初中物理鲁科班九年级上册第十四章第五节焦耳定律练习题-普通用卷（含解析）

初中物理鲁科版九年级上册第十四章第五节焦耳定律练习题
一、单选题
下列家用电器中，主要是利用电流热效应工作的是
A.
收音机
B.
电风扇
C.
电烙铁
D.
电动机
当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果要使它产生的热量为4Q，下列办法中可行的是
A.
将电压变为原来4倍，通电时间不变
B.
将电阻变为原来2倍，通电时间变为原来
C.
将电阻变为原来，通电时间变为原来2倍
D.
将电压变为原来，电阻变为原来2倍
我国年仅23岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，“魔角”石墨烯的电阻突然消失，如果把这一技术应用于生产，它不可以制作的是
A.
电饭锅
B.
电脑
C.
电风扇
D.
导线
规格都是“”的电冰箱、电脑和电烙铁正常工作，若通电时间相同，则
A.
电冰箱产生的热量最多
B.
电脑产生的热量最多
C.
电烙铁产生的热量最多
D.
三者产生的热量一样多
小明同学家的电能表上标有“”的字样，他将家中的其它用电带都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法不正确的是
A.
电水壶是利用电流的热效应来工作的
B.
烧水过程中消耗的电能为
C.
电水壶的额定功率为900W
D.
当实际电压只有额定电压的时，电水壶的实际功率为729W
物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线烧断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其它同长度的铜导线相比，它的
A.
电阻较大
B.
电压较小
C.
电流较大
D.
电功率较小
用如图的装置探究影响电流热效应的因素”，电阻丝和分别密封在两只完全相同
的烧瓶中，且，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是
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，装电阻丝的烧瓶中温度计示数上上升较快
C.
实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少
D.
将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
如图所示的四个电路中，电源电压U相同，，在相同的时间内四个电路中总共放出的热量最多的是
A.
B.
C.
D.
将规格都是“”的一台电风扇、一台电视机和一个电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是
A.
三个用电器产生的热量一样多
B.
电风扇产生的热量最多
C.
电视机产生的热量最多
D.
电烙铁产生的热量最多
如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是
实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
实验中通过熔丝的电流大于铜丝
通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关
A.
只有
B.
只有
C.
只有
D.
都正确
二、多选题
如图所示，当开关S闭合时，电路中的电流为1A，电压表的示数为10V，定值电阻的阻值为，电动机M的线圈电阻为则下列有关说法正确的是
A.
电压表的示数为4V
B.
电路消耗的总功率是5W
C.
通电1min后电流通过电动机线圈产生的热量是60J
D.
通电1min后定值电阻消耗的电能为240J
一只小灯泡标有“”字样，额定功率模糊不清，某同学设计了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为6V，电压表、电流表使用的量程分别为，，滑动变阻器的规格为“”，他根据实验数据作出了电压表、电流表示数的图象，如图乙所示。则以下判断正确的是
A.
小灯泡的额定功率为
B.
滑片向左移时电压表示数变小，小灯泡变亮
C.
变阻器允许连人电路的最大阻值约为
D.
小灯泡正常发光2s内，变阻器产生的电热为
如图所示的电路，电源电压恒定，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由b端滑到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的变化如图乙所示。下列说法正确的是
A.
电源电压为16V
B.
滑动变阻器的最大阻值为
C.
该电路的最大功率为18W
D.
当滑动变阻器的滑片P在b端时，5min内定值电阻R产生的热量为600J
以下实验装置能完成对应实验目的的是
A.
探究电流热效应与电阻大小关系
B.
已知阻值测量的阻值
C.
测滑动摩擦力大小
D.
推断牛顿第一定律
三、填空题
许多物理学家为科技的发展做出了巨大的贡献。英国物理学家______做了大量的实验先精确地确定了电流通过导体产生的热量与______成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，古希腊伟大的科学家______得出了浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力的大小。
一台电动机的额定电压是，正常工作时的电流是10A，电动机线圈的电阻为，则电动机的额定功率是_______W。若电动机正常工作，有________J的电能转化为机械能不考虑电动机转动时产生摩擦。
如图所示实验装置，可以用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与______的关系，若通过的电流是1A，10s内电流通过电阻产生的热量是______J。
如图所示的电路，电源电压恒为3V，闭合开关S，电流表示数为，示数为，则电阻是______，通过电阻的电流是______A，电阻的电功率是______W，在5min内整个电路消耗的电能是______J。
四、实验探究题
如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
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甲?
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乙
组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管____选填“属于”或“不属于”连通器。
图甲是探究在通电时间相同和____相同的情况下，导体产生的热量与____大小是否有关的装置。
实验中通过观察_________________的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是____。
???
探究电流与电压、电阻的关系???
探究串联电路电流的特点
C.测量小灯泡的电阻?
?
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扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
由图乙所示，电流表的示数为_____A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是___J。
某实验小组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____。
五、简答题
如图所示是一个电热水壶正在烧水的情景，结合你所学的物理知识和对电热水壶的了解，回答相关问题。
电热水壶利用电流的什么效应工作？
此时电水壶的电热丝和插头比，哪处温度更高，怎么解释？
六、综合题
为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定位，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示．电源电压3V不变．提示器的电阻恒为，传感器的阻值随载盘台所载质量变化的关系如表所示．开关S闭合后，问：
载盘台所载质量
100
110
120
130
140
150
160
传感器
200
190
180
170
160
150
140
根据表中数据，当载盘台所载质量是100g时，的阻值是多少？电路中的电流是多少？
在第问的基础上，通电5s，电流通过产生的热量是多少？
当电路中的电流达到时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时盘内剩余食物的质量是多少？
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、收音机工作时，将电能转化为声能，不是利用电流的热效应来工作的，故A错误；
B、电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故B错误；
C、电烙铁是利用了电流的热效应。故C正确；
D、电动机应用了通电导体在磁场中受力运动的原理，不是利用电流的热效应来工作的，故D错误。
故选：C。
主要考查电流的热效应和电流的磁效应在生活中的应用实例，只有认真把握它们的定义，才能真正区分它们利用的是哪一个效应。体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了判断电阻产生热量的变化，根据题意，应用即可正确解题。
根据焦耳定律分析答题。
【解答】
A.将电压变为原来4倍，通电时间不变，由可知，产生的热量变为16Q，故A不符合题意；
B.将电阻变为原来2倍，通电时间变为原来，由可知，产生的热量变为，故B不符合题意；
C.将电阻变为原来，通电时间变为原来2倍，由可知，产生的热量变为4Q，故C符合题意；
D.将电压变为原来，电阻变为原来2倍，由可知，产生的热量变为，故D不符合题意。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
假设导体没有电阻，利用电流热效应工作的电器都不能工作，利用电流的磁效应和化学效应工作的用电器不受影响。
有些材料的电阻变为零，这即为超导现象；
当电流通过导体产生热量，将电能转化为内能，叫电流的热效应。
【解答】
当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，“魔角”层叠石墨烯的电阻突然消失，这就是超导现象；当电流通过超导体时，因为电阻为零，产生的热量为零；电脑、电风扇工作不需要热能，利用超导体能够工作；导线电阻越小，电能的损耗越少，导线可以使用超导体，但是电饭锅是利用电流的热效应工作的，需要很大的电阻，故
A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了用电器的铭牌和电流的热效应，知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
【解答】
因为接在家庭电路中，，
所以三种用电器的实际功率：；
又因为，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，
电烙铁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烙铁；
故选C。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，关键是要将公式掌握好。
当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应；
表示的是电路中每消耗的电能，电能表的转盘转3000r，或者表示电能表每转1r，电路中消耗的电能，求出转盘转45r电路中消耗的电能，然后根据求出用电器的功率；
根据求出电水壶的电阻；利用实际电压，根据求出电水壶的实际功率。
【解答】
A.电水壶工作时，将电能转化为内能给水加热，是利用电流的热效应工作的，故A正确，不符合题意；
B.表示电路中每消耗的电能，电能表的转盘转3000r，
转盘转了45r，则消耗的电能：，故B不正确，符合题意；
C.，电水壶的额定功率：，故C正确，不符合题意；
D.由得，电水壶的电阻：，当实际电压只有额定电压的时，，
电水壶的实际功率：，故D正确，不符合题意。
故选B。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查电导线烧断的原因，是因为电阻过大造成的，会根据焦耳定律的计算公式进行分析解决问题。
铜导线被烧断的原因是温度过高造成的，而温度过高是因为热量多，根据焦耳定律分析解答。
【解答】
由图可知，电路中只有一条铜导线，所以铜导线中电流处处相等，根据焦耳定律公式知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此电阻大的位置容易被烧断，故A正确。
故选A。
7.【答案】C
【解析】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，故放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
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大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D、要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量加热时间相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝，电阻相等；故D错误。
故选：C。
根据装置中的相同点、不同点，利用控制变量法分析；
由焦耳定律分析放出热量的多少；
通过观察烧瓶中温度计示数的变化来判断电阻丝发热的多少属于转换法；
由吸热公式可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等加热时间相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系。
该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用，注意两导体串联时电流相等，导体产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映的。
8.【答案】D
【解析】解：两个电阻串联时，总电阻等于各分电阻之和，即总电阻越串越大，大于任何一个分电阻；
并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小于任何一个分电阻；
所以A、B、C、D四个电路两端电压相等，电阻关系为。
电源电压U和时间t相同，根据可知，总共放出的热量关系为。
故选：D。
根据串并联电路电阻特点可知，两电阻并联时总电阻最小，两电阻串联时总电阻最大；根据可知，电压不变时，电阻越小，相同时间内产生的热量最大。
本题考查了利用串并联电路电阻特点和热量公式解决简单问题的能力。掌握电阻的串联，相当于导体的长度变长，电阻变大；电阻的并联，相当于增大横截面积，减小电阻是解决本题的关键。
9.【答案】D
【解析】解：因为，
所以三种用电器的实际功率：
；
又因为
所以三种用电器消耗的电能相同；
因为电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能。
所以产生热量最多的是电烙铁。
故选：D。
分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同等于额定功率、通电时间相同，根据可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。
电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
10.【答案】B
【解析】解：由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故。故正确；
串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故错误；
已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律知，在相同时间，熔丝产生的热量多。故正确；
并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故正确。
故选：B。
电路长时间超负荷运行可能造成短路，甚至引发火灾；
并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；串联电路电流处处相等；
铜丝的电阻率小，根据焦耳定律，可知其产生的热量少。
此题考查了串并联电路特点及焦耳定律的应用，通过解答此题，我们要认识到电流超负荷运行的危害，在日常生活中做到科学用电，安全用电。
11.【答案】CD
【解析】解：
由图知，电阻R与电动机串联，测量电动机两端的电压，测量电源电压；电压表的示数为10V，则电源电压；
A、由得，电阻两端的电压，
由串联电路的特点可得，电动机两端的电压：，即电压表的示数为6V，故A错误；
B、电路消耗的总功率：，故B错误；
C、通电1min后电流通过电动机线圈产生的热量：，C正确；
D、通电1min定值电阻消耗的电能：，故D正确。
故选：CD。
由图知，电阻R与电动机串联，测量电动机两端的电压，测量电源电压；
根据计算出电阻R两端的电压，根据串联电路的电压特点便可计算出电动机两端的电压；
根据计算出电路消耗的总功率；
根据计算出电动机线圈消耗的电能；
根据计算出电阻消耗的电能。
本题是有关电动机的相关计算题目，解决此题还要掌握串联电路的电流、电压规律，电动机在工作时将电能转化为机械能和内能，注意电动机的总功率需根据计算，产生的热量利用计算。
12.【答案】BC
【解析】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡两端的电压时滑动变阻器两端的电压：
，
由图象可知，电路中的电流，
小灯泡的额定功率：
，故A错误；
2s内变阻器产生的电热：
，故D错误；
滑片向左移时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，
由图象可知，滑动变阻器两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，灯泡的实际功率变大，
即电压表的示数变小，小灯泡变亮，故B正确；
当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
由图象可知，电路中的电流，
则滑动变阻器接入电路中的最大电阻：
，故C正确。
故选：BC。
由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据图象读出电路中的电流，根据求出小灯泡的额定功率，根据求出2s内变阻器产生的电热；
根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知接入电路中电流的变化，根据图象可知灯泡两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化，根据可知灯泡实际功率的变化，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断其亮暗的变化；
当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大电阻。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是从图象中读出电压和电流的对应值。
13.【答案】CD
【解析】解：由图甲可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电压表和电流表的示数最大，且此时电压表测电源电压，
由图乙可知，电源电压，此时电路中电流，故A错误；
由可得，定值电阻的阻值：；
当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，
由图乙可知，电路的电流，电压表的示数，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
，
则滑动变阻器的最大阻值：；
5min内定值电阻R产生的热量：，故B错误，D正确；
当滑片在a端时，电路中电流最大为，此时电路消耗的功率最大，
则电路消耗的最大功率：，故C正确。
故选：CD。
由图甲可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电压表和电流表的示数最大，根据图乙读出电源的电压，根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值；
当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；根据求出定值电阻R产生的热量；
当滑片在a端时，电路中电流最大，此时电路消耗的功率最大，根据求出电路消耗的最大功率。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及功率的计算，从图象中获取有用的信息是关键。
14.【答案】AD
【解析】解：
A.由图可知，两电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，而电阻的阻值不同，闭合开关一段时间后，观察两玻璃管内水柱的高度，并进行比较，可以探究电流热效应与电阻大小关系，故A实验装置能完成实验目的；
B.由电路图可知，无论开关闭合、断开时，电压表始终测电源两端的电压，不能测出两端的电压，所以不能测出的阻值，故B实验装置能不能完成实验目的；
C.由图可知，图中操作中拉力方向斜向上，不满足二力平衡的条件，测力计示数不等于滑动摩擦力，故C实验装置能不能完成实验目的；
D.由图可知，毛巾表面最粗糙，小车受到的阻力最大，运动的距离最短，而玻璃板表面最光滑，小车受到的阻力最小，运动的距离最远，推断小车不受阻力时将做匀速直线运动，即牛顿第一定律，故D实验装置能完成实验目的。
故选：AD。
电流的热效应跟电阻、电流、通电时间有关，要探究电流热效应与电阻大小关系时，应控制通过的电流和通电时间相同，改变电阻的阻值，然后通过比较实验现象得出结论；
要测的阻值需要测出其两端电压和的电流，根据求出的阻值；
用弹簧测力计沿水平方向拉木块做匀速直线运动时，木块水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等；
小车从斜面的同一高度滑下时到达水平面的初速度相等，比较小车受到的阻力和运动距离的关系，然后推理小车不受力时的运动情况，从而得出牛顿第一定律。
本题考查了学生对课本实验装置的了解与掌握，涉及到的实验较多，有一定的难度。
15.【答案】焦耳?
电流的平方?
阿基米德
【解析】解：
英国物理学家焦耳经过10年的努力，做了大量的实验，最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，被命名为焦耳定律；
古希腊伟大的科学家阿基米德得出了浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小，被命名为阿基米德原理。
故答案为：焦耳；电流的平方；阿基米德。
根据焦耳、阿基米德在物理学中的贡献回答。
本题考查了学生对焦耳定律、阿基米德原理的了解与掌握，属于基础题。
16.【答案】2200；
【解析】
【分析】
了解电流通过电动机做功特点消耗的电能大多数转化为机械能，少部分转化为内能、利用好焦耳定律是本题的关键。
知道电动机的额定电压和正常工作时的电流，根据求出额定功率；
根据求出电动机正常工作10s消耗电能，根据求出产生的热量，消耗的电能减去产生的热量即为电能转化为的机械能。
【解答】
电动机的额定功率：
；
电动机正常工作10s消耗的电能：
，
产生的热量：
，
电能转化为的机械能：
。
故答案为：2200；。
17.【答案】电流?
【解析】解：装置中两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串、并联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流等于通过左边容器中电阻的电流，即两容器中电阻的阻值相同均为，但通过它们的电流不同，所以这是探究电流产生热量与电流的关系；
通过的电流是1A，也就是干路电流为1A，所以通过右侧容器中的电流为，
由焦耳定律可得，电流通过产生的热量：
。
故答案为：电流；。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，由控制变量法分析实验的探究目的；电流产生的热量直接运用焦耳定律计算或比较。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握以及焦耳定律的应用，注意控制变量法的运用。
18.【答案】10?
?
?
450
【解析】解：由电路图可知，两电阻并联，电流表测支路的电流，测干路电流；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过的电流：
；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由可得，电阻的阻值：
；
电阻消耗的电功率：
；
在5min内整个电路消耗的电能：
。
故答案为：10；；；450。
由电路图可知，两电阻并联，电流表测支路的电流，测干路电流；根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出的电阻，根据并联电路的电流特点求出通过的电流，根据求出电阻消耗的电功率，由可求在5min内整个电路消耗的电能。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，是一道基础题目。
19.【答案】属于；
电流；电阻；
形管液面高度；D；
；200；
容器气密性不好。
【解析】解：由图可知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；
由图可知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；
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。采用的是转换法；
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B、探究串联电路电流的特点，没有采用转换法；
C、测量小灯泡的电阻，没有采用转换法；
D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选D；
由图知，电流表选择的是量程，对应的分度值是，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是；
由可知，电阻丝和在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。
故答案为：属于；电流；电阻；形管液面高度；D；；200；容器气密性不好。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律的理解和应用，综合性较强。
20.【答案】答：
电热水壶是利用电流的热效应工作的，它工作时将电能转化成内能；
电热水壶在使用时，电热丝和插头串联，，通电时间t相同，
而，由可知电流产生的热量：，所以会出现电热丝温度很高，插头不怎么热的现象。
【解析】电流的热效应是指导体通电时会发热的现象，在这一过程中电能转化为内能；
由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比，电热丝和连接的导线串联在电路中通过的电流相等，通电时间是相同的，而电热丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析原因。
本题主要考查了对电流的热效应、焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握，知道电热丝和插头为串联是本题的关键。
21.【答案】解：根据表中数据可知，当载盘台所载质量是100g时，的阻值为，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
；
通电5s，电流通过产生的热量：
；
由表格数据可知与m的关系为一次函数，设，
把、和、代入：
，，
联立等式可得：，，
即，
当电路中的电流达到时，电路中的总电阻：
，
此时传感器的电阻：
，
则，
解得：，
则剩余食物的质量为．
答：当载盘台所载质量是100g时，的阻值是，电路中的电流是；
通电5s，电流通过产生的热量是4J；
当电路中的电流达到时，盘内剩余食物的质量是150g．
【解析】先根据表中数据读出当载盘台所载质量是100g时对应的阻值，然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
根据即可求出通电5s，电流通过产生的热量；
由表格数据可知与m的关系为一次函数，设出表达式、代入数据、得出具体表达式，根据欧姆定律的变形公式求出电路中电流为时电路的电阻，然后根据电阻的串联求出传感器的阻值，并从表中读出对应载盘台上物体的质量，进一步求出盘内剩余食物的质量．
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、焦耳定律的应用，关键是从表中获得有用的信息．
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