18.4 焦耳定律 同步练习（含解析） 2022－2023学年上学期广东省九年级物理期末试题选编

18.4 焦耳定律
1．（2022秋·广东佛山·九年级统考期末）某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热，以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示，R1、R2均为加热电阻，R1>R2，S为智能开关，可根据实际选择不同电阻接入电路。某段工作过程，加热功率随环境温度变化如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）
A．环境温度为25℃时，开关S连接接线柱1和2
B．环境温度为35℃时，开关S连接接线柱2和3
C．开关S连接接线柱1和2，工作1h产生的热量为0.1kW h
D．开关S连接接线柱2和3，电路总电阻为484Ω
2．（2022秋·广东湛江·九年级统考期末）如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1=R3，R2=R4，R2=1.5R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　）。
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙
3．（2022秋·广东河源·九年级统考期末）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（　　）
A．电热毯 B．电动汽车动力系统 C．电热水壶 D．充电暖手宝
4．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）如图小明探究电流通过导体产生热量的影响因素，初始U形细管中各液面高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，R1＝R2＝R3，A、B接入电路中，则（　　）
A．通过R1和R2电流相等
B．右侧U形管中液面高度差较大
C．容器中电阻发热多的一侧U形管中液面高度差大
D．实验不能证明电流是产生热量的影响因素
5．（2022秋·广东惠州·九年级统考期末）下列图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A． 电暖气 B． 洗衣机
C． 电风扇 D． 电视机
6．（2022秋·广东肇庆·九年级统考期末）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．
7．（2022秋·广东阳江·九年级统考期末）用如图所示的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说不正确的是（　　）
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R2电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．该实验采用的是转换法和控制变量法
8．（2022秋·广东东莞·九年级统考期末）如图所示，在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水，现将阻值为R1、R2的电阻丝（R1A．
B．
C．
D．
9．（2022秋·广东揭阳·九年级统考期末）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为 Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2:3，则电阻R的阻值为 Ω，电阻R在10s内产生的热量为 J。
10．（2022秋·广东茂名·九年级统考期末）如图甲所示，把电阻R与灯L接在3V的电源上，电阻R与灯L的U-I图像如图乙所示。当S闭合时，灯L的电阻为 Ω，电路消耗的功率为 W，通电2min电阻R产生的热量为 J。
11．（2022秋·广东惠州·九年级统考期末）额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，则电热丝正常工作时的电阻为 Ω，工作10min产生的热量为 J。电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远 （选填“大于”或“小于）电热丝电阻的缘故
12．（2022秋·广东汕头·九年级统考期末）用如图所示的装置探究电流产生的热量与 的关系。通电2min， （填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，电阻R1与R2产生的热量之比为 。
13．（2022秋·广东肇庆·九年级统考期末）如图所示，将锡箔纸剪成中间较窄的细条，且ab段长度等于ef段长度。然后将其连接在电源两端，很快发现细条中ef段开始冒烟起火，这是因为锡箔纸将电池 ，导致回路电流很大，而ef段是中间较窄的细条，该段电阻较 （选填“大”“小”），发热较快。也说明同种导体在长度一定时， ，电阻越大。
　　
14．（2022秋·广东深圳·九年级统考期末）（1）如图1所示，电炉工作时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的导线却发热不明显。这是因为通过电炉丝与导线的电流 ，而电炉丝的电阻比导线的电阻 ；比较图3中的 两个液柱高度可说明这种情况。
（2）如图2所示，若在同一插座上同时接上几个大功率的用电器，会引起连接插座的导线发热而起火。这是因为：在同一插座上同时接上大功率的用电器越多，通过插座导线的电流越 ，一段时间内产生热量越 ；通过比较图3中的 两个液柱的高度可说明这种情况。
15．（2022秋·广东阳江·九年级统考期末）两个电加热器的电热丝的电阻之比为R1∶R2＝3∶2，若将它们串联在电路中，它们两端的电压之比U1∶U2＝ ，在相同时间里产生的热量之比Q1∶Q2＝ ；若将它们并联在电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝ 。
16．（2022秋·广东珠海·九年级统考期末）如图实验装置，闭合开关后，相同时间内电阻丝R1产生的热量比电阻丝R2产生的热量 （选填“多”或“少”）；向左移动滑片，一段时间后，U形管两侧液面高度差变 （选填“大”或“小”）；该实验是通过 的方式改变电阻丝的内能。
17．（2022秋·广东云浮·九年级统考期末）甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样，把它们串联在220V的电路中．在相同时间内产生热量较多的是 ，将它们并联在电路中，产生热量较多的是 （选填“甲”或“乙”）．串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为 ．
18．（2022秋·广东梅州·九年级统考期末）如图所示为利用小型直流发电机给远距离处电动机供电的电路图示。已知发电机的输出功率为1000W，输电电压为250V，两根输电导线总电阻为7.5Ω，电动机线圈电阻2.5Ω，其它导线电阻忽略不计，则发电机给电动机供电时输电导线损失的电热功率为 W，这是电流的 效应造成的。若提高输电电压至500V，则输电导线损失的电热功率 （选填“增大”或“减小”）。
19．（2022秋·广东韶关·九年级统考期末）在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到图所示的实验器材．若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的 器材完成实验电路的连接．
( )
20．（2022秋·广东韶关·九年级统考期末）如图甲是小明探究“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，两个相同的透明容器中密封着等量的空气，A、B、C为三根相同的电阻丝。
（1）以A、B为研究对象，该实验探究的是在通电时间和 不变时，电流通过导体产生的热量与 的关系。通电一段时间后， （选填“左”或”右”）侧U形管中液面高度变化大；
（2）若将C也置于右侧容器中，这时并联后的B、C可等效为一根电阻丝，此时，该装置可探究在通电时间和 不变时，电流通过导体产生的热量与 的关系；
（3）某实验小组在做同样的实验，发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 ；
（4）老师告诉小明容器中的空气可以更换为煤油，用如图乙所示的装置进行实验。那么使用煤油而不使用水的原因是煤油的 小，升温快，实验现象比较明显。
21．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）如图所示、实验桌上有三个完全相同的瓶。瓶内装有质量相等的油、型号相同的温度计和阻值恒定的电阻丝RA、RB、RC。且RA＝RB＞RC。另外，还有输出电压可调的学生电源、滑动变阻器和开关各一个、导线若干请按需选取实验器材，设计一个实验验证：
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（实验设计中可用煤油升高的温度Δt表示电流通过电阻丝时产生热量的多少）
A．B．C．
（1）为完成实验，应选取上述器材中的烧瓶 和 （选填图中对应的字母）：
（2）请在方框内画出实验电路图，学生电源用“ ”表示，电阻丝用“ ”表示 ；
（3）实验过程中，若通电较长时间，所用煤油的温度都没有明显变化，且经检查电路中无故障，则在现有器材的条件下，可通过 的方法，使煤油温度变化的更快。
22．（2022秋·广东云浮·九年级统考期末）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等；
(2)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 ；
(3)通过对比观察， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 导体产生的热量越多。
23．（2022秋·广东湛江·九年级统考期末）某实验小组的同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时采用了如图甲乙所示的实验装置。
（1）实验时通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；
（2）通过分析可知，乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。
（3）同学们又设计了另一套装置，如图丙所示。在两个相同的烧瓶中装有质量 （选填“相等”或“不等”）的 （选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与 的关系。
（4）丙图实验中通过观察 来比较电阻丝产生热量的多少。
24．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的实验装置，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少；
（2）用甲装置进行实验时，通过控制A、B的通电时间和电路中的 相等，来研究导体产生热量与电阻的关系；
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。如果流过C容器中电阻丝的电流为，通电时间，该容器中电阻丝产生的电热是 J。
25．（2022秋·广东汕头·九年级统考期末）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，实验小组设计了如题图所示的甲、乙两种装置。乙装置中将两段阻值不同的电阻丝（R1（1）为了缩短实验时间，甲装置的容器里用的是煤油而不是水，原因是煤油的 比水小，升温快；
（2）用乙装置做实验时，电流产生的热量多少是通过 反映出来的，这种研究方法叫 ；
（3）用乙装置做实验时，若要探究电流产生的热量与电阻的关系，应对比 （填气球标号）两个气球的大小；
（4）用乙装置做实验时，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与 的关系。
26．（2022秋·广东梅州·九年级统考期末）如图所示为探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置。
（1）实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少；
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入 相等、初温 （填“相同”或“不同”）的同种液体；
（3）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选用水，是因为煤油的比热容比水的比热容 （选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（4）实验结论是：在电流、通电时间相同时， ，产生的热量越多。
27．（2022秋·广东江门·九年级统考期末）实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计A和B，烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2(R1 >R2)。小兰将它们与滑动变阻器、学生电源、开关、以及导线连接组成如图所示的电路，探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关。”
(1)此实验通过 反映电流通过导体时产生热量的多少；
(2)闭合开关S，通电一段时间后，观察到温度计A的示数比温度计B的示数 （选填“大”或“小”），说明电流通过导体产生的热量跟 有关。
28．（2022秋·广东中山·九年级统考期末）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： 。
29．（2022秋·广东梅州·九年级统考期末）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I-Ｕ图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量。
30．（2022秋·广东佛山·九年级统考期末）小亮家买了一辆汽车，车上座椅具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答：
（1）通过座椅垫的电流是多大？
（2）电热丝R1的阻值是多少？
（3）座椅垫工作100s产生的热量是多少？
31．（2022秋·广东惠州·九年级统考期末）如图甲所示，电源电压恒定，闭合S，滑动变阻器R2的电功率P与R2的阻值关系如图乙所示。滑片在某个位置时，电压表示数为3V，滑动变阻器R2的电功率最大。求：
（1）此时通过R2的电流和R2的阻值；
（2）此时电源的总电压；
（3）此时的电路保持通电1min，电路产生的热量是多少？
32．（2022秋·广东广州·九年级统考期末）某一品牌的汽车座椅垫具有电加热功能，如图甲所示，该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”档功率为36W，“低温”档功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答：
（1）处于“高温”档加热时，通过座椅垫的电流。
（2）电热丝R1的阻值。
（3）处于“低温”档加热5min产生的热量。
33．（2022秋·广东汕头·九年级统考期末）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻，取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制，已知高温挡功率为1298W，R1＝550Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
34．（2022秋·广东河源·九年级统考期末）如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 ，B处应安装 （选填“电动机”或“电阻丝”）；
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 。要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 ；
（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1:R2= ；
（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
35．（2022秋·广东东莞·九年级统考期末）小英家6月底电能表的示数如图甲所示，7月底表盘示数如图乙所示：
（1）由图可知她家7月份用电器消耗的电能为 kW h；此电子式单相电能表在她家现在已经接入用电器的总功率为1600W，则最多还可以连接 W的用电器同时工作。
（2）将铭牌已模糊的电热水壶单独接在该电能表上正常工作14min，电能表指示灯闪烁了1120次，则电热水壶的额定功率是 W。如果电热水壶中装有5L的水，则14min后，能将初温为20℃的水温度升高到 ℃（假设电热水壶产生的热量没有损失），这相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量。[天然气的热值q=4.2×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃)]。
（3）电热水壶的工作原理是：电流的 。
36．（2022秋·广东佛山·九年级统考期末）某家用电热水壶有加热和保温两挡，其加热和保温时的功率分别为1100W和110W，内部简化电路如图所示。R1和R2为阻值不变的发热电阻，R1阻值为44Ω，求（1个标准大气压下）：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电热水壶处于 （选填“加热”或“保温”）挡。
（2）该电热水壶在保温50min的过程中所消耗的电能 。
（3）电阻R2的阻值 。
（4）假设水壶产生的热量都能被水所吸收，将初温为20℃的1kg水加热至沸腾，电热水壶需要多长时间 ？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
参考答案：
1．D
【详解】A．环境温度为25℃时，观察图乙，可知，这时加热功率为100W，功率较大，根据电功率公式可知，电路的总电阻较小，观察图甲，智能开关S连接接线柱1和2时，只有电阻R1接入电路，智能开关S连接接线柱2和3时，R1和R2并联接入电路，电路的总电阻比智能开关S连接接线柱1和2时的，还要小，则环境温度为25℃时，应该是智能开关S连接接线柱2和3，故A错误；
B．环境温度为35℃时，观察图乙，可知，这时加热功率为44W，功率较小，根据电功率公式可知，电路的总电阻较大，由A解析可知，只有仅仅电阻R1接入电路时，电路的总电阻才较大，则智能开关S是连接接线柱1和2，故B错误；
C．开关S连接接线柱1和2，只有电阻R1接入电路，电路的总电阻较大，加热功率较小，为44W=0.044kW，则工作1h产生的热量为
工作1h产生的热量为，故C错误；
D．开关S连接接线柱2和3时，加热功率较大，为100W，电源电压为220V，根据电功率公式可知，电路的总电阻为
电路总电阻为484Ω，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。因为
R2=1.5R1
所以
Q2>Q1
右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的产生的热量多。因为
R1=R3，R2=R4，R2=1.5R1
则
R4>R3
所以
Q3>Q4
左图中，通过R2的电流是
所以
右图中，通过R4的电流是
所以
因为
R2=R4
且通电时间相同，所以电流大的产生的热量多。因为
I4>I2
所以
Q 4> Q 2
这样我们得出了这四个电阻产生的热量关系是
Q 3>Q 4>Q 2>Q 1
不考虑热量损失，最后根据可知，水温从高到底应该是丙、丁、乙、甲。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．B
【详解】超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零的性质的材料。
ACD．利用电流的热效应，应该选用电阻大的材料，提高产热，故ACD不符合题意；
B．电动汽车动力系统 ，电阻为零，可以减少能量的损耗，故B符合题意。
故选B。
4．C
【详解】A．R2和R3并联后与R1串联，由串并联电路电流的规律可知通过R1电流大于R2电流，故A不符合题意；
B．因为R1和R2的阻值相等，通过R1电流大于R2电流，相同时间内，R1产生的热量比R2多，左侧U形管内的液面高度差将会比右侧U形管内的液面高度差大，故B不符合题意；
C．容器内电阻产生的热量越多，密封容器中空气吸收的热量越多，一侧U形管中液面高度差越大，故C符合题意；
D．此实验中R1、R2的电阻和通电时间相同，通过R1电流大于R2电流，R1产生的热量大于R2产生的热量，可以得到电阻和通电时间相同，电流越大，产生的热量越多，能证明电流是产生热量的影响因素，故D不符合题意。
故选C。
5．A
【详解】A．电暖气是把电能转化为内能的，利用了电流的热效应，故A符合题意；
BC．电风扇和洗衣机是把电能转化为机械能，没有利用电流的热效应，故BC不符合题意；
D．电视机主要将电能转化为光能和声能，故D不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】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。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．A
【详解】A．由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2，故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B正确；
C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数的变化来判断电流产生的热量的多少，故C正确；
D．该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，控制电流和通电时间相同，用到了控制变量法，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，用到了转换法，故D正确。
故选A。
8．D
【详解】由串并联电路特点可知，串联电路电阻越串越大，并联电路电阻越并越小；由电路图及已知R1＜R2可知，图D中电路总电阻最小，四个电路电压相等，通电时间相等，Q=t可知，D产生的热量最多，水吸收的热量越多，水的温度最高，故选D。
【点评】电路产生的热量越多，水吸收的热量越多，水的温度越高，由串并联电路的特点判断各电路的阻值大小、熟练应用电功公式是正确解题的关键．
9．
【详解】[1]灯泡L标有“6V 6W”字样，说明灯泡正常工作时电压为6V，功率为6W。根据功率公式可知此灯泡正常工作时电阻为
[2] 根据灯泡的规格以及公式，可知灯泡L正常发光时电流为
设闭合开关后电流表示数为I2，由于闭合开关S2后，前后两次电流表的示数之比为2:3，即
所以，因此此时通过R电阻的电流为
此时电阻两端的电压仍未6V，故此时电阻R的阻值为
[3]电阻R产生的热量根据焦耳定律
10． 10 1.8 108
【详解】[1]当S闭合时，灯L与电阻并联在3V的电源上，故此时灯泡两端的电压为3V，通过乙图可知，此时灯泡L和电阻R的电流都为0.3A，故此时灯泡的电阻为
[2]总电流为
I总=I1+I2=0.3A+0.3A=0.6A
电路消耗的功率为
P总=UI总=3V×0.6A=1.8W
[3]通电2min电阻R产生的热量为
Q=UIt=3V×0.3A×2×60s=108J
11． 44 6.6 105 小于
【详解】[1][2]额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，根据欧姆定律可知电热丝正常工作时的电阻为
工作10min产生的热量为
[3]根据焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。电热丝与连接的导线串联，电流大小和通电时间相同，电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远小于电热丝电阻的缘故
12． 电阻 右 1：2
【详解】[1]如图所示的装置，大小不同的电阻串联在电路中，电流相同，探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系。
[2]根据焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大产生热量越多，则右侧电阻产生的热量更多，右侧U形管液面高度变化更大。
[3]根据焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，产生热量和电阻成正比，则
电阻R1与R2产生的热量之比为1∶2。
13． 短路 大 横截面积越小
【详解】[1]用锡箔纸细条连接在电源两端，造成电源短路，电路电流很大，所以细条会冒烟起火。
[2][3]ef段是较窄的细条，因为横截面积小，所以电阻值大，也说明同种导体在长度一定时，横截面积越小，电阻越大。
14． 相等 大 乙、丙 大 多 甲、乙
【详解】（1）[1][2]电炉丝和导线串联在电路中，所以通过电炉丝与导线的电流相等，电炉丝的电阻比导线的电阻大，由可知，在相同时间内，电炉丝产生的热量多，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的导线却发热不明显。
[3]由图3可知，中间容器与右边容器中的两个电阻阻值不同，串联在电路中，电流相等，通过这两个电阻产生热量情况的比较可以说明电炉丝与导线发热不同的原因，所以比较图3中的乙、丙两个液柱高度可说明这种情况。
（2）[4][5]在同一插座上同时接上大功率的用电器越多，则用电器的总功率就越大，由可知，通过插座导线的电流越大，由可知，一段时间内插座里的导线产生热量越多。
[6]由图3可知，左边容器与中间容器中的两个电阻阻值相同，左边容器中电阻与另一个电阻并联，然后再与中间容器中电阻串联在电路中，所以中间容器中电阻的电流大于左边容器电阻的电流，通过这两个电阻产生热量情况的比较可以说明同一插座上同时接上几个大功率的用电器，会引起连接插座的导线发热而起火的原因，所以通过比较图3中的甲、乙两个液柱的高度可说明这种情况。
15． 3∶2 3∶2 2∶3
【详解】[1]两电热丝串联时，串联电路中电流处处相等，所以，由知道，两电阻两端电压之比为
U1∶U2＝IR1∶IR2＝R1∶R2＝3∶2
[2]由焦耳定律知道两电阻相同时间里产生的热量之比为
Q1∶Q2＝I2R1t∶I2R2t＝R1∶R2＝3∶2
[3]两电热丝并联时，并联电路中各支路电压相等，通过它们的电流之比为
16． 少 大 做功
【详解】[1]观察实物图，闭合开关后，根据电流的流法，可知这是一个串联电路，流过两根电阻丝的电流相同，电阻丝R1的电阻为5Ω，电阻丝R2为10Ω，在相同时间内，根据焦耳定律公式，可知，相同时间内电阻丝R1产生的热量比电阻丝R2产生的热量少。
[2]向左移动滑片，从实物图可以看到，滑动变阻器接入电路的电阻变小，其他电阻不变，电路的电流变大，根据焦耳定律公式，可知，放出的热量增加，U形管两侧液面高度差变大。
[3]电流流过电阻丝时，将电能转化为电阻丝的内能，这是通过做功方式改变电阻丝的内能。
17． 甲 乙 111：250
【详解】[1]由P=得，电炉的电阻R=，因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率P甲＜P乙，所以甲、乙两只电炉的电阻：R甲＞R乙，又因为串联电路中的电流处处相等，即通过甲、乙两只电炉的电流：I甲=I乙，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＞Q乙，故串联时产生热量较大的是甲；
[2]将它们并联在220V电路上，根据并联电路中各支路两端的电压相等，即U甲=U乙=220V，则两电炉的实际功率等于额定功率，即：P甲=500W；P乙=1000W，根据Q=W=Pt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＜Q乙，故并联时产生热量较大的是乙；
[3]甲电炉的电阻为R甲===96.8Ω，乙电炉的电阻为R乙===48.4Ω，串联在220V电路中甲消耗的实际功率为P实甲=I实2R甲=（）2×R甲=（）2×96.8Ω≈222W；当甲电炉并联在220V电路中，P实甲′=P额甲=500W，所以两种情况下甲消耗的功率之比为P实甲：P实甲′=222W：500W=111：250．
18． 120 热 减小
【详解】[1][2][3]由可得，发电机输出的电流（即输电导线上的电流）
由欧姆定律可得，输电导线两端的电压为
输电导线损失的电热功率为
这是电流的热效应造成的。提高输电电压至500V，根据可知通过电路的电流减小，由欧姆定律可得输电导线两端的电压减小，由可得输电导线损失的电热功率减小。
19．
【详解】探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，所以选择两个相同的电阻串联；从电源正极依次串联滑动变阻器、右侧电阻装置以及开关回到电源负极；如下图所示：
20． 电阻 电流 左 电流 电阻 透明容器密闭性不好 比热容
【详解】（1）[1][2][3]A、B、C三根电阻丝的电阻相同，B与C并联后，再与A串联，则A接在干路上，B接在支路，那么通过A的电流与通过B的电流不同，且通过A的电流较大，所以图甲中可探究的是在通电时间和电阻相同时，电流通过导体产生的热量与电流的关系。通过一段时间后，左侧U形管中液面高度变化较大，因为左侧密封容器内的电阻丝A通过的电流较大。
（2）[4][5]将C也置于右侧容器中，据并联电路的电阻特点知，并联后的B、C的总电阻小于A的电阻，而在并联电路中，干路的电流等于各支路的电流之和，那么通过A的电流与通过B、C的电流之和相等。所以此时，通电时间相同，电流相同，探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
（3）[6]实验中，有电流通过电阻丝，则电阻丝会产生热量，但U形管液面高度不变，则是容器的密封性不好，有热量逸出容器外了。
（4）[7]容器中的空气换为煤油而不是水，是因为煤油的比热容较小，与质量相同的水比较，在吸收相同热量时，水的温度变化慢，而煤油的温度变化快，实验现象更明显。
21． A或B C 调节滑动变阻器连入电路的阻值，使电路中电流增大
【详解】（1）[1][2]根据题意知，要研究电流产生热量多少和电阻的关系应控制电流和时间相同，将不同的电阻串联在电路中即可。故应该选A或B和C。
（2）[3]要研究电流产生热量多少和电阻的关系应控制电流和时间相同，将不同的两个电阻串联、滑动变阻器串联在电路中即可。如图所示
（4）[4] 通电较长时间，所用煤油的温度仍没有明显变化，有可能是电流中电流较小，产生热量较少。故应调节滑动变阻器连入电路的阻值，使电路中电流增大。
22． 电流 转换法 甲 越大
【详解】(1)[1]乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)[2]甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的转换法。
(3)[3][4]在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
23． 液面高度差 电流大小 相等 同种 电阻 温度计示数变化
【详解】（1）[1]根据转换法，实验中通过观察两个U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
（2）[2]乙图所示的实验装置中，两个容器中的电阻阻值相同，但是电流不同，因此是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系。
（3）[3][4][5]丙图中，为了控制变量，因此在两个相同的烧瓶中装有质量相等的同种液体，因为电阻不同，所以研究的是电流产生的热量与电阻的关系。
（4）[6]丙图中通过观察温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少，使用的是转换法。
24． U形管中液柱的高度差 电流 C 600
【详解】（1）[1]电流产生的热量的多少难以直接测量，但容器内空气吸热后内能增加，温度升高，体积变大，可以利用U形管中液体的高度差来比较吸热的多少。
（2）[2]甲装置中，两电阻串联，根据串联电路电流的规律，两电阻的电流相等，由控制变量法，要探究电热与电阻的关系，必须保持电流和通电时间相同。
（3）[3]乙装置中，两电阻和通电时间相同，但C容器中电阻处在干路上，D容器内电阻与容器外电阻并联，处于支路上，根据并联电路电流的规律，干路电流等于各支路电流之各，所以干路电流大于支路电流，由焦耳定律可知，在电阻和通电时间相同，电流产生的热量与电流的二次方成正比，故C容器中产生的热量多。
[4]由焦耳定律可得C容器中电流产生的热量为
25． 比热容 气球膨胀的程度大小 转换法 A、B 电流
【详解】（1）[1]因为煤油的比热容较小，在质量和吸热相同的情况下，温度变化明显，实验效果更明显。
（2）[2][3]当电阻丝通电后，电流产生热量使瓶内温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少，这种方法叫转换法。
（3）[4]若要探究电流产生的热量与电阻的关系，需要通过两电阻中的电流相等，通电时间也相等，所以应对比A、B两气球。
（4）[5]由图可知，B瓶与D瓶电阻相等，电流不同，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与通过电流的关系。
26． 温度计示数变化多少 质量 相同 小于 电阻越大
【详解】（1）[1]两个容器中装质量和初温均相同的同种液体，由Q=cmΔt可知，实验中通过温度的变化量即观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少。
（2）[2][3]为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体。
（3）[4]为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，主要是由于水的比热容大于煤油的比热容，吸收相同的热量，温度变化不明显。
（4）[5]实验结论是：在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
27． 温度计示数升高的多少 大 电阻
【详解】(1)[1]从图中可以看到，温度计是测量煤油的温度，而煤油是由导体加热的，电流通过导体时产生热量的多少，导致煤油的不同升温，那么温度计示数不同，即此实验通过温度计示数升高的多少来反映电流通过导体时产生热量的多少。
(2)[2][3]从图中可以看到，观察到温度计A的示数比温度计B的示数大,那么电阻丝R1和R2产生的热量关系是，R1 >R2，即电流通过导体产生的热量跟电阻有关。
28． 转换法 右 电阻 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
【详解】（1）[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）[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）[3][4]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）[5][6]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。
29．（1）0.75W；（2）5Ω；（3）36J。
【详解】解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，由图象可知灯泡正常发光时的电流为0.3A，灯泡额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
（2）由图甲知，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，小灯泡正常发光时，滑动变阻器R两端的电压
U滑=U-U额=4V-2.5V=1.5V
由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值
（3）由图乙可知，灯泡两端的电压是1V，通过它的电流是0.2A，灯泡的电功率为
P实=U实I实=1V×0.2A=0.2W
当小灯泡消耗的功率为0.2W时，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压为
U滑1=U-U实=4V-1V=3V
由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为0.2A，即
I= I实=0.2A
通电1min，滑动变阻器R产生的热量
Q=W=U滑1It=3V×0.2A×60s=36J
答：（1）小灯泡的额定功率是0.75W；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是5Ω；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J。
30．（1）1.5A；（2）；（3）3.6×103J
【详解】解：（1）由P=UI可得，处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为
（2）由电路图知，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律，电热丝R1的阻值为
（3）座椅垫工作100s产生的热量
Q=W=P1t=36W×100s=3.6×103J
答：（1）通过座椅垫的电流是1.5A；
（2）电热丝R1的阻值是16Ω；
（3）座椅垫工作5min产生的热量是3.6×103J。
31．（1）0.3A，10Ω；（2）6V；（3）108J
【详解】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电压表示数为3V，滑动变阻器R2的电功率最大。由乙图可知滑动变阻器的最大功率为0.9W，此时通过电路的电流
串联电路各处电流相等，则此时通过R2的电流为0.3A。滑动变阻器接入电路的阻值为
（2）由乙图可知，变阻器消耗的电功率最大时，R1=R2=10Ω。串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻
R=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω
由欧姆定律可得电源电压
U=IR=0.3A×20Ω=6V
（3）此时的电路保持通电1min，电路产生的热量是
Q=W=UIt=6V×0.3A×60s=108J
答：（1）此时通过R2的电流为0.3A，R2的阻值为10Ω；
（2）此时电源的总电压为6V；
（3）此时的电路保持通电1min，电路产生的热量是108J。
32．（1）1.5A；（2）16Ω；（3）6000J
【详解】解：（1）由图可知，处于“高温”档加热时，R1单独工作，且“高温”档功率为36W，此时通过座椅的电流
（2）R1的阻值
（3）t=5min=300s，该电路为纯电阻电路，则产生的热量
Q=W=Pt=20W×300s=6000J
答：（1）处于“高温”档加热时，通过座椅垫的电流为1.5A。
（2）电热丝R1的阻值为16Ω。
（3）处于“低温”档加热5min产生的热量为6000J。
33．（1）0.4A；（2）5.28×103J；（3）40Ω
【详解】解：（1）当闭合S1、S2时，R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知，R1和R2的两端电压都等于电源电压，即
U=U1=U2=220V
根据欧姆定律可得，取暖器工作时通过R1的电流为
（2）当闭合S1、S2时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路总电阻最小，根据可知，此时电功率最大，为高温挡；当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的电阻最大，电功率最小，处于低温挡，此时工作1min产生的热量为
（3）低温挡的额定功率为
当闭合S1、S2时，R1、R2并联，处于高温挡，功率为1298W，则R2的电功率为
由P=UI可知，通过电阻R2的电流为
根据欧姆定律可知，R2的阻值为
答：（1）取暖器工作时通过R1的电流是0.4A；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量是5.28×103J；
（3）R2的阻值为40Ω。
34． 电阻丝 电动机 S S和S1 1:2 变小
【详解】（1）[1][2]电阻用来发热，电动机用来产生风，若A处装电动机，B处装电阻，则B处产生的热无法被风带出，会烧坏电吹风，因此A处应装电阻，B处装电动机，风将产生的热带出，形成热风。
（2）[3]要吹冷风状态，则电阻不工作，电动机工作，应闭合开关S。
[4]要吹暖风，由图，R1工作、R2不工作，因此应闭合开关S、S1 。
（3）[5]电吹风处于“暖风”状态时，R1和电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了20℃，此时发热功率为
处于“热风”状态时，R1、R2、电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，此时发热功率为
假设这两种状态下的热效率相同且都为η，则二种情况下空气吸热分别为
两式相比得
化简整理得
可求得
（4）[6]电阻丝升华，会变细，电阻值会变大，为纯电阻电路，根据功率公式
可知，电阻增大时，发热功率会变小。
35． 140 600 1500 80 0.03 热效应
【详解】（1）[1]由图知，小英家7月份所有用电器消耗的电能为
[2]由电能表的参数可知，工作电压为U=220V，允许通过的最大电流为I=10A，根据得，电能表允许用电器工作的最大总功率为
已知她家现在已经接入用电器的总功率为1600W，则最多还可以同时连接用电器的功率为
（2）[3]3200imp/(kW h)表示用电器每消耗1kW h的电能，电能表指示灯闪烁3200次，则电能表指示灯闪烁了1120次时，电热水壶消耗的电能为
根据，电热水壶的额定功率为
[4]由题知水的体积为
根据得，水的质量为
由题知，电热水壶产生的热量没有损失，则水吸收的热量为
由得水升高的温度为
则水的末温为
[5]由题知，根据得，需要完全燃烧天然气的体积为
（3）[6]电热壶工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的。
36． 加热 3.3×105J 396Ω 305.5s
【详解】解：（1）当开关S1、S2均闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联；根据
可知，电源电压一定时，总电阻越大，总功率越小，故当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，总电阻最大，总电功率最小，为保温挡。
当开关S1、S2均闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，此时电阻最小，此时的电功率最大，电热水壶处于加热挡；
（2）电热水壶在保温50min的过程中所消耗的电能
（3）当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，电热水壶处于保温挡，电阻R1、R2的总阻值
当只有R1工作，为加热档，则加热电阻R1的阻值为
则电阻R2的阻值
（4）1个标准大气压下，水的沸点是100℃，将初温为20℃的1kg水加热至沸腾，水吸收的热量
假设水壶产生的热量都能被水所吸收，则
电热水壶加热需要的时间
答： （2）该电热水壶在保温50min的过程中所消耗的电能为3.3×105J；
（3）电阻R2的阻值为396Ω；
（4）假设水壶产生的热量都能被水所吸收，将初温为20℃的1kg水加热至沸腾，电热水壶需要的时间为305.5s。