华师大版初中科学九年级上学期 6.1 电能的获得和转化(第2课时)
一、夯实基础
1．下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是（ ）
A．电风扇 B．电水壶
C．电视机 D．微波炉
2．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（ ）
A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能较少
B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热
C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多
D．铜导线电阻较小，所以相同时间内它消耗的电能较少
3．将两电炉丝R1、R2串联起来，接在如图所示的电路中。若R1＞R2，则先被点燃的火柴是（ ）
A．电炉丝R1上的火柴 B．电炉丝R2上的火柴
C．两电炉丝上的火柴同时被点燃 D．无法确定
4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（ ）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
5．如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1＝30Ω，只闭合开关S时，电流表示数为 A；同时闭合开关S、S1时，电流表示数为0.5A，则通电1min，电阻R2产生的热量为 J。
6．如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲 (选填“大于”或“小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2 t1(选填“大于”或“小于”)。
7．如图所示电路中，当开关S分别与“1”“2”“3”接触时，各自出现什么现象？出现的现象分别利用了电流的什么效应？
（1）与“1”接触现象： ，效应： 。
（2）与“2”接触现象： ，效应： 。
（3）与“3”接触现象： ，效应： 。
二、能力提升
8．利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，图中三个电阻的材料和质量相同，且R1＝R3＝5Ω，R2＝10Ω，三个电子温度计分别与三个电阻相连(图中未画出)，并能测量它们的温度。闭合开关后，每隔一定时间记录各电阻的温度，通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。下列有关分析与推断错误的是（ ）
A．分析任意一个电阻的温度变化，可知电热与通电时间有关
B．分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关
C．分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关
D．分析比较R2和R3的温度及变化，可知电热与电流和电阻有关
9．小亮同学在做研究电热跟哪些因素有关的实验时，甲、乙两个烧瓶内的煤油质量应该 (选填“相等”或“不相等”)，把两根电阻丝串联连接的目的是 ，通电一段时间后，甲烧瓶中煤油温度上升了5℃，乙烧瓶中煤油温度上升了3℃，则甲、乙两根电阻丝的阻值之比是 。
三、拓展创新
10．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（ ）
A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等
B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶4
11．小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久搭接处又会烧断。搭接处烧断的原因是（ ）
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
12．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（ ）
A．R1∶R2＝1∶4
B．R1∶R2＝1∶3
C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s
D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s
13．将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路，接在9V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系见表：(“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为“E”，单位坎德拉，符号为“cd”)
光强E/cd 1 2 3 4 5 6
光敏电阻R/Ω 18 9 6 4.5 3.6 3
分析表中数据可知，光强E＝1.5cd时，光敏电阻的阻值R＝ Ω，此时电流表的示数为0.5A，则通电1min，R0上产生的热量为 J。
14．用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。
（1）烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
（2）请根据实物电路，在虚线框图乙内画出对应的电路图。
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ，通过R1的电流 通过R2的电流。
（4）通电一段时间后，烧瓶Ⅱ中玻璃管内液面上升的高度较大，说明 。
（5）小红用如图丙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经过多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图线。根据焦耳定律可知，图丁中能正确反映h－I关系的是 。
（6）如图所示是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现在市场上有一些劣质插线板，经质检部门检查发现，部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患。
答案解析部分
1．【答案】B,D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】分析各个选项中用电器的能量转化情况即可。
【解答】电风扇将电能转化为机械能和内能，故A不合题意；
电水壶将电能全部转化为内能，故B符合题意；
电视机将电能转化为光能、声能和内能，故C不合题意；
微波炉将电能全部转化为内能，故D符合题意。
故选BD。
2．【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，据此分析即可。
【解答】铜导线和电炉丝为串联，通过二者的电流相等，通电时间也相等，但是铜导线的电阻比电炉丝的电阻小得多，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，铜导线产生的热量少，温度低，也就是相同时间内消化的电能较少，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
3．【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，据此分析即可。
【解答】两电炉丝R1、R2串联，通过它们的电流和通电时间相同，因为R1＞R2，所以电阻R1产生的热量多，温度高，那么它上面的火柴先被点燃，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
4．【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
【解答】（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
5．【答案】0.2；108
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）只闭合开关S时，只有电阻R1单独工作，根据公式计算电流表的示数；
（2）同时闭合开关S、S1时，两个电阻并联，首先根据I2=I总-I1计算出通过电阻R2的电流，再根据公式Q2=W2=U2I2t2计算电阻R2产生的热量。
【解答】（1）只闭合开关S时，只有电阻R1单独工作，此时电流表的示数就等于通过R1的电流，
那么电流表的示数：；
（2）同时闭合开关S、S1时，两个电阻并联，此时电流表测通过干路的总电流，
那么通过电阻R2的电流I2=I总-I1=0.5A-0.2A=0.3A；
电阻R2产生的热量Q2=W2=U2I2t2=6V×0.3A×60s=108J。
6．【答案】大于；大于
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）玻璃管内液面上升高度的大小取决于电阻丝产生热量的多少，根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当产生的热量和电阻相同时，加热时间与电流成反比，据此分析即可。
【解答】（1）R甲长度大于R乙，那么电阻R甲>R乙；电阻丝R甲和R乙串联，通过它们的电流和时间相等，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，甲产生的热量大于乙产生的热量，那么甲内煤油的温度更高，体积膨胀更多，则甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙。
（2）断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，变阻器接入的阻值增大，那么通过电阻甲的电流变小。甲内玻璃管液面上升高度h甲与原来相同，即产生相同的热量时，根据根据焦耳定律Q=I2Rt可知，现在所需的时间t2大于t1。
7．【答案】（1）电铃响；电流的磁效应
（2）灯泡发光；电流的热效应
（3）发生化学反应；电流的化学效应
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】电流通过导体时会产生磁场，这就是电流的磁效应；电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；电流通过溶液时可能发生化学变化，这就是电流的化学效应。根据开关的位置，确定哪个用电器被接通，然后根据用电器的种类确定电流效应的种类。
【解答】（1）开关与“1”接触时，电铃所在的电路被接通，那么现象：电铃响；电流内部有一个电磁铁，通过它利用电流产生磁场不断切断和接通电路，从而带动小锤敲击铃铛盖发出声音，因此效应：电流的磁效应。
（2）开关与“2”接触，接通灯泡所在电路，那么现象：灯泡发光；因为灯泡不断的将电能转化为内能，所以效应为：电路的热效应。
（3）开关与“3”接触，接通溶液所在的电路，其中的铜离子会在负极得到电子变成红色的铜而析出，现象：发生化学反应；由于有新物质铜生成，所以发生了化学变化，那么效应：电流的化学效应。
8．【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间成正比，根据控制变量法分析各个选项即可。
【解答】A.任意一个电阻，它本身的电阻和电流大小不变，而通过改变时间，观测温度的高低，就可知电热与通电时间有关，故A正确不合题意；
B.R1和R2串联，通过它们的电流和通电时间相同，但电阻不同，因此分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关，故B正确不合题意；
C.R1和R3电阻相同和通电时间相同，但是电压不同，因此通过它们的电流大小不同，那么分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关，故C正确不合题意；
D.R2和R3的电阻不同，通过它们的电流大小也不同，只有二者的通电时间相同，根据控制变量法的要求可知，分析比较R2和R3的温度及变化，不能得到电热与电流和电阻有关，故D错误符合题意。
故选D。
9．【答案】相等；使电流大小和通电时间相等；5∶3
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在研究电热与哪些因素有关时，需要通过烧瓶内煤油温度的升高量判断电阻产生热量的多少。根据公式Q=cm△t可知，当比热容和质量相同时，热量与升高的温度成正比，因此比较保证烧瓶中煤油的质量相等；
（2）在串联电路中，各处电流都相等，因此通过电阻丝的串联，可以保证通过它们的电流相等；一个开关同时控制两个电阻丝电流的通断，因此能够保证它们通电时间相等。
（3）首先根据Q=cm△t得到电阻丝产生的热量之比，然后根据公式Q=I2Rt计算电阻丝的阻值之比。
【解答】（1）小亮同学在做研究电热跟哪些因素有关的实验时，甲、乙两个烧瓶内的煤油质量应该相等；
（2）把两根电阻丝串联连接的目的是：使电流大小和通电时间相等；
（3）两个烧瓶内煤油的质量和比热容都相等，根据公式Q=cm△t可知，电阻丝产生的热量与升高的温度成正比，即Q甲：Q乙=△t甲：△t乙=5：3。通过两个电阻丝的电流和通电时间相同，根据公式Q=I2Rt可知，产生的热量与电阻成正比，即R甲：R乙=Q甲：Q乙=5：3。
10．【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）根据串联电路的电流特点分析；
（2）根据公式Q=I2Rt计算即可；
（3）分析乙实验中影响电流产生热量的哪个因素不同即可；
（4）根据焦耳定律式Q=I2Rt计算即可。
【解答】A.在串联电路中，各处电流都相等，因此甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等，故A正确；
B.根据甲图可知，两个电阻串联，那么通过它们的电流和时间相同；根据公式Q=I2Rt得到，电阻产生的热量与电阻成正比，即Q左：Q右=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正确；
C.在乙实验中，左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，因此通过两个电阻的电流大小不等，而阻值和通电时间相同，因此是为了研究电流产生热量与电流大小的关系，故C错误；
D.在乙图中，根据I总=I1+I2可知，通过左边电阻的电流是右边电阻的2倍；再根据Q=I2Rt可知，当阻值和时间相同是，热量与电流平方成正比，即Q左：Q右=I左2：I右2=（2）2：（1）2=4：1，故D错误。
故选B。
11．【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据公式Q=I2Rt计算即可。
【解答】根据公式Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，产生的热量与电阻成正比。将断裂的电阻丝搭接在一起后，由于接头处比较松，因此搭接处的电阻会比别处大，因此产生的热量比别处多，更容易烧断，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
12．【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）（2）首先根据热量与时间成正比，计算出电阻丝R1在60s内产生的热量，然后根据Q2=Q总-Q1计算出60s内R2产生的热量，最后再根据焦耳定律计算电阻之比；
（3）（4）根据公式写出两个电阻串联时产生热量的表达式以及R1单独工作时的热量表达式，然后作比即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量：；
那么电阻R2在60s内产生的热量：Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q；
根据焦耳定律可知，热量与电阻成反比；
即，故B正确，而A错误；
当R1单独接在电源上时，产生的热量：；
将两个电阻串联在电源上时，产生的热量：；
两个式子作比得到：；
解得：t=160s，
故C、D错误。
故选B。
13．【答案】12；90
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）根据表格找到光敏电阻阻值和光强的数量关系，然后计算出E=1.5cd时的阻值；
（2）首先根据计算出此时的总电阻，再根据R0=R总-R计算出定值电阻的阻值，最后根据Q0=I02R0t计算产生的热量。
【解答】（1）比较表格中数据可知，光敏电阻的阻值与光照强度的乘积都是18，那么当光强E=1.5cd时，光敏电阻的阻值R=。
（2）此时的总电阻；
此时定值电阻R0=R总-R=18Ω-12Ω=6Ω；
那么它产生的热量为：Q0=I02R0t=（0.5A）2×6Ω×60s=90J。
14．【答案】（1）绝缘体
（2）
（3）相等；小于
（4）在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多
（5）A
（6）在材料和长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大。劣质插线板的电源线的芯线比合格产品细，则电阻大。根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多，易发生火灾。
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）不容易导电的物体叫绝缘体，包括橡胶、塑料、玻璃和陶瓷，各种油类；
（2）根据实物图画出电路图，要保证串并联关系和先后顺序一致，一般先从正极到负极连接一条通路，再补充其他部分。
（3）根据控制变量法的要求分析；
（4）液面上升的高度大，说明电阻产生的热量多，根据控制变量法的要求描述结论；
（5）根据焦耳定律的公式Q=I2Rt判断图像的形状即可；
（6）根据导体电阻和横截面积的关系分析这种导线的电阻变化，再根据焦耳定律Q=I2Rt判断产生的热量的变化。
【解答】（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体；
（2）根据实物图可知，电流从正极出发，依次经过R1、R2和开关流回负极，然后电阻R并联在电阻R1的两边，如下图所述：
（3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”时，必须控制电阻和通电时间相同，而改变电流大小。电阻R2在干路上，而电阻R1在支路上，因此通过R1的电流肯定小于R2的电流，那么：为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，通过R1的电流小于通过R2的电流。
（4）通电一段时间后，烧瓶Ⅱ中玻璃管内液面上升的高度较大，说明：在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多。
（5）根据公式Q=I2Rt可知，电流产生的热量与电流的平方成正比，根据二次函数图象的知识可知，热量与电流变化的图像应该是一条抛物线。因为玻璃管内液面上升的高度h与产生的热量成正比，所以高度h随电流变化的图像也是一条抛物线，故选A。
（6）在材料和长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大。劣质插线板的电源线的芯线比合格产品细，则电阻大。根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多，易发生火灾。
1 / 1华师大版初中科学九年级上学期 6.1 电能的获得和转化(第2课时)
一、夯实基础
1．下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是（ ）
A．电风扇 B．电水壶
C．电视机 D．微波炉
【答案】B,D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】分析各个选项中用电器的能量转化情况即可。
【解答】电风扇将电能转化为机械能和内能，故A不合题意；
电水壶将电能全部转化为内能，故B符合题意；
电视机将电能转化为光能、声能和内能，故C不合题意；
微波炉将电能全部转化为内能，故D符合题意。
故选BD。
2．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（ ）
A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能较少
B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热
C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多
D．铜导线电阻较小，所以相同时间内它消耗的电能较少
【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，据此分析即可。
【解答】铜导线和电炉丝为串联，通过二者的电流相等，通电时间也相等，但是铜导线的电阻比电炉丝的电阻小得多，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，铜导线产生的热量少，温度低，也就是相同时间内消化的电能较少，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
3．将两电炉丝R1、R2串联起来，接在如图所示的电路中。若R1＞R2，则先被点燃的火柴是（ ）
A．电炉丝R1上的火柴 B．电炉丝R2上的火柴
C．两电炉丝上的火柴同时被点燃 D．无法确定
【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，据此分析即可。
【解答】两电炉丝R1、R2串联，通过它们的电流和通电时间相同，因为R1＞R2，所以电阻R1产生的热量多，温度高，那么它上面的火柴先被点燃，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（ ）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
【解答】（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
5．如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1＝30Ω，只闭合开关S时，电流表示数为 A；同时闭合开关S、S1时，电流表示数为0.5A，则通电1min，电阻R2产生的热量为 J。
【答案】0.2；108
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）只闭合开关S时，只有电阻R1单独工作，根据公式计算电流表的示数；
（2）同时闭合开关S、S1时，两个电阻并联，首先根据I2=I总-I1计算出通过电阻R2的电流，再根据公式Q2=W2=U2I2t2计算电阻R2产生的热量。
【解答】（1）只闭合开关S时，只有电阻R1单独工作，此时电流表的示数就等于通过R1的电流，
那么电流表的示数：；
（2）同时闭合开关S、S1时，两个电阻并联，此时电流表测通过干路的总电流，
那么通过电阻R2的电流I2=I总-I1=0.5A-0.2A=0.3A；
电阻R2产生的热量Q2=W2=U2I2t2=6V×0.3A×60s=108J。
6．如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲 (选填“大于”或“小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2 t1(选填“大于”或“小于”)。
【答案】大于；大于
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）玻璃管内液面上升高度的大小取决于电阻丝产生热量的多少，根据焦耳定律Q=I2Rt分析即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当产生的热量和电阻相同时，加热时间与电流成反比，据此分析即可。
【解答】（1）R甲长度大于R乙，那么电阻R甲>R乙；电阻丝R甲和R乙串联，通过它们的电流和时间相等，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，甲产生的热量大于乙产生的热量，那么甲内煤油的温度更高，体积膨胀更多，则甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙。
（2）断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，变阻器接入的阻值增大，那么通过电阻甲的电流变小。甲内玻璃管液面上升高度h甲与原来相同，即产生相同的热量时，根据根据焦耳定律Q=I2Rt可知，现在所需的时间t2大于t1。
7．如图所示电路中，当开关S分别与“1”“2”“3”接触时，各自出现什么现象？出现的现象分别利用了电流的什么效应？
（1）与“1”接触现象： ，效应： 。
（2）与“2”接触现象： ，效应： 。
（3）与“3”接触现象： ，效应： 。
【答案】（1）电铃响；电流的磁效应
（2）灯泡发光；电流的热效应
（3）发生化学反应；电流的化学效应
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】电流通过导体时会产生磁场，这就是电流的磁效应；电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；电流通过溶液时可能发生化学变化，这就是电流的化学效应。根据开关的位置，确定哪个用电器被接通，然后根据用电器的种类确定电流效应的种类。
【解答】（1）开关与“1”接触时，电铃所在的电路被接通，那么现象：电铃响；电流内部有一个电磁铁，通过它利用电流产生磁场不断切断和接通电路，从而带动小锤敲击铃铛盖发出声音，因此效应：电流的磁效应。
（2）开关与“2”接触，接通灯泡所在电路，那么现象：灯泡发光；因为灯泡不断的将电能转化为内能，所以效应为：电路的热效应。
（3）开关与“3”接触，接通溶液所在的电路，其中的铜离子会在负极得到电子变成红色的铜而析出，现象：发生化学反应；由于有新物质铜生成，所以发生了化学变化，那么效应：电流的化学效应。
二、能力提升
8．利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，图中三个电阻的材料和质量相同，且R1＝R3＝5Ω，R2＝10Ω，三个电子温度计分别与三个电阻相连(图中未画出)，并能测量它们的温度。闭合开关后，每隔一定时间记录各电阻的温度，通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。下列有关分析与推断错误的是（ ）
A．分析任意一个电阻的温度变化，可知电热与通电时间有关
B．分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关
C．分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关
D．分析比较R2和R3的温度及变化，可知电热与电流和电阻有关
【答案】D
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间成正比，根据控制变量法分析各个选项即可。
【解答】A.任意一个电阻，它本身的电阻和电流大小不变，而通过改变时间，观测温度的高低，就可知电热与通电时间有关，故A正确不合题意；
B.R1和R2串联，通过它们的电流和通电时间相同，但电阻不同，因此分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关，故B正确不合题意；
C.R1和R3电阻相同和通电时间相同，但是电压不同，因此通过它们的电流大小不同，那么分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关，故C正确不合题意；
D.R2和R3的电阻不同，通过它们的电流大小也不同，只有二者的通电时间相同，根据控制变量法的要求可知，分析比较R2和R3的温度及变化，不能得到电热与电流和电阻有关，故D错误符合题意。
故选D。
9．小亮同学在做研究电热跟哪些因素有关的实验时，甲、乙两个烧瓶内的煤油质量应该 (选填“相等”或“不相等”)，把两根电阻丝串联连接的目的是 ，通电一段时间后，甲烧瓶中煤油温度上升了5℃，乙烧瓶中煤油温度上升了3℃，则甲、乙两根电阻丝的阻值之比是 。
【答案】相等；使电流大小和通电时间相等；5∶3
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在研究电热与哪些因素有关时，需要通过烧瓶内煤油温度的升高量判断电阻产生热量的多少。根据公式Q=cm△t可知，当比热容和质量相同时，热量与升高的温度成正比，因此比较保证烧瓶中煤油的质量相等；
（2）在串联电路中，各处电流都相等，因此通过电阻丝的串联，可以保证通过它们的电流相等；一个开关同时控制两个电阻丝电流的通断，因此能够保证它们通电时间相等。
（3）首先根据Q=cm△t得到电阻丝产生的热量之比，然后根据公式Q=I2Rt计算电阻丝的阻值之比。
【解答】（1）小亮同学在做研究电热跟哪些因素有关的实验时，甲、乙两个烧瓶内的煤油质量应该相等；
（2）把两根电阻丝串联连接的目的是：使电流大小和通电时间相等；
（3）两个烧瓶内煤油的质量和比热容都相等，根据公式Q=cm△t可知，电阻丝产生的热量与升高的温度成正比，即Q甲：Q乙=△t甲：△t乙=5：3。通过两个电阻丝的电流和通电时间相同，根据公式Q=I2Rt可知，产生的热量与电阻成正比，即R甲：R乙=Q甲：Q乙=5：3。
三、拓展创新
10．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（ ）
A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等
B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶4
【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）根据串联电路的电流特点分析；
（2）根据公式Q=I2Rt计算即可；
（3）分析乙实验中影响电流产生热量的哪个因素不同即可；
（4）根据焦耳定律式Q=I2Rt计算即可。
【解答】A.在串联电路中，各处电流都相等，因此甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等，故A正确；
B.根据甲图可知，两个电阻串联，那么通过它们的电流和时间相同；根据公式Q=I2Rt得到，电阻产生的热量与电阻成正比，即Q左：Q右=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正确；
C.在乙实验中，左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，因此通过两个电阻的电流大小不等，而阻值和通电时间相同，因此是为了研究电流产生热量与电流大小的关系，故C错误；
D.在乙图中，根据I总=I1+I2可知，通过左边电阻的电流是右边电阻的2倍；再根据Q=I2Rt可知，当阻值和时间相同是，热量与电流平方成正比，即Q左：Q右=I左2：I右2=（2）2：（1）2=4：1，故D错误。
故选B。
11．小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久搭接处又会烧断。搭接处烧断的原因是（ ）
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】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】根据公式Q=I2Rt计算即可。
【解答】根据公式Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，产生的热量与电阻成正比。将断裂的电阻丝搭接在一起后，由于接头处比较松，因此搭接处的电阻会比别处大，因此产生的热量比别处多，更容易烧断，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
12．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（ ）
A．R1∶R2＝1∶4
B．R1∶R2＝1∶3
C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s
D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s
【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）（2）首先根据热量与时间成正比，计算出电阻丝R1在60s内产生的热量，然后根据Q2=Q总-Q1计算出60s内R2产生的热量，最后再根据焦耳定律计算电阻之比；
（3）（4）根据公式写出两个电阻串联时产生热量的表达式以及R1单独工作时的热量表达式，然后作比即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量：；
那么电阻R2在60s内产生的热量：Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q；
根据焦耳定律可知，热量与电阻成反比；
即，故B正确，而A错误；
当R1单独接在电源上时，产生的热量：；
将两个电阻串联在电源上时，产生的热量：；
两个式子作比得到：；
解得：t=160s，
故C、D错误。
故选B。
13．将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路，接在9V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系见表：(“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为“E”，单位坎德拉，符号为“cd”)
光强E/cd 1 2 3 4 5 6
光敏电阻R/Ω 18 9 6 4.5 3.6 3
分析表中数据可知，光强E＝1.5cd时，光敏电阻的阻值R＝ Ω，此时电流表的示数为0.5A，则通电1min，R0上产生的热量为 J。
【答案】12；90
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）根据表格找到光敏电阻阻值和光强的数量关系，然后计算出E=1.5cd时的阻值；
（2）首先根据计算出此时的总电阻，再根据R0=R总-R计算出定值电阻的阻值，最后根据Q0=I02R0t计算产生的热量。
【解答】（1）比较表格中数据可知，光敏电阻的阻值与光照强度的乘积都是18，那么当光强E=1.5cd时，光敏电阻的阻值R=。
（2）此时的总电阻；
此时定值电阻R0=R总-R=18Ω-12Ω=6Ω；
那么它产生的热量为：Q0=I02R0t=（0.5A）2×6Ω×60s=90J。
14．用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。
（1）烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
（2）请根据实物电路，在虚线框图乙内画出对应的电路图。
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 ，通过R1的电流 通过R2的电流。
（4）通电一段时间后，烧瓶Ⅱ中玻璃管内液面上升的高度较大，说明 。
（5）小红用如图丙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经过多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图线。根据焦耳定律可知，图丁中能正确反映h－I关系的是 。
（6）如图所示是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现在市场上有一些劣质插线板，经质检部门检查发现，部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患。
【答案】（1）绝缘体
（2）
（3）相等；小于
（4）在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多
（5）A
（6）在材料和长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大。劣质插线板的电源线的芯线比合格产品细，则电阻大。根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多，易发生火灾。
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）不容易导电的物体叫绝缘体，包括橡胶、塑料、玻璃和陶瓷，各种油类；
（2）根据实物图画出电路图，要保证串并联关系和先后顺序一致，一般先从正极到负极连接一条通路，再补充其他部分。
（3）根据控制变量法的要求分析；
（4）液面上升的高度大，说明电阻产生的热量多，根据控制变量法的要求描述结论；
（5）根据焦耳定律的公式Q=I2Rt判断图像的形状即可；
（6）根据导体电阻和横截面积的关系分析这种导线的电阻变化，再根据焦耳定律Q=I2Rt判断产生的热量的变化。
【解答】（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体；
（2）根据实物图可知，电流从正极出发，依次经过R1、R2和开关流回负极，然后电阻R并联在电阻R1的两边，如下图所述：
（3）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”时，必须控制电阻和通电时间相同，而改变电流大小。电阻R2在干路上，而电阻R1在支路上，因此通过R1的电流肯定小于R2的电流，那么：为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，通过R1的电流小于通过R2的电流。
（4）通电一段时间后，烧瓶Ⅱ中玻璃管内液面上升的高度较大，说明：在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多。
（5）根据公式Q=I2Rt可知，电流产生的热量与电流的平方成正比，根据二次函数图象的知识可知，热量与电流变化的图像应该是一条抛物线。因为玻璃管内液面上升的高度h与产生的热量成正比，所以高度h随电流变化的图像也是一条抛物线，故选A。
（6）在材料和长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大。劣质插线板的电源线的芯线比合格产品细，则电阻大。根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多，易发生火灾。
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