt计算消耗的电能。
（3）根据公式可知，电压相等时，电阻大的，电功率小，为保温状态；电阻小的，电功率大，为加热状态，只需用温控开关控制定值电阻R2的工作与否。
【解答】（1）为防止触电，供电插座的外壳材料必须不容易导电，因此应该选择绝缘体。
（2）① 电阻R的阻值： ；
②正常工作300s消耗的电能：W=Pt=1000W×300s=3×105J。
（3）如下图所示，S闭合，温控开关断开，R1、R2同时工作，此时总电阻变大，根据可知，此时总电阻变小，那么电路处于保温状态。
15．（2020·余杭模拟）某同学根据如图所示电路进行实验：先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下表：
U/V I/A W/J Q/J
不转动 0.2 0.1 W1 Q1
转动 3.0 1.2 W2 Q2
利用上表数据计算和分析：
（1）不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2
（3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
【答案】（1）不转动时，通电10s，电动机所做的电功为0.2J，所产生的热量为0.2J
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功为36J，所产生的热量为28.8J
（3）电动机未转动时，电流流经电动机线圈时电能全部转化为内能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经电动机线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，因此W2＞Q2。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】1、电功是指电流通过用电器所做的功，公式为W＝UIt。由焦耳定律可知Q＝I2Rt，在纯电阻电路中热量计算还可使用公式进行计算；
2、电动机工作时能量的转化为：电能转化为机械能和热能，热能主要是线圈电阻中消耗的。
【解答】（1）不转动时电动机相当于一个纯电阻电阻，电流通过线圈电阻做功，所以W＝Q＝UIt=0.2V×0.1A×10s=0.2J。线圈电阻；
（2）电动机转动时，电动机所做的电功：W＝UIt=3V×1.2A×10s=36J,
电流通过线圈产生的热量为：Q＝I2Rt=(1.2A)2×2Ω×10s=28.8J；
（3）电动机未转动时，电流流经电动机线圈时电能全部转化为内能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经电动机线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，因此W2＞Q2。
故答案为：（1）不转动时，通电10s，电动机所做的电功为0.2J，所产生的热量为0.2J （2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功为36J，所产生的热量为28.8J （3）电动机未转动时，电流流经电动机线圈时电能全部转化为内能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经电动机线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，因此W2＞Q2。
16．（2020·温岭模拟）图甲所示是微电脑控制的多功能养生壶，乙是它的简化电路图。发热电阻R2两端电压通过微电脑进行调节，发热功率从200~800W可调。小明在某次使用时选择药膳功能：机器开始以800W功率进行加热，8分钟加热到80℃，然后自动转到200W，再加热30分钟直到结束。
（1）L为电源指示灯，标有“2.5V，0.1W”，计算R1的阻值。
（2）小明该次使用，从开始加热到结束，整个过程发热电阻R2消耗了多少电能？
（3）发热电阻功率从800W自动转到200W是通过微电脑改变其两端电压来实现，已知800W时发热电阻两端电压为220V，则当它功率变为200W时，它两端电压为 V。
【答案】（1）IL＝PL/UL＝0.1W/2.5V＝0.04A
I1＝IL＝0.04A
U1＝U-UL＝220V-2.5V＝217.5V
R1＝U1/I1＝217.5V/ 0.04A＝5437.5Ω
（2）从开始加热到结束，发热电阻R2消耗的总电能W总：
W总＝W2+W2′＝P2t2+P2′t2′＝384000J＋360000J＝7.44×105J
（3）110
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）指示灯L与电阻R1串联，首先根据计算通过灯泡的电流，然后根据串联电路电流特点计算通过电阻R1的电流，接下来根据 U1＝U-UL计算R1两端的电压，最后根据计算即可；
（2）根据公式W=Pt分别计算出R2以两个不同功率消耗的电能，然后将它们相加即可；
（3）同一电阻阻值不变，那么它的功率与电压的平方成正比，即：。
【解答】（1）指示灯L与电阻R1串联，
通过灯泡的电流： IL＝PL/UL＝0.1W/2.5V＝0.04A；
根据串联电路各处电流都相等得到：I1＝IL＝0.04A；
电阻R1两端的电压：U1＝U-UL＝220V-2.5V＝217.5V；
电阻R1的阻值：R1＝U1/I1＝217.5V/ 0.04A＝5437.5Ω。
（2） 从开始加热到结束，发热电阻R2消耗的总电能W总：
W总＝W2+W2′＝P2t2+P2′t2′＝800W×（60s×8）+200W×（60s×30）=384000J＋360000J＝7.44×105J；
（3）根据公式得到：；
解得：U2=110V。
17．（2020·鄞州模拟）图甲是一个电热器的部分简化电路。电热丝R1规格为“220V 1100W”，电阻R2为506Ω。电热器正常工作时，加热功率为1100W，保温功率为88W，电源电压保持不变，电阻不随温度变化而变化。
（1）当温控开关S接a时，电热器处于 (填“加热”或“保温”)状态。
（2）图乙的面板上有一个开关和两个插座。连接时，开关应接在 (填“火”或“零”)线上；两个插座应 (填“串”或“并”)联。图丙中两个插座分别提供120V和230V的电压，它们共用的是 (填“火”或“零”)线。
（3）某次在使用时，电路中R1烧毁了。小科想使电热器恢复正常工作，设计了下面方案；请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：用“220V 220W”电热丝R3、“220V 880W”电热丝R4串联替代R1
方案二：用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代R1
【答案】（1）加热
（2）火；并；零
（3） 开关接a时，只有电阻R1工作，此时处于加热状态，
电阻R1的阻值：；
方案一：电阻R3的阻值为：；
电阻R4的阻值为：；
串联时总电阻R总=R3+R4=220Ω+55Ω=275Ω>R1，不能使用。
方案二：电阻R5的阻值为：；
两根同样的R5并联时，总电阻为：=R1；
可以使用。
【知识点】欧姆定律及其应用；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功率大的为加热状态，功率小的为保温状态，根据公式比较两种状态下功率的大小即可；
（2）在家庭电路中，开关应该接在火线和用电器之间；插座之间不能相互影响，因此是并联。如果共用火线，那么两个插座的电压应该相等。
（3）首先根据计算出电阻R1的阻值，然后再分别计算出两种方案中的总电阻，与它进行比较即可。
【解答】（1）开关接a时，只有电阻R1工作；当开关接b时，两个电阻串联，总电阻R总=R1+R2，因此这时总电阻较大。根据公式可知，当电压相同时，功率与电阻成反比，因此串联时电阻大功率小，为保温状态，而另一个状态为加热状态。
故答案为：加热；
（2）图乙的面板上有一个开关和两个插座。连接时，开关应接在火线上；两个插座应并联。图丙中两个插座分别提供120V和230V的电压，它们共用的是零线。
故答案为：火；并；零；
（3）开关接a时，只有电阻R1工作，此时处于加热状态，
电阻R1的阻值：；
方案一：电阻R3的阻值为：；
电阻R4的阻值为：；
串联时总电阻R总=R3+R4=220Ω+55Ω=275Ω>R1，不能使用。
方案二：电阻R5的阻值为：；
两根同样的R5并联时，总电阻为：=R1；
可以使用。
18．（2020·滨江模拟）某品牌电热水壶如图所示，铭牌如右表。烧水时，当壶内的水温达到设定温度后会自动切换到保温状态。若某次烧水，电热水壶正常工作，在1标准大气压下，经过15min将1.5L初温为20℃的水烧至沸腾，然后持续保温。水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)，求该电热水壶：
某品牌电热水壶
加热功率 600W
保温功率 44W
电源 220V~50Hz
额定容量 1.5L
（1）处于保温状态时的电阻是多少？
（2）将水烧至沸腾的过程中消耗的电能是多少？
（3）将水烧至沸腾的过程中的平均效率是多大？
【答案】（1）由P= ，得R= =1100Ω
（2）消耗电能：W=P加热t=600W×15×60s=5.4×105J
（3）水的质量：m水=ρV=1×10 kg/m ×1.5×10-3m =1.5kg
水吸收的热量：Q水=cm△t=4.2×10J/(kg℃)×1.5kg(100℃-20℃)=5.04×105J
效率：η= ×100%=93.3%
【知识点】热量的计算；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）已知保温功率和电压，根据公式计算保温状态时的电阻；
（2）已知加热功率和时间，根据公式 W=P加热t 计算烧水过程中消耗的电能；
（3）首先根据 m水=ρV计算出水的质量，然后根据Q水=cm△t 计算出水吸收的热烈，最后根据计算烧水的平均效率。
19．（2020·慈溪模拟）如表所示为某电暖机的铭牌，如图虚线内所示是电暖机内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，电暖机开关接1时是低温档，接2时是高温档。求：
××牌电暖机
额定电压 220V
额定功率 高温档 1320W
低温档 220W
频率 50Hz
（1）电路中R1和R2的阻值。
（2）如果实际电压只有200V，则电暖机在高温档工作10分钟所消耗的电能是多少（最后结果保留整数）。
【答案】（1）开关接2时，电路中只有R1，电烤箱处于高温档，
R1的阻值：；
开关接1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温档，
此时电路中的总电阻：；
，
那么R2的阻值：R2=R-R1=220Ω-36.67Ω=183.33Ω；
（2）实际电压只有200V，电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能：
。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式可知，当电压相等时，电阻越小功率越大，此时为高温档；电阻越大功率越小，此时为低温档。首先根据高温档计算出电阻R1的阻值，然后利用低温档计算出两个电阻之和，最后相减得到电阻R2的阻值。
（2）当实际电压只有200V时，根据求出电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能。
1 / 1浙教版九年级科学上册 3.6 电能（电热器）培优练习
一、单选题
1．（2020·温州模拟）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的小塑料盒中，塑料盒内分别插着相同的温度计，电源电压不变。闭合开关，相同时间内A的温度计温度上升快，则下列说法不正确的是（ ）
A．相同时间内电阻R1产热量多
B．电阻R1>R2
C．R1两端电压大于R2两端的电压
D．该实验为探究电流产生的热量与电流大小是否有关
2．（2020·龙湾模拟）多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。下图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为5伏，四段电热丝电阻均为5欧，保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是（ ）
A．开关旋至“1”档，开启快炖功能
B．开启保温功能，电路中的总电阻为5欧
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化0.5安
D．快炖与慢炖电路总功率之比为2：1
3．（2020九上·诸暨期末）为了研究电热跟哪些因素有关，小明将阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置。已知电源电压相等且保持不变，R1A．因为水的比热大，若将煤油换成水，实验效果更明显
B．乙装置可探究电热与电阻是否有关
C．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
D．比较相同通电时间内a、c温度计示数变化，可探究电流产生热量与电流是否有关
4．（2019九上·萧山期末）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系，某同学设计了如图所示的甲，乙两装置。将两段阻值不同的电阻丝（R1A．该实验运用了“等效替代法”的思路
B．甲装置可探究电流产生的热量与电阻大小是否有关
C．比较A与C体积变化大小就可探究产生的热量与电流大小的关系
D．相同时间里，气球的膨胀程度由大到小顺序为C>D>B>A
5．（2020九上·吴兴期末）焦耳24岁时，首先把电阻丝放入玻璃管内，做成一个电热器，然后把电热器放入一个玻璃瓶中，瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时，从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化，同时，他用电流计测出电流的大小，焦耳把实验做了一次又一次，获取大量数据归纳得出焦耳定律。下列有关说法不正确的是（ ）
A．焦耳定律只适用于电能全部转化为内能的电路
B．焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比
C．焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量，是用了转换法
D．科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式
6．已知两个电阻的阻值之比为R1∶R2=9∶1，在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2=9∶4，通过两个电阻的电流之比为 （ ）
A．9∶1 B．1∶2 C．1∶6 D．6∶1
7．甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）.
A．5：2 B．5：4 C．2：5 D．10：1
8．（2019·衢州）如图甲是一种电热膜，它不易氧化，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。导电墨线电阻随温度变化图像如图丙。有关电热膜说法正确的是（ ）
A．导电墨线间以串联的方式连接
B．不易氧化属于电热膜的物理性质
C．工作时通过导电墨线的电流始终不变
D．温度到达t0时，发热功率会急剧减小
9．（2019·杭州模拟）一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q。使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R。现将剩下的这段电热丝接人电路，则（ ）
A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t
C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U
10．如图甲所示，电源电压U0保持不变，滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比；开关闭合前，滑动变阻器的滑片P在最右端，闭合开关后，滑片P向左滑过一段距离x后电流表才有示数，这是由于变阻器出现了一定的故障。电压表示数U、电流表示数I与距离x的关系图像如图乙、图丙所示，下列分析正确的是（ ）
A．x在0～6厘米内，滑动变阻器出现的故障是变阻器上的电阻丝发生了短路
B．U0为15伏，定值电阻R1为4欧
C．该滑动变阻器在不出现故障的情况下，则最大电阻应为30欧
D．若电压表示数U＝6伏，则x＝24厘米，R1消耗的电功率为4.5瓦
11．（2018九上·东阳月考）如图是贮水式电热水袋，其面料为：高强度PVC（聚氯乙烯）、短绒 、印花布复合面料，额定电压为220V、额定功率为500W，温度范围为68-75℃。根据以上信息，下列有关贮水式电热水袋的说法不正确的是（ ）
A．正常加热时的电流约0.44A
B．该面料中的聚氯乙烯属于有机物
C．电热水袋加热使水温度升高，水具有的内能逐渐增大
D．若电热水袋接入110V电路中，它的实际功率为125W
12．（2018九上·柯桥月考）电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后充电插口可以外接充电器对蓄电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω.下列说法正确的是（ ）
A．对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源
B．电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能
C．电动机正常工作1min，消耗的电能为14400J
D．电动机正常工作1min，电流通过线圈产生的热量为14400J
二、填空题
13．（2020·慈溪模拟）如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A。
（1）电源的输出功率是 。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为 m/s。
三、解答题
14．（2020·台州）电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲；电热水壶内部简化电路，如图乙。
（1）为防止触电，供电插座的外壳材料应是 (选填“绝缘体”或“导体”)。
（2）电热水壶额定电压为220伏，额定功率为1000瓦，求；
①电阻R的阻值是多少
②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗多少电能
（3）为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关(一定温度时,可以自动断开或闭合：元件符号为“ ”）,一个阻值远大于R1的定值电阻R2(元件符号为“ ”)。要求利用提供的器材对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图、并说明保温的工作原理。
15．（2020·余杭模拟）某同学根据如图所示电路进行实验：先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下表：
U/V I/A W/J Q/J
不转动 0.2 0.1 W1 Q1
转动 3.0 1.2 W2 Q2
利用上表数据计算和分析：
（1）不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2
（3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
16．（2020·温岭模拟）图甲所示是微电脑控制的多功能养生壶，乙是它的简化电路图。发热电阻R2两端电压通过微电脑进行调节，发热功率从200~800W可调。小明在某次使用时选择药膳功能：机器开始以800W功率进行加热，8分钟加热到80℃，然后自动转到200W，再加热30分钟直到结束。
（1）L为电源指示灯，标有“2.5V，0.1W”，计算R1的阻值。
（2）小明该次使用，从开始加热到结束，整个过程发热电阻R2消耗了多少电能？
（3）发热电阻功率从800W自动转到200W是通过微电脑改变其两端电压来实现，已知800W时发热电阻两端电压为220V，则当它功率变为200W时，它两端电压为 V。
17．（2020·鄞州模拟）图甲是一个电热器的部分简化电路。电热丝R1规格为“220V 1100W”，电阻R2为506Ω。电热器正常工作时，加热功率为1100W，保温功率为88W，电源电压保持不变，电阻不随温度变化而变化。
（1）当温控开关S接a时，电热器处于 (填“加热”或“保温”)状态。
（2）图乙的面板上有一个开关和两个插座。连接时，开关应接在 (填“火”或“零”)线上；两个插座应 (填“串”或“并”)联。图丙中两个插座分别提供120V和230V的电压，它们共用的是 (填“火”或“零”)线。
（3）某次在使用时，电路中R1烧毁了。小科想使电热器恢复正常工作，设计了下面方案；请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：用“220V 220W”电热丝R3、“220V 880W”电热丝R4串联替代R1
方案二：用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代R1
18．（2020·滨江模拟）某品牌电热水壶如图所示，铭牌如右表。烧水时，当壶内的水温达到设定温度后会自动切换到保温状态。若某次烧水，电热水壶正常工作，在1标准大气压下，经过15min将1.5L初温为20℃的水烧至沸腾，然后持续保温。水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)，求该电热水壶：
某品牌电热水壶
加热功率 600W
保温功率 44W
电源 220V~50Hz
额定容量 1.5L
（1）处于保温状态时的电阻是多少？
（2）将水烧至沸腾的过程中消耗的电能是多少？
（3）将水烧至沸腾的过程中的平均效率是多大？
19．（2020·慈溪模拟）如表所示为某电暖机的铭牌，如图虚线内所示是电暖机内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，电暖机开关接1时是低温档，接2时是高温档。求：
××牌电暖机
额定电压 220V
额定功率 高温档 1320W
低温档 220W
频率 50Hz
（1）电路中R1和R2的阻值。
（2）如果实际电压只有200V，则电暖机在高温档工作10分钟所消耗的电能是多少（最后结果保留整数）。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t分析；
（2）根据公式Q=I2Rt分析；
（3）根据串联电路中，电压与电阻成正比分析；
（4）分析实验中哪个因素发生改变即可。
【解答】A.根据公式Q=cm△t可知，金属盒内空气的质量和比热容都相同，这时它们吸收的热量与升高的温度成正比。因为A温度计温度上升的快，所以△tA>△tB，那么在相同的时间内R1产生的热量多，故A正确不合题意；
B.根据公式Q=I2Rt可知，当电流和时间相同时，产生的热量与电阻成正比。两个电阻串联，电流和时间相同，因为Q1>Q2，所以R1>R2，故B正确不合题意；
C.根据串联电路中电压与电阻成正比可知，因为R1>R2，所以U1>U2，故C正确不合题意；
D.因为在实验中，控制电流和时间相同，而改变的是电阻，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系，故D错误符合题意。
故选D。
2．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）快炖功率最大，保温功率最小，根据公式比较开关在不同状态下的功率大小即可；
（2）根据保温状态时的串并联情况计算总电阻；
（3）分别计算出两个状态下的总电流，然后相减即可；
（4）分别根据（1）中的结果进行计算即可。
【解答】开关旋至“1”档，两个电阻串联，
此时的总功率；
开关旋至“2”档，只有一个电阻工作，
此时的总功率；
开关旋至“3”档，两个电阻并联，
此时的总功率；
因此开关旋至“1”档，为保温档；接“2”时为慢炖，接“3”时为快炖，故A错误；
开关旋至“1”档，为保温档，此时两个电阻串联，总电阻为：R串=R1+R2=5Ω+5Ω=10Ω，故B错误；
快炖时，两个电阻并联，总电流为：；
慢炖时，只有一个电阻，总电流为：；
那么 从快炖到慢炖，电路总电流变化 ：2A-1A=1A，故C错误；
快炖与慢炖电路总功率之比：10W：5W=2：1，故D正确。
故选D。
3．【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t可知，质量相同的不同物质吸收相同的热量时，比热容越小的升高的温度越大，实验效果越明显；
（2）探究电热与电阻的关系时，必须保证电流和时间相同；
（3）根据公式和Q=I2Rt比较四个温度计的温度变化进行比较即可；
（4）探究电热与电流的关系时，必须保证电阻和时间相同。
【解答】A.因为水的比热大，所以升高的温度小，实验效果不明显，故A错误；
B.在乙中，两个电阻并联，它们的电压相等而电流不等，因此无法探究电热与电阻的大小关系，故B错误；
C.在串联电路中，各处电流都相等，根据公式Q=I2Rt可知，因为 R1D.a、c两个装置中电阻相同，而通过的电流大小不同，所以可以根据它们的温度计的示数变化探究产生热量的多少与电流的关系，故D正确。
故选D。
4．【答案】A
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）探究一个因素对物理量的影响时，控制其它因素相同，这种方法叫控制变量法；
（2）探究电阻对产生热量的影响时，必须控制电流和时间相同；、
（3）探究电流对产生热量的影响时，必须控制电阻和时间相同；
（4）首先根据比较C、D产生热量的多少，然后再根据Q=I2Rt比较A、B两个产生热量的多少，接下来根据前者中小的和后者中大的进行比较即可。
【解答】A.探究电阻对电流产生热量的影响时，控制电流和时间相同；探究电流对产生热量的影响时，控制电阻和时间相同，因此该实验使用了“控制变量法”，故A错误符合题意；
B.甲装置中，两个电阻串联时电流相同，而电阻不同，根据控制变量法的要求，所以可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故B正确不合题意；
C.A、C两个装置中电阻同为R1即电阻相同，当通过的电流大小不同，因此可探究产生的热量与电流大小的关系，故C正确不合题意；
D.乙图中C、D中两个电阻丝并联，根据公式可知，因为 R1QD；
甲图中A、B两个电阻丝串联，根据公式Q=I2Rt可知，因为R1QA；并联时R2两端的电压大于串联时它两端的电压，根据可知，QD>QB；那么产生热量的大小顺序为：QC>QD>QB>QA，故D正确不合题意。
故选A。
5．【答案】A
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）只要电流经过导体都会发热，只要电流产生的热量都可以用焦耳定律计算；
（2）根据焦耳定律的内容分析判断；
（3）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（4）教材上只能得到电流产生的热量与相关因素的定性关系，不能得到它们之间的定量关系。
【解答】A.焦耳定律不只适用于电能全部转化为内能的电路，故A错误符合题意；
B.焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比，故B正确不合题意；
C.焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量，是用了转换法，故C正确不合题意；
D.科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式，故D正确不合题意。
故选A。
6．【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电阻、时间和热量，根据公式计算通过电阻的电流。
【解答】根据公式得到：
通过两个电阻的电流之比：；
解得：I1：I2=1：2。
故选B。
7．【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电阻、电流和时间，根据公式Q=I2Rt计算产生的热量之比。
【解答】根据公式Q=I2Rt得到：
.
故选A。
8．【答案】D
【知识点】化学变化与物理变化的判别；串联电路和并联电路的辨别；电阻和电阻的串联、并联；电功率
【解析】【分析】并联是元件之间的一种连接方式，其特点是将2个同类或不同类的元件、器件等首首相接，同时尾尾亦相连的一种连接方式。通常是用来指电路中电子元件的连接方式，即并联电路。指物质没有发生化学反应就表现出来的性质叫做物理性质。电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量，用P表示，它的单位是瓦特（Watt），简称"瓦"，符号是W。
【解答】A、由图可知，导电墨线间以并的方式连接；故A错误；
B、不易氧化属于电热膜的化学性质；故B错误；
C、由丙图可知，墨线的电阻会发生改变，所以通过过导电墨线的电流会发生改变；故C错误；
D、由丙图可知，温度到达t0时，电阻会急剧增大，从而导致电路的总电阻也会增大，根据P=U2/R总可知，发热功率也会急剧减小；故D正确；
故答案为：D。
9．【答案】C
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】当电压不变而电阻变化时，可根据公式计算产生的热量，结合题目条件的变化列出数学关系式，然后进行比较计算即可。
【解答】电阻R在时间t内产生的热量为：①；
A.若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为：，故A错误；
B.若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，列式为：②；
①与②作比得到：t'=0.5t，故B错误；
C.若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为：，故C正确；
D.若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，列式为：③；
①与③作比得到：，故D错误。
故选C。
10．【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点；串、并联电路的电压特点；欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A、根据电压表始终有示数和滑片滑过一定距离后电流表才有示数可判断出滑动变阻器的故障原因；
B、C、D、根据滑动变阻器两端的电压和通过的电流，设出x长度的电阻丝的阻值，再根据欧姆定律及其变形公式列出方程组求出电阻R2的值，然后在串联电路中求出电源电压和R1的值，进而计算U＝6V时x的长度，利用电功率公式的变形公式计算R1消耗的功率。
【解答】A、分析电路图可知，只有在滑动变阻器断路时，才会出现，电压表有示数电流表无示数的情形，如果滑动变阻器的电阻丝短路，则电压表和电流表始终有示数；
B、C、D、设长度为x的电阻丝的阻值为xR ，
由图乙、丙知，对于滑动变阻器，当x＝6时，U6＝9.6V，I6＝0.4A；当x＝12时，U12＝6V，I12＝0.5A，则
...........①
..........②
①②联立解得：R2＝30Ω，R＝1Ω，即：该滑动变阻器在不出现故障的情况下，则最大电阻应为30欧，C符合题意；
在整个串联电路中有：
...........①
..........②
①②联立解得：U0＝24V，R1＝12Ω，B不合题意；
当U＝6V时，电路中的电流，
消耗的电功率为：，D不合题意。
故答案为：C。
11．【答案】A
【知识点】电功率
【解析】【分析】根据P=UI可以计算出正常加热时的电流；聚氯乙烯属于有机物；物体的内能与物体的温度有关；由于电热水袋的电阻不变，根据P=可知P实与P额的关系。
【解答】A、正常加热时的电流约I=P/U=500W/220V≈2.27A，故A说法不正确，符合题意；
B、聚氯乙烯属于有机物，故B说法正确，不符合题意；
C、同一个物体的温度升高时，物体具有的内能增大，故C说法正确，不符合题意；
D、电热水袋的电阻不变，根据P=可知，==（）2=（）2=，所以 实际功率为P实=P额=×500W=125W，故D说法正确，不符合题意。
故答案为：A。
12．【答案】C
【知识点】电功计算公式的应用；焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）蓄电池有两个角色，充电时是电源，用电时是用电器；
（2）电流通过任何导体都会发热，将电能转化为内能；
（3）已知电压、电流和时间根据公式W=UIt计算电动机消耗的电能；
（4）已知电流、电阻和通电时间根据公式Q=I2Rt计算线圈产生的热量。
【解答】A.对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的用电器，故A错误；
B.电动自行车的电动机除了把电能转化为机械能外，还会有一部分电能转化为内能，故B错误；
C.电动机正常工作1min，消耗的电能为：W=UIt=48V×5A×60s=14400J ，故C正确；
D.电动机正常工作1min，电流通过线圈产生的热量为：Q=I2Rt=（5A）2×5A×0.5Ω=62.5J，故D错误。
故选C。
13．【答案】（1）880W
（2）1.2
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电源的输出功率根据P总=U总I总计算；
（2）首先根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，然后根据P机械=P总-P热计算出机械功率，最后根据计算重物上升的速度。
【解答】（1）电源的输出功率P总=U总I总=220V×4A=880W；
（2）电动机的发热功P热=I2R=（4A）2×10Ω=160W；
电动机的机械功率：P机械=P总-P热=880W-160W=720W；
重物上升的速度为：。
14．【答案】（1）绝缘体
（2）解：①R1= = =48.4欧
②W=Pt=1000瓦×300秒=3×105焦
（3）S闭合，温控开关断开，R1、R2同时工作，电路处于保温状态。
【知识点】串、并联电路的设计；导体和绝缘体；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）容易导电的物体叫导体；不容易导电的物体叫绝缘体；
（2）①已知额定功率和额定电压，根据公式 计算电阻R的阻值；
②已知电功率和时间，根据W=Pt计算消耗的电能。
（3）根据公式可知，电压相等时，电阻大的，电功率小，为保温状态；电阻小的，电功率大，为加热状态，只需用温控开关控制定值电阻R2的工作与否。
【解答】（1）为防止触电，供电插座的外壳材料必须不容易导电，因此应该选择绝缘体。
（2）① 电阻R的阻值： ；
②正常工作300s消耗的电能：W=Pt=1000W×300s=3×105J。
（3）如下图所示，S闭合，温控开关断开，R1、R2同时工作，此时总电阻变大，根据可知，此时总电阻变小，那么电路处于保温状态。
15．【答案】（1）不转动时，通电10s，电动机所做的电功为0.2J，所产生的热量为0.2J
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功为36J，所产生的热量为28.8J
（3）电动机未转动时，电流流经电动机线圈时电能全部转化为内能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经电动机线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，因此W2＞Q2。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】1、电功是指电流通过用电器所做的功，公式为W＝UIt。由焦耳定律可知Q＝I2Rt，在纯电阻电路中热量计算还可使用公式进行计算；
2、电动机工作时能量的转化为：电能转化为机械能和热能，热能主要是线圈电阻中消耗的。
【解答】（1）不转动时电动机相当于一个纯电阻电阻，电流通过线圈电阻做功，所以W＝Q＝UIt=0.2V×0.1A×10s=0.2J。线圈电阻；
（2）电动机转动时，电动机所做的电功：W＝UIt=3V×1.2A×10s=36J,
电流通过线圈产生的热量为：Q＝I2Rt=(1.2A)2×2Ω×10s=28.8J；
（3）电动机未转动时，电流流经电动机线圈时电能全部转化为内能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经电动机线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，因此W2＞Q2。
故答案为：（1）不转动时，通电10s，电动机所做的电功为0.2J，所产生的热量为0.2J （2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功为36J，所产生的热量为28.8J （3）电动机未转动时，电流流经电动机线圈时电能全部转化为内能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经电动机线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，因此W2＞Q2。
16．【答案】（1）IL＝PL/UL＝0.1W/2.5V＝0.04A
I1＝IL＝0.04A
U1＝U-UL＝220V-2.5V＝217.5V
R1＝U1/I1＝217.5V/ 0.04A＝5437.5Ω
（2）从开始加热到结束，发热电阻R2消耗的总电能W总：
W总＝W2+W2′＝P2t2+P2′t2′＝384000J＋360000J＝7.44×105J
（3）110
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）指示灯L与电阻R1串联，首先根据计算通过灯泡的电流，然后根据串联电路电流特点计算通过电阻R1的电流，接下来根据 U1＝U-UL计算R1两端的电压，最后根据计算即可；
（2）根据公式W=Pt分别计算出R2以两个不同功率消耗的电能，然后将它们相加即可；
（3）同一电阻阻值不变，那么它的功率与电压的平方成正比，即：。
【解答】（1）指示灯L与电阻R1串联，
通过灯泡的电流： IL＝PL/UL＝0.1W/2.5V＝0.04A；
根据串联电路各处电流都相等得到：I1＝IL＝0.04A；
电阻R1两端的电压：U1＝U-UL＝220V-2.5V＝217.5V；
电阻R1的阻值：R1＝U1/I1＝217.5V/ 0.04A＝5437.5Ω。
（2） 从开始加热到结束，发热电阻R2消耗的总电能W总：
W总＝W2+W2′＝P2t2+P2′t2′＝800W×（60s×8）+200W×（60s×30）=384000J＋360000J＝7.44×105J；
（3）根据公式得到：；
解得：U2=110V。
17．【答案】（1）加热
（2）火；并；零
（3） 开关接a时，只有电阻R1工作，此时处于加热状态，
电阻R1的阻值：；
方案一：电阻R3的阻值为：；
电阻R4的阻值为：；
串联时总电阻R总=R3+R4=220Ω+55Ω=275Ω>R1，不能使用。
方案二：电阻R5的阻值为：；
两根同样的R5并联时，总电阻为：=R1；
可以使用。
【知识点】欧姆定律及其应用；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功率大的为加热状态，功率小的为保温状态，根据公式比较两种状态下功率的大小即可；
（2）在家庭电路中，开关应该接在火线和用电器之间；插座之间不能相互影响，因此是并联。如果共用火线，那么两个插座的电压应该相等。
（3）首先根据计算出电阻R1的阻值，然后再分别计算出两种方案中的总电阻，与它进行比较即可。
【解答】（1）开关接a时，只有电阻R1工作；当开关接b时，两个电阻串联，总电阻R总=R1+R2，因此这时总电阻较大。根据公式可知，当电压相同时，功率与电阻成反比，因此串联时电阻大功率小，为保温状态，而另一个状态为加热状态。
故答案为：加热；
（2）图乙的面板上有一个开关和两个插座。连接时，开关应接在火线上；两个插座应并联。图丙中两个插座分别提供120V和230V的电压，它们共用的是零线。
故答案为：火；并；零；
（3）开关接a时，只有电阻R1工作，此时处于加热状态，
电阻R1的阻值：；
方案一：电阻R3的阻值为：；
电阻R4的阻值为：；
串联时总电阻R总=R3+R4=220Ω+55Ω=275Ω>R1，不能使用。
方案二：电阻R5的阻值为：；
两根同样的R5并联时，总电阻为：=R1；
可以使用。
18．【答案】（1）由P= ，得R= =1100Ω
（2）消耗电能：W=P加热t=600W×15×60s=5.4×105J
（3）水的质量：m水=ρV=1×10 kg/m ×1.5×10-3m =1.5kg
水吸收的热量：Q水=cm△t=4.2×10J/(kg℃)×1.5kg(100℃-20℃)=5.04×105J
效率：η= ×100%=93.3%
【知识点】热量的计算；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）已知保温功率和电压，根据公式计算保温状态时的电阻；
（2）已知加热功率和时间，根据公式 W=P加热t 计算烧水过程中消耗的电能；
（3）首先根据 m水=ρV计算出水的质量，然后根据Q水=cm△t 计算出水吸收的热烈，最后根据计算烧水的平均效率。
19．【答案】（1）开关接2时，电路中只有R1，电烤箱处于高温档，
R1的阻值：；
开关接1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温档，
此时电路中的总电阻：；
，
那么R2的阻值：R2=R-R1=220Ω-36.67Ω=183.33Ω；
（2）实际电压只有200V，电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能：
。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式可知，当电压相等时，电阻越小功率越大，此时为高温档；电阻越大功率越小，此时为低温档。首先根据高温档计算出电阻R1的阻值，然后利用低温档计算出两个电阻之和，最后相减得到电阻R2的阻值。
（2）当实际电压只有200V时，根据求出电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能。
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