18.4 焦耳定律（同步练习）

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18.4 焦耳定律（同步练习）
　
一．选择题（共11小题）
1．（2018 邵阳）将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　　）
A．电冰箱产生的热量最多 B．电脑产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
2．（2018 无锡一模）如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油，通电一段时间后（液体均不沸腾），发现两只温度计示数上升得相同。不考虑热损失，则电阻R1、R2的大小关系是（　　）
A．R1＞R2 B．Rl＜R2 C．R1=R2 D．无法确定
3．（2016 天门）下列用电器均标有“220V，100W”，在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是（　　）
A．电热水袋 B．电视机 C．电风扇 D．白炽灯
4．（2016 嘉兴）某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2018 东明县三模）2014年2月4日，英国《镜报》报道，美国一名14岁的少女把手机装在裤后口袋里，不慎将手机压坏，导致手机起火。女孩因烧伤被送医院，幸无大碍。下列对手机起火原因的分析，正确的是（　　）
A．压力使手机变形，导致电路断路
B．压力使手机变形，导致电路短路
C．手机在口袋里受热膨胀
D．口袋里温度太高，导致手机塑料件燃烧
6．（2017秋 沭阳县期末）电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热。由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是（　　）
A．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
B．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
C．通过电炉丝的电流比导线的电流小得多
D．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
7．（2013秋 新密市期末）两个电热丝的阻值相等，把这两个电热丝串联起来使用时，烧开一壶水需要20分钟，如果把它们并联使用，烧开同样一壶水需要的时间是（　　）
A．5分钟 B．10分钟 C．20分钟 D．40分钟
8．（2018 宜宾）下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系（　　）
A．牛顿 B．焦耳 C．欧姆 D．法拉第
9．（2018 宜昌）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（　　）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
10．（2017 株洲）一台电风扇通电后电流I随时间t变化的图象如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q1．后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为Q2．忽略温度对电阻的影响，则（　　）
A．Q1=Q2
B．Q1＞Q2
C．Q1＜Q2
D．条件不足，无法比较Q1和Q2的大小
11．（2017秋 蒙阴县期末）朝阳中学物理兴趣小组的同学利用电烙铁焊接电器元件时，发现电烙铁通电一段时间后热得发烫，而跟电烙铁连接的铜导线却不怎么热，这是因为（　　）
A．电烙铁比铜导线粗
B．通过电烙铁的电流大，而通过铜导线的电流小
C．电烙铁内电热丝的通电时间比铜导线的通电时间长
D．电烙铁内电热丝的电阻比铜导线的电阻要大得多
　
二．多选题（共3小题）
12．（2018 北京）小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25℃的煤油，阻值为5Ω和10Ω的电阻丝R1、R2．闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。根据上述实验，下列说法中正确的是（　　）
A．此实验探究的是热量与电阻的关系
B．此实验探究的是热量与电流的关系
C．此实验探究的是热量与时间的关系
D．此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少
13．（2017秋 丰南区期末）如图所示电路中，A、B、C三烧瓶中分别装有等质量的水或煤油，瓶内电阻丝电阻的大小关系为RA＞RB=RC，瓶中均插有同型号温度计。则以下说法中不正确的是（　　）
A．闭合S3，断开S1、S2，可用于探究电热与电阻的关系
B．闭合S3，断开S1、S2，可用于比较不同液体的比热容
C．闭合S1、S2、S3，可用于探究电功与电流的关系
D．闭合S2，断开S1、S3，可用于探究电热与电阻的关系
14．（2017秋 铁东区校级月考）为了研究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，小秋设计如图所示的实验：先在一块电路板上插上四根相同的竹筷，然后在相对的两根竹筷间分别连上阻值不同的电阻丝AB和CD（RAB＜RCD），最后和开关、蓄电池组成一电路。实验时，小秋将一块长方体泡沫块水平放在两根电阻丝上，闭合开关，发现搁在CD上的泡沫块先被切断。下列说法错误的是（　　）
A．本实验研究的是电热Q与电流I的关系
B．本实验研究的是电热Q与电阻R的关系
C．实验中两根电阻丝产生的热量是QAB＜QCD
D．将泡沫块换成薄冰块也可以完成该实验
　
三．填空题（共4小题）
15．（2016 淄博）电热器是利用电流的　 　来工作的。某发热元件的阻值为420Ω，通过的电流为1A，通电10min产生的热量是　 　J，这些热量能使2kg的冷水温度升高　 　℃．[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]。
16．（2018 黔南州）1840年，英国物理学家　 　最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时是将电能转化为　 　能。
17．（2017 湖州）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　 　（选填“大于”或“小于”）t1。
18．（2018 成都）如图所示，电热水壶上标有“220V 1800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻　 　。在额定电压下，烧开一壶水用时3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　 　J。
　
四．实验探究题（共2小题）
19．（2018 河北）用如图1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2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，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明　 　。
（5）小红用如图3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与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映h﹣I关系的是　 　。
【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因　 　
20．（2018 广州）测得某熔断开关S在不同电流下的熔断时间如下表，将电磁铁开关和S接入电路，如图所示。当I＞4A时，电磁铁能在0.1s内吸动衔铁，使电路断开，衔铁无法自动恢复至图示位置；当1A＜I≤4A时，电磁铁无法吸动衔铁，S发热熔断，使电路断开（熔断时间为S开始通电到它熔断的时间）。
电流/A 1 1.5 2 4 5
熔断时间/s 不会熔断 220 40 5 2
（1）S的电阻为1Ω，当I=2A，通电时间为　 　s时S熔断，此过程中S产生的热量是　 　J。
（2）当I=5A时，通电0.1s，S能否熔断？　 　。
（3）若电路中电流方向与图中所示相反，电磁铁吸引还是排斥衔铁？　 　。
　
五．计算题（共4小题）
21．（2018 辽阳）图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R1、R2是电热丝，已知R1的阻值为55Ω．求：
（1）将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。【c水=4.2×103J/（kg ℃），ρ水=1.0×103kg/m3】
（2）电热丝R2的阻值。
（3）若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温档加热5min，粥升高的温度。【取c粥=4.0×103J/（kg ℃）】
额定电压 220V
电功率 高温档 1320W
中温档 880W
低温档 440W
22．（2018 海南）如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0～120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而　 　。（选填“增大”、“不变”、“减小”）
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R应取多大阻值。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少℃？
23．（2016 盘锦）如图所示，电源电压12V，R1=10Ω，R3=50Ω。
（1）只闭合开关S2，1min内R3产生的热量是多少？
（2）只闭合开关S3，R1的功率是1.6W，R2的阻值是多少？
（3）同时闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数是多少？
24．（2018 深圳）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R0的最大阻值为100Ω，用于加热的电阻丝R1的阻值为55Ω．求闭合开关S后：
（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；
（2）电热丝的最大加热功率；
（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c=2.5×103J/（kg ℃）]
　
18.4 焦耳定律（同步练习）
参考答案与试题解析
　
一．选择题（共11小题）
1．
【解答】解：因为接在家庭电路中，U=220V，
所以三种用电器的实际功率：P实=P额=180W；
又因为W=Pt，用电器工作时间t相等，
所以三种用电器消耗的电能相同，
电冰箱电工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，
电热毯工作时电热丝产生热量，几乎把电能全部转化为热量，所以产生热量最多的是电热毯，故C正确。
故选：C。
　
2．
【解答】解：∵c水＞c煤油，△t1=△t2，水与煤油的质量m相等，
∴由Q=cm△t，可知Q1＞Q2，
∵通过两电阻的电流I与通电时间t相等，Q1＞Q2，Q=I2Rt，
∴由R=可知，R1＞R2；
故选：A。
　
3．
【解答】解：因为各用电器的额定功率相同，由W=Pt可得，工作相同时间，消耗的电能相同；
A、电热水袋工作时主要将电能转化为内能，故产生的热量最多，符合题意；
B、电视机工作时将大部分电能转化为声能、光能，产生很少的热量，不合题意；
C、电风扇工作时消耗电能，大部分转化为机械能，产生很少的热量，不合题意；
D、白炽灯工作时因发热而光，消耗的电能大部分转化为光能和内能，即产生热量较多，但与电热水袋相比不是最多，不合题意。
故选：A。
　
4．
【解答】解：要探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ACD错误，B正确。
故选：B。
　
5．
【解答】解：
A、断路是指电路中某处断开，电路中无电流，所以不会导致手机起火，故A不正确；
B、电路发生短路是因为用导体将零线和火线直接相连，从而使电流过大而引起了手机起火，故B正确；
C、手机在口袋里受热膨胀，只会损坏手机并不会导致手机起火，故C不正确；
D、口袋里温度达到手机塑料件的着火点，故D不正确。
故选：B。
　
6．
【解答】解：
电炉在使用时，电炉丝和导线串联，在串联电路中，电路处处相等，即：I电炉丝=I导线，通电时间t相同，
因为电流产生的热量Q电炉丝＞Q导线，根据Q=I2Rt知，R电炉丝＞R导线，
所以出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象的主要原因是电炉丝的电阻比导线的电阻大得多。
故选：B。
　
7．
【解答】解：
设一根电阻为R，所以两根完全相同的电热丝串联后的总电阻：R串=2R；并联后的总电阻：R并=R；
两个电热丝串联起来使用时，烧开一壶水需要t串=20min，
根据题意可知，串并联时烧开一壶水需要的热量关系式为：
Q==××20min﹣﹣﹣﹣①，
Q==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：
t并==5min。
故选：A。
　
8．
【解答】解：
A、牛顿在力学方面的贡献最大，发现了牛顿三定律，被称为力学之父，故A不符合题意；
B、英国物理学家焦耳在大量实验的基础上，精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系，即发现了焦耳定律，故B符合题意；
C、欧姆通过实验得出电流与电压、电阻的关系，总结得出了著名的欧姆定律，故C不符合题意；
D、法拉第发现了电磁感应现象，故D不符合题意。
故选：B。
　
9．
【解答】解：由图可知，该电路为并联电路，电压是相同的，由图乙可知，电压相同，通过R1、R2的电流之比为2：1；根据I=可知，R1、R2的电阻之比为1：2；
通电时间相同，电压相同，则根据焦耳定律公式Q=W=可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为2：1。
故选：A。
　
10．
【解答】解：
题中给出的是电风扇通电后电流I随时间t变化的图象，
由图知，电流稳定后电风扇正常工作电流为I′，刚接入电路时电流为I，且I＞I′，
若电风扇接入电路的电压为U，
由欧姆定律可得，电风扇电动机的电阻为：R=，
电风扇正常工作时t时间内产生热量：Q1=I′2Rt=I′2（）t=Ut，
电风扇叶片停止了转动，仍通电相同时间，产生热量：Q2=I2Rt=I2（）t=UIt，
因为I＞I′，所以＜I，
所以Q1＜Q2。
故选：C。
　
11．
【解答】解：电烙铁在使用时，电烙铁和铜导线串联，I电烙铁=I导线，通电时间t相同，
因为Q=I2Rt，R电烙铁＞R导线，
所以电流产生的热量：
Q电烙铁＞Q导线，
从而出现通电一段时间后电烙铁变得很烫、而连接电烙铁的铜导线却不怎么热的现象；
由以上分析可知，选项BC错，D正确；
电烙铁的电阻丝的电阻比铜导线大，不知道长度关系，无法比较其粗细，故A错；
故选：D。
　
二．多选题（共3小题）
12．
【解答】解：
ABC、由图可知，两电阻丝串联，则通过两电阻丝的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以探究的是热量与电阻的关系，故A正确，BC错误；
D、电流通过电阻丝做功，消耗的电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量、温度升高，所以，本实验是通过温度计的示数变化反映电流产生的热量多少，故D正确。
故选：AD。
　
13．
【解答】解：A、闭合S3，断开S1、S2，RA和RB串联，电流相同，RA＞RB由焦耳定律可知，两个电阻产生的热量不同。但是水和煤油的比热容也不相同。都会引起温度变化不同。所以不能用于探究电热与电阻的关系。故A错误。
B、闭合S3，断开S1、S2，RA和RB串联，电流相同，RA＞RB由焦耳定律可知，两个电阻产生的热量不同。因为温度的变化与液体的质量、吸收的热量和液体的比热容都有关。虽然两种液体的比热容不同，但是两个电阻产生的热量也不同。所以不能用于比较不同液体的比热容，故B错误。
C、闭合S1、S2、S3，RA短路，RB、RC并联接入电路，因为RB=RC、UB=UC，所以IB=IC，不能用于探究电功与电流的关系，故C错误；
D、闭合S2，断开S1、S3，电阻RARC串联，电流相同，时间相同，电阻不同，又是同种液体，这样如果温度变化不同，一定是吸收的热量不同引起的，热量的不同一定是电阻不同引起的。所以可用于探究电热与电阻的关系。故D正确。
故选：ABC。
　
14．
【解答】解：
AB、由图可知，AB、CD两根电阻丝串联，所以通过两电阻丝的电流相同、通电时间相同，由焦耳定律可知，该实验研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系，故A错误，B正确；
C、因为两电阻丝串联，所以通过电阻的电流相等，因为RAB＜RCD，根据Q=I2Rt可知，导体电阻越大，产生的热量越多，即QAB＜QCD，故C 正确。
D、因水是导体，将泡沫块换成薄冰块后易造成电路短路，故D错误。
故选：BC。
　
三．填空题（共4小题）
15．
【解答】解：
电热器是利用电流的热效应工作的；
电流产生热量Q=I2Rt=（1A）2×420Ω×600s=252000J；
由题意知，水吸收的热量应等于电流产生的热量，则Q吸=252000J；
由Q吸=cm△t得：
△t===30℃。
故答案为：热效应；252000；30。
　
16．
【解答】解：
（1）1840年，英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系，得出了焦耳定律；
（2）从能量转化的角度看，电热器的电热丝工作时，消耗的电能转化为内能。
故答案为：焦耳；内。
　
17．
【解答】解：
粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，则R甲＞R乙；
两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为甲瓶中电阻丝的电阻大于乙瓶中电阻丝的电阻，电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多，使甲瓶中的煤油温度上升的高，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大、电流产生的热量越多，故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；
向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流减小，在电阻相同、放出热量相同的情况下，电流越小，根据焦耳定律可知，所用的时间越长，即t2大于t1。
故答案为：大于；大于。
　
18．
【解答】解：热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，由焦耳定律Q=I2Rt可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电热丝很热，但与之相连的电线却不怎么热；
在额定电压下，烧开一壶水用时3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量：
Q=Pt=1800W×（3×60s+20s）=3.6×105J。
故答案为：小；3.6×105。
　
四．实验探究题（共2小题）
19．
【解答】解：（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体。
（2）原实物图中，R与R1并联后与R2串联，根据实物电路，画出对应的电路图，如下所示：
（3）电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻相等，即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于通过R2的电流。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶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。
（5）小红用如图3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”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，
根据焦耳定律可知，Q=I2Rt﹣﹣﹣﹣﹣①，Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映h﹣I关系的是 A。
【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，而W=UIt是计算电功的普遍适用的公式，Q=W的条件是：纯电阻电阻即不含有电动机等的电路（将电能全部转化为内能的电路）。如含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q。
W=UIt不能计算电流通过任何用电器产生的热量。
故答案为：（1）绝缘体；（2）如上；（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；
【拓展】不能。含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q。
　
20．
【解答】解：（1）根据表格数据知：当I=2A，通电时间为40s时S熔断，
此过程中S产生的热量：Q=I2Rt=（2A）2×1Ω×40s=160J；
（2）根据表格数据判断当I=5A时，通电2s，S才熔断，通电0.1s，S不能熔断；
（3）若电路中电流方向与图中所示相反，电磁铁由磁性仍然能吸引衔铁。
故答案为：（1）40；160；（2）不能；（3）吸引。
　
五．计算题（共4小题）
21．
【解答】解：（1）水的体积V水=1L=1dm3=1×10﹣3m3，
由ρ=得，水的质量：
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，
水吸收的热量：
Q吸水=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（70℃﹣20℃）=2.1×105J。
（2）电热丝R1的电功率：
P1===880W，
由表格数据可知，中温档的电功率为880W，
说明只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于中温档，
当S1、S2都闭合时，电热丝R1、R2并联，电路总电阻最小，
根据P=可知，电功率最大，电饭锅处于高温档，P=1320W，
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于低温档，P2=440W，
由P=可得，电热丝R2的阻值：
R2===110Ω。
（3）加热时间t=5min=300s，
电饭锅高温档加热消耗的电能：
W=Pt=1320W×300s=3.96×105J，
由题意知，粥吸收的热量Q吸=W=3.96×105J，
由Q吸=cm△t得，粥升高的温度：
△t===45℃。
答：（1）水吸收的热量为2.1×105J；
（2）电热丝R2的阻值为110Ω；
（3）粥升高的温度为45℃。
　
22．
【解答】解：（1）由乙图可知，当温度升高时，热敏电阻Rt的阻值减小，即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 减小。
（2）工作电路中电热丝R0工作时的电流：
I0===2.5A。
工作时间t=5min=300s，
电热丝R0产生的热量：
Q=I2Rt=（2.5A）2×88Ω×300s=1.65×105J。
（3）由图象可知，当恒温箱的温度设定为60℃时，热敏电阻Rt的阻值Rt=80Ω，
此时控制电路的电流I=50mA=0.05A时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热，
由I=得，控制电路总电阻：
R总===150Ω，
根据串联电路电阻的特点可知，电阻箱R应取的阻值：
R=R总﹣Rt=150Ω﹣80Ω=70Ω。
（4）由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，热敏电阻Rt的阻值最小，
由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据R=可知，电路总电阻不变，
要使热敏电阻Rt的阻值最小，电阻箱R1接入的阻值应最大，即R1=120Ω，
由第（3）问可知，控制电路总电阻：R总=150Ω，
根据串联电路电阻的特点可知，热敏电阻Rt的阻值：
Rt=R总﹣R1=150Ω﹣120Ω=30Ω，
由图乙可知，当热敏电阻Rt的阻值为30Ω，恒温箱可设定的最高温度是150℃。
答：（1）减小；
（2）工作电路中电热丝R0工作时的电流为2.5A；工作5min产生的热量为1.65×105J；
（3）电阻箱R应取阻值为70Ω。
（4）该恒温箱可设定的最高温度是150℃。
　
23．
【解答】解：（1）由电路图可知，当只闭合开关S2，R1和R3串联，
根据串联电路电阻特点可知，总电阻：
R总=R1+R3=10Ω+50Ω=60Ω，
由欧姆定律得，电路中的电流：
I===0.2A，
时间t=1min=60s，
由焦耳定律得，R3产生的热量：
Q=I2R3t
=（0.2A）2×50Ω×60s
=120J。
（2）由电路图可知，当只闭合开关S3，R1和R2串联，
由P=I2R得，电路中的电流：
I′===0.4A，
由I=得，此时电路的总电阻：
===30Ω，
根据串联电路电阻特点可知，电阻R2的阻值：
R2=﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω。
（3）由电路图可知，当同时闭合开关S1、S2、S3，
R1被短路，R2和R3并联，电流表测干路中的电流，
由欧姆定律得，通过R2的电流：
I2===0.6A，
通过R3的电流：
I3===0.24A，
根据并联电路电流规律可得，干路中的电流：
I1=I2+I3═0.6A+0.24A=0.84A，
即电流表的示数为0.84A。
答：（1）只闭合开关S2，1min内R3产生的热量是120J；
（2）只闭合开关S3，R1的功率是1.6W，R2的阻值是20Ω；
（3）同时闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数是0.84A。
　
24．
【解答】解：
（1）当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中电流最小，此时滑片P处于b端，
电路的总电阻：R总=R0+R1=100Ω+55Ω=155Ω，
由欧姆定律可得，电路中的最小电流：Imin==≈1.4A；
（2）当滑动变阻器接入电路阻值最小时，电热丝的加热功率最大，此时滑片P处于a端，
则最大加热功率：Pmax===880W；
（3）最大加热功率下，100s内产生的热量：Q=W=Pmaxt=880W×100s=8.8×104J，
不考虑热量损失，牛奶吸收的热量：Q吸=Q=8.8×104J，
由Q吸=cm△t可得，牛奶升高的温度：
△t===35.2℃。
答：（1）电路中的最小电流为1.4A；
（2）电热丝的最大加热功率为880W；
　
　
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