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【名師導航】中考物理一輪復習學案
第20章 焦耳定律
考點分布 考查頻率 考點內容 命題趨勢
1.焦耳定律 ★★★★★ 1.會用焦耳定律進行簡單計算會解釋生活中生的現象。 本章內容常考：用電器能量轉化、電功率計算、電功和電熱絲的電阻，2023年焦耳定律可能出現在選擇題和計算題中，會出現電功率力、電、機械綜合題，分值約4分。
知識點一：焦耳定律與電熱
1.電流的熱效應：電流通過導體時電能轉化為內能的現象。利用電熱工作的用電器有電飯鍋等。為了防止電熱危害，可以加散熱窗等。我們可以借助電流的熱效應來判定電流的大小，這種方法叫轉換法。
2.焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。用公式表示為Q＝I2Rt，單位是J。
3.電功和電熱的關系
(1)當電路中接入的是電爐、電烙鐵、電飯鍋、電熱壺等“純電阻性”用電器時，消耗的電能全部(選填“全部”或“一部分”)轉化為熱能，即W＝Q。
(2)當電路中接入的電動機、充電的蓄電池時，消耗的電能大部分轉化機械能、化學能，只有一部分(選填“全部”或“一部分”)電能轉化為熱能，即W大于Q。此時，只能利用公式Q＝I2Rt計算電熱。
4.電熱器的原理：電流的熱效應。
5.電熱器的主要結構：發熱體，發熱體是由電阻率大、熔點高的電阻絲繞在絕緣體材料上做成的。電熱器的優點：清潔環保，效率高，使用方便。
6.幾種材料的比較
材料 電阻 熔點
滑動變阻器的電阻線 大 高
電熱器的發熱體 大 高
保險絲 大 低
7.電熱的危害：由于電流的熱效應，會使用電器的溫度過高，加速絕緣材料的老化，甚至可能燒壞用電器。安裝散熱扇、散熱窗加快散熱。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推導Q＝t，Q＝I2Rt方便串聯電路計算，Q＝t方便并聯電路計算。
（2）電熱擋位的判定方法：由P＝可知，在電源電壓一定時，電阻越小，電功率越大，為高溫擋位，反之，為低溫擋位；
（3）比例關系：串聯電路：＝＝＝＝，并聯電路：＝＝＝＝。
1. 電熱水壺上標有“220 V　800 W”，電熱水壺正常工作時燒水210 s，這段時間內電熱水壺發熱體產生的熱量為__________J；電熱水壺的工作原理是電流的_____效應.
2.家用洗衣機的主要部件就是電動機，若一臺洗衣機在220V電路中正常工作時通過的電流為2A，電動機線圈電阻為2Ω，則每分鐘電流通過線圈產生的熱量為（　　）
A．480J B．1.452×106J C．2.64×104J D．880J。
參考答案：1. 1.68×105；熱；2.A。
易錯點1 用I＝計算電動機的工作電流。
典例1如圖所示是一臺電動平衡車，電動機上標有“60V 72W”字樣，線圈的電阻為6Ω，則電動機正常工作10min所消耗的電能為 J，電動機工作過程中線圈產生的熱量為 J，這個電動機的效率為 。
【錯解】答案為：43200；360000；88%。理由：根據歐姆定律電動機中的電流。
【析錯】根據I＝計算電動機的工作電流，再根據Q=I2Rt求出在1min內電流產生的熱量。
【正解】答案為：43200；5184；88%。這臺電動機正常工作10min=600s電動機消耗的電能：W=Pt=72W×600s=43200J；
正常工作時的電流為：I===1.2A；
產生的電熱：Q=I2Rt=（1.2A）2×6Ω×600s=5184J，
輸出的機械能：W機械=W-Q=43200J-5184J=38016J，
所以該電動機的機械效率：η=×100%=×100%=88%。
故答案為：43200；5184；88%。
▲▲變式練習1
1．（2022 常州）某型號電飯鍋有加熱和保溫兩擋，電路如圖所示，220V電壓下，其加熱擋功率為1100W，保溫擋功率為20W。
（1）閉合開關S1、S2，電飯鍋處于　　　　擋。
（2）電阻絲R1的阻值為　　　Ω，R2的阻值為　　　　Ω。
（3）處于保溫狀態的電飯鍋，20min產生熱量　　　　　J。
2. （2022 肥東縣一模）如圖所示的電路中，電源電壓不變，R1=20Ω，R2=30Ω。斷開開關S時，電流表的示數為0.3A，則閉合開關S，通電1min電路產生的熱量為　　　J。
3. （2022 澧縣模擬）為了給載重車稱重計費，楊光同學結合所學物理知識，設計了如圖所示的計重秤原理圖，用它可以測載重車的重力。以下說法正確的是（　　）
A．圖中位置的稱重表是由電壓表改裝成的
B．在稱重讀數的過程中，靜止的載重車受力不平衡
C．無論載重車重力如何，彈簧下面的M板對地面的壓強不變
D．載重車的重力越大，相同時間內R1上產生的電熱越多
參考答案：1. （1）加熱；（2）44；2376；（3）2.4×104； 2.180； 3. Ｄ。
一．選擇題（共9小題）
1．（2022 柳州）在“探究通電導體放出的熱量跟哪些因素有關”的實驗中發現，電路中的電阻絲溫度升高而導線溫度沒有明顯變化，這是因為二者的（　　）
A．電阻不同 B．電流不同
C．密度不同 D．通電時間不同
2．（2022 長春）下列家用電器中利用電熱工作的是（　　）
A．電風扇 B．洗衣機 C．電飯鍋 D．吸油煙機
3．（2022 通遼）在“探究電流通過導體產生的熱量與哪些因素有關”的實驗中，某同學采用了如圖甲、乙所示的實驗裝置（兩個透明容器中封閉著等量的空氣）。下列說法正確的是（　　）
①U形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的
②圖甲裝置能探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系
③圖乙實驗過程中右邊透明容器中電阻絲阻值應該等于10Ω
④用圖甲中的實驗結論能解釋“電爐絲熱得發紅而與電爐絲相連的導線幾乎不發熱”的現象
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
4．（2022 梧州）下列屬于防止電流熱效應產生危害的實例是（　　）
A．家里使用電熱水壺燒水 　　　B．利用電視機后蓋的小孔散熱
C．家里使用電飯鍋煮飯 　　　　　D．小佳媽媽使用電熨斗熨衣服
5．（2022 蘭州）現有“6V 3W”和“12V 6W”字樣的甲、乙兩只燈泡，不考慮燈絲電阻的變化，下列說法正確的是（　　）
A．通電時間相同時，甲燈泡消耗的電能一定比乙燈泡少
B．通電時間相同時，電流通過乙燈泡比甲燈泡做功一定快
C．兩只燈泡串聯工作時，甲燈泡產生的熱量一定比乙燈泡少
D．兩只燈泡并聯工作時，干路中允許通過的最大電流為1A
6．（2022 銅仁市）如圖所示，電源電壓12V保持不變，小燈泡標有“4V 1.6W”字樣（燈絲電阻不受溫度影響），滑動變阻器標有“50Ω 1A”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V。閉合開關，保證各元件不損壞，下列選項正確的是（　　）
A．移動滑動變阻器滑片，小燈泡可能正常發光
B．電路中消耗的最大功率為4.8W
C．滑動變阻器兩端電壓變化范圍為9～10V
D．當滑動變阻器滑片P置于b端時，滑動變阻器通電1min產生的熱量為140J
7．（2022 湖北）某款家用電熱取暖器有兩個擋位，它正常工作時，下列說法正確的是（　　）
A．取暖器的電熱絲是由電阻率小、熔點高的材料制成
B．“高溫”擋一定比“低溫”擋產生的熱量多
C．“高溫”擋一定比“低溫”擋的工作電阻大
D．連接電熱絲的導線比電熱絲的電阻小
8．（2022 哈爾濱）如圖所示，閉合開關后，下列說法不正確的是（　　）
A．電鈴利用電流熱效應工作
B．電源用來提供電能
C．導線用來連接電路元件
D．開關用來控制電流通斷
9．（2022 常德）用如圖所示的實驗裝置探究“電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”。以下說法中不正確的是（　　）　
A．觀察溫度計的示數比較電流產生的熱量
B．該實驗裝置可以探究通電時間一定時，導體產生的熱量與電阻的關系
C．該實驗裝置還可以探究通電時間一定時，導體產生的熱量與電流的關系
D．甲、乙兩瓶中可以裝質量相同的不同液體
二．多選題（共4小題）
（多選）10．（2022 濱州）某家用電熱壺有“加熱”和“保溫”兩個擋位，其簡化電路如圖甲所示，電熱絲R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小濱為測量電熱壺的實際功率，他把家中的其它用電器都與電源斷開，僅讓電熱壺工作，1min內電能表（如圖乙）的轉盤轉動了16轉。[不考慮熱量損失，已知水的比熱容c＝4.2×103J/（kg ℃）]下面說法正確的是（　　）
A．開關S接“2”時，電熱壺為“加熱”擋位
B．電熱壺的正常加熱功率為100W
C．電熱壺將1kg的水從25℃加熱到75℃，需要正常工作210s
D．測量時電熱壺的實際加熱功率為800W
（多選）11．（2022 北京）額定電壓相同的電熱水壺、電烤箱和電飯鍋正常工作過程中消耗的電能W和通電時間t的關系如圖所示。關于這三個用電器，下列判斷正確的是（　　）
A．正常工作時，電熱水壺比電烤箱產生的熱量少
B．正常工作時，電熱水壺比電飯鍋的功率大
C．正常工作時，通過電飯鍋的電流最小
D．在一個月內，電熱水壺消耗的電能一定最多
（多選）12．（2022 深圳）某愛心團隊去養老院送電暖氣，電暖氣有低、中、高三擋，已知R1＝55Ω，R2＝44Ω，以下說法正確的是（　　）
品牌 型號 HY2215﹣11E
額定電壓 220V 擋位 3擋
額定 功率 低溫 880W 中溫 1100W 高溫 1980W
A．使用“低溫擋”只需閉合S2
B．使用“高溫擋”要閉合S1、S2
C．閉合S1、S2時，通過R1、R2的電流之比為5：4
D．中溫擋正常工作1分鐘，產生的熱量為6.6×104J
（多選）13．（2022 河南）如圖所示，兩個相同透明容器中密封著等量的空氣。用該裝置探究電流產生的熱量與哪些因素有關時，下列說法正確的是（　　）
A．用U形管中液面高度差反映電流產生熱量的多少
B．通電后可探究電流產生的熱量與電流大小的關系
C．通電后可探究電流產生的熱量與電阻大小的關系
D．通電一段時間后，左側U形管中液面高度差較大
三．填空題（共13小題）
14．（2022 大連）節能減排是每個公民的責任。將家中普通照明燈全部更換成LED燈（發光效率高），實質是通過減小家中電燈的 　 　來減少電能的消耗。電水壺是利用電流的 　 　效應工作的。
15．（2022 玉林）20世紀初，科學家發現，某些物質在很低溫度時，電阻就變成了0，這就是 　 　現象；如圖所示是“探究電熱與電流的關系”的部分裝置，已知A、B兩點間的電壓為6V，R1＝R2＝R3＝5Ω，通電時間2min，則R1與R2產生的熱量相差 　 　J。
16．（2022 淄博）電熱水壺是利用電流的 　 　效應工作的。小明家要購買一只電熱水壺，他發現某商場有容積相同、額定電壓均為220V、額定功率分別為800W和1800W的兩種電熱水壺。家中給電熱水壺供電插座的額定電流是5A，從安全用電的角度考慮，小明應選購 　 　W的電熱水壺。如圖電熱水壺的插頭中插腳①較長，將插頭插入插座時，可確保電熱水壺的金屬外殼先接觸 　 　線，避免觸電事故。插頭外殼是用橡膠做的，是因為橡膠是 　 　體。
17．（2022 濱州）石墨烯是一種新材料，具有優異的光學、電學、力學特性，石墨烯還具有很好的韌性，且可以彎曲。北京冬奧會運動場館的最低溫度可達﹣30℃左右，利用石墨烯制作的智能溫控加熱羽絨服可幫助工作人員抵御寒冷，有效提升保暖效果。可見，這種材料具有密度 　 　（選填“較大”或“較小”）、電阻 　 　（選填
“較大”或“較小”）的特點。
18．（2022 丹東）如圖所示，電源電壓保持不變，燈泡L標有“12V 12W”字樣（忽略燈絲電阻的變化）。閉合開關S1，斷開S2，燈泡L正常發光；閉合開關S1、S2，電流表示數為1.5A，則電源電壓為 　 　V；閉合開關S1，斷開S2，通電30s定值電阻R產生的熱量是 　 　J。
19．（2022 遼寧）“葫蘆烙畫”是從民間進入課堂的手工技藝，傳承了非物質文化遺產。如圖是小明同學用電烙鐵在葫蘆上烙畫的情景。電烙鐵溫度升高，利用了電流的 　 　效應。插線板上的LED指示燈是由 　 　材料制成的。
20．（2022 煙臺）如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標有“6V 6W”字樣。閉合開關S1，燈泡L正常發光，此時燈泡L的電阻為 　 　Ω；再閉合開關S2，前后兩次電流表的示數之比為2：3，則電阻R的阻值為 　 　Ω，電阻R在10s內產生的熱量為 　 　J。
21．（2022 鄂州）小雨家使用電飯煲煮飯，電飯煲是利用電流的 　 　效應來工作的，使用時，應將電飯煲的插頭插入 　 　（選填“兩孔”或“三孔”）插座。若他家的電飯煲的電功率是1000W，工作30min將飯煮熟，則煮飯所消耗的電能為 　 　kW h；若這些能量的42%被水吸收，則可將 　 　kg的水從20℃燒開（1標準大氣壓下）。
22．（2022 黔東南州）某款無接觸式的熱風干手器，手伸向出風口時可吹出溫度為35℃～45℃的熱風，內部電路由控制電路和工作電路兩部分構成，簡化電路如圖所示，控制電路中R為光敏電阻。閉合S，當手伸向出風口時，R的阻值會 　 　（選填：“增大”、“不變”或“減小”），銜鐵被吸下，工作電路開始工作。若干手器的加熱電阻絲的阻值為44Ω，在額定電壓下，烘干一次手用時10s，則烘干手的過程中加熱電阻產生的熱量為 　 　J，這些熱量能使 　 　kg（結果保留兩位小數）的水溫度升高5℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
23．（2022 泰州）小明用如圖所示電路研究調光燈的工作原理，所用電源電壓恒為6V，燈泡L標有“4.8V 0.3A”字樣，閉合開關，調節滑動變阻器滑片，當觀察到 　 　時，可知燈泡正常發光，此時燈泡的實際功率為 　 　W，通電1min滑動變阻器產生的熱量為 　 　J。
24．（2022 無錫）用如圖所示的裝置探究影響電流熱效應的因素，三個相同的錐形瓶內均裝有質量相等的煤油，電阻絲R1、R2、R3浸沒在煤油中，其中R1＝R3＝6Ω、R2＝3Ω。閉合開關前，記錄下煤油的初溫度t0；接通電源，同時閉合開關S1、S2，記錄下電流I，通電相同時間，記錄下煤油的末溫度t，結果如表所示，則R1、R2所在錐形瓶中的煤油升溫所吸收的熱量之比為 　 　。比較①③可知，導體產生的熱量與 　 　有關；比較 　 　（選填序號）可知，導體產生的熱量與電阻有關。若要探究導體產生的熱量與通電時間的關系，應進行的操作是：　 　。
序號 電阻 電流I/A 初溫度t0/℃ 末溫度/℃
① R1 1.0 20 30
② R2 1.0 20 24
③ R3 1.5 20 44
25．（2022 黑龍江）如圖所示是“探究通電導體產生的熱量與 　 　大小關系”的實驗裝置。電源電壓為4.5V且保持不變，將滑動變阻器滑片移至最右端，在1min內電流通過10Ω電阻絲產生的熱量為 　 　J。
26．（2022 威海）如圖所示，電源電壓恒為12V，R0＝60Ω，滑動變阻器的規格為“50Ω 2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“6V 3W”字樣，不考慮溫度對燈絲電阻的影響。當開關S閉合，S1、S2斷開，小燈泡正常發光，則通電1min電流通過滑動變阻器產生的熱量為 　 　J；當S、S1、S2都閉合，為了保證電路中各元件的安全，滑動變阻器允許接入電路中的最小阻值為 　 　Ω。
四．實驗探究題（共4小題）
27．（2022 攀枝花）小華同學為探究家中儲水式熱水器的效率，觀察了該熱水器銘牌數據，并記錄了熱水器某次加熱過程的相應數據，如表1、表2。已知水的密度為1.0×103kg/m3、比熱容為4.2×103J/（kg ℃）。
表1
儲水式熱水器
型號：DSZF 電器類別：Ⅰ
額定電壓：220V～ 額定功率：2000W
額定頻率：50Hz 額定容量：60L
表2
記錄時間 水溫（℃）
8：00 44
8：10 48
8：30 57
小華分析以上數據，得出水溫從44℃上升到57℃的過程中，熱水器中的水吸收的熱量Q＝　 　J，熱水器消耗的電能W＝　 　J，熱水器的效率為 　 　。
28．（2022 菏澤）小明同學在家研究不同種類燈泡的發光效率（電能轉化為光能的效率），可選用的燈泡有：白熾燈①“220V 40W”、②“220V 15W”各一只；普通節能燈③“220V 30W”、④“220V 15W”各一只；LED燈⑤“220V 15W”、⑥“220V 7W”各一只。他從每種燈泡中各選出一只接入家庭電路進行對比實驗，用溫度計分別測出通電前和通電20分鐘后每種燈泡的表面溫度，記錄如下表：
燈泡的種類 白熾燈 普通節能燈 LED燈
通電前 24℃ 24℃ 24℃
通電20分鐘后 大于100℃ 76.2℃ 48.4℃
忽略其他因素的影響，認為三種燈泡每升高1℃吸收的熱量都相同。回答下列問題：
（1）如果你是小明，對比實驗中你選擇的三只燈泡是 　 　（填燈泡前面的序號）；
（2）根據實驗數據，可以判斷發光效率最高的燈泡是 　 　（填燈泡的種類）。
29．（2022 宜昌）小杰和小芳在探究“電流產生的熱量與哪些因素有關系”的實驗中，在兩個透明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個裝水的U形管，通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產生熱量的多少。裝置的密封性能良好，電源電壓為6V。
（1）小杰根據圖甲觀察到的現象得到“在通電時間和電阻相同時，　 　，電阻產生的熱量越多”的結論。
（2）小芳猜想電流產生的熱量與電阻大小有關，下列能支持她猜想的現象是 　 　。
A.正常工作時，“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮
B.接線板上接入的用電器越多，導線越容易發熱
C.電熨斗工作時發熱明顯，而與之相連的導線卻不怎么熱
（3）為了驗證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗，如圖乙所示，請你用筆畫線把電路連接完整。
閉合開關，她發現較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，原因是 　 　，請你提出改進辦法：　 　。
30．（2022 臺州）某興趣小組在研究“電阻絲產生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關系”時，制作了如圖甲所示的實驗裝置：有機玻璃盒內裝有電阻絲、水和電子溫度計，盒外采用優質保溫材料包裹。
（1）采用優質保溫材料的目的是減少實驗過程中 　 　的散失。
（2）保持水的質量和電流不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化ΔT和通電時間t的數據，整理部分數據并繪制圖像如圖乙。
根據上述實驗，可以得出結論：　 　。
（3）保持水的質量、電阻和通電時間不變，改變電流大小，相關數據整理如下表。
電流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的溫度ΔT/℃ 0.4 0.9 　 　 2.5 3.6
請分析表中數據，并將表中所缺的數據補上。
五．解答題（共2小題）
31．（2022 牡丹江）【動手動腦，實踐體驗】如圖所示，小冰在課前展示了一盞自制的“鉛筆芯電燈”。他將8節1號電池串聯起來做電源，用兩條鋁箔紙條做導線，拿一根2B自動鉛筆芯穿過鋁箔紙條，架在燒杯口處。戴上絕緣隔熱手套，將鋁箔紙條的兩端連接在電源的正負極上，稍等一會兒，小小的鉛筆芯竟然熱得發光，而與它相連的鋁箔紙條卻不怎么熱。請分析解釋上述現象。
32．（2022 齊齊哈爾）“珍愛生命，注意用電安全”是同學們日常生活中必須具有的安全意識。小鑫的爸爸想給放在室外的電動自行車充電，由于家中插線板（如圖）的導線長度不夠，小鑫的爸爸又找來一段足夠長的導線，打算把兩段導線連接起來，從而增加插線板導線的長度。當爸爸剛連接好導線，小鑫看到后告訴爸爸，導線連接處往往比別處更容易發熱，加速老化。甚至引起火災，存在安全隱患。請你也來解釋一下這是為什么？
六．綜合應用題（共8小題）
33．（2022 陜西）今年“五一”假期，廣大市民按照疫情防控要求，積極響應“非必要不離市”號召，在郊區、公園指定區域進行戶外活動。小剛同學家購買了一款如圖﹣1所示戶外分體式燃氣爐，準備去戶外野炊。該燃氣爐的銘牌如表所示，其中功率4500W是指氣體燃料完全燃燒時燃氣爐每秒放出4500J的熱量。
品名 XX牌分體式防風燃氣爐
材質 不銹鋼鋼鑄鋁
規格 展開φ260×116mm 折疊φ127×132mm
功率 4500W
（1）氣體燃料在常溫下是通過 　 　的方式液化存儲在儲氣罐內。使用過程中，罐體溫度變低是因為燃料發生汽化時要 　 　（選填“吸收”或“放出”）熱量。
（2）在標準大氣壓下，用該燃氣爐將1L水從25℃加熱到沸騰用時140s，燃氣爐燒水時的效率是多少？已知水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）。
內容 每次耗時/min 次數/次
炒菜 8 3
煮湯 10 1
燒水 3 2
（3）小剛注意到爐頭上標有參數：15字樣，他查閱說明書得知，該參數表示的是：燃氣爐功率[單位：瓦（W）]與耗氣量[單位：克/時（g/h）]之比的數值為15，計算該燃氣爐所使用燃料的熱值是多少？
（4）小剛同學打算展示在勞動課上學習的烹飪技能，為家人做頓可口飯菜，下表是他出發前做的規劃，則小剛至少應攜帶幾個如圖﹣2所示的新儲氣罐？
34．（2022 淮安）如圖1所示，電水壺簡化電路圖中，R1和R2為發熱電阻，S1為總開關，S2為溫度開關，有1、2兩個觸點，控制壺的“加熱”和“保溫”兩擋，表中數據為電水壺的部分工作參數。
水壺容量 1L
額定電壓 220V
加熱功率 1100W
電熱絲R1阻值 176Ω
（1）S1閉合，S2接1時，電水壺處于 　 　檔。
（2）電熱絲R2的阻值是多少？電水壺的保溫功率是多少？
（3）電水壺中裝進1L水正常工作，用溫度計測得水溫隨時間變化的圖像，則加熱2～4min內水吸收熱量是多少？這段時間內電水壺加熱效率η1是多少？取ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。
（4）電水壺4～6min內的加熱效率為η2，根據圖像可判斷η1　 　η2（選填“大于”“等于”或“小于”）。
35．（2022 河池）如圖所示為某智能烘干機的簡化電路原理圖，其工作電路由電壓為220V的電源、阻值為55Ω的電熱絲R、紅燈L和蜂鳴器組成；控制電路由電源U、電磁鐵（線圈電阻忽略不計）、開關S、熱敏電阻R1和滑動變阻器R2組成；R1的阻值隨溫度變化的關系如下表所示。當控制電路電流I≥0.05A時，銜鐵被吸合，電熱絲R停止工作，同時紅燈亮蜂鳴器響發出報警信號，表明烘干機內溫度過高。
溫度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130
（1）電熱絲R工作時的電流為多少？
（2）電熱絲R通電10s產生的熱量為多少？
（3）已知控制電路的電源電壓U＝6V，當調節滑動變阻器R2＝70Ω時，烘干機內溫度至少多高會發出報警信號。
36．（2022 海南）小明是家務小能手，經常用掛燙機熨燙衣服。掛燙機是通過電熱絲加熱水箱中的水，產生水蒸氣來熨燙衣服。它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.2kg，加熱功率有大、小兩個擋位，其工作原理圖如圖甲所示。其中電熱絲R1＝60Ω，R2＝40Ω。
（1）熔斷器在電路中起到 　 　作用。
（2）若將水箱中0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收多少熱量？[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）掛燙機在大擋位工作時的額定功率是多大？
（4）小明是一個愛思考的孩子，他把電路原理圖改為乙圖，也設有兩個擋位。已知熔斷器允許通過的最大電流為8A，請判斷乙圖電路是否合理，通過計算說明原因。
37．（2022 齊齊哈爾）新冠疫情期間，一位熱心市民為小區卡點志愿者送來了一個便攜式可折疊電熱壺，如圖甲所示。該型號電熱壺額定電壓為220V，具有加熱、保溫兩擋。保溫擋的額定功率為200W，內部簡化電路如圖乙所示，雙觸點開關只能在觸點1和2、2和3及3和4之間切換。R1、R2是兩個阻值不變的發熱元件，R2＝60.5Ω，現將此電熱壺接到220V的家庭電路中。求：
（1）當雙觸點開關接觸觸點 　 　（選填“2和3”或“3和4”）時為保溫擋。
（2）R1的電阻是多少？加熱擋的電功率是多少？
（3）若電熱壺內裝有0.5L的水，現用加熱擋使水從20℃升高到100℃，加熱效率為80%，則需要加熱多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
38．（2022 黑龍江）小李同學家購置一臺電熱油汀取暖器簡稱電熱油汀，它是一種安全可靠的空間加熱器，外觀及銘牌如圖甲和表格所示。據了解，該電熱油汀的工作物質是一種油，這種油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，比熱容約為c＝2.0×103J/（kg ℃）。
**電熱油汀
額定電壓 220V
額定功率 1100W
液體質量 20kg
請你分析并解答：
（1）該電熱油汀正常工作10min，油汀中油升高的溫度（不考慮熱量損失）；
（2）電熱油汀電熱絲的阻值大小；
（3）為了使電熱油汀的實際加熱功率可以調節，他找來一個舊的電位器（滑動變阻器），只能看清上面有“6A”字樣，經測試最大阻值只能調到176Ω，將它串聯在電路中對電熱油汀進行改裝，改裝后的簡化電路圖如圖乙所示。請你計算改裝后電熱油汀的實際加熱功率變化范圍；
（4）該同學了解到此電熱油汀的工作物質是一種油后，對此他產生了疑問，為什么不使用水呢？除油的密度較小外，請從物質性質的其它方面找出一條使用該油的好處。
39．（2022 廣州）汽車啟動時，蓄電池向啟動電動機M供電，設M兩端電壓為U，通過M的電流為I，測得U﹣t和I﹣t圖象如圖1。
（1）求t1時M的電功率；
（2）M僅通過導線a、b接入電路，如圖2所示，a的電阻為0.001Ω。若通過M的電流為200A，持續0.5s，求此過程
①a兩端電壓；
②a產生的熱量；
（3）一般采用電磁繼電器控制M的通斷電，利用實驗器材模擬汽車啟動，簡易電路如圖3，A與B接觸時M通電，請用筆畫線完成電路的連接。
40．（2022 黑龍江）學習了電功率的知識后，小亮想利用家中的電能表（如圖所示）測量電水壺的電功率和熱效率。他把質量為1kg溫度是20℃的冷水倒入電水壺中，然后把家中的用電器都與電源斷開，僅讓電水壺工作，在5分鐘內將這壺水燒開（在標準氣壓下），他觀察到電能表轉盤轉了70轉。試求：
（1）將這壺水燒開，水吸收的熱量是多少？
（2）電水壺的電功率為多少？
（3）電水壺的熱效率為多少？
參考答案與試題解析
一．選擇題（共9小題）
1．【解答】電路中的電阻絲和導線串聯連接，而串聯電路處處電流相等，因此通過電阻絲和導線的電流和通電時間都相等，由于電阻絲的阻值遠遠大于導線的阻值，由Q＝I2Rt可知，電阻絲產生的熱量比導線多。A符合題意。
故選：A。
2．【解答】
A、電風扇工作時主要將電能轉化為機械能，不是利用電流熱效應工作，故A不符合題意；
B、洗衣機工作時主要將電能轉化機械能，不是利用電流熱效應工作，故B不符合題意；
C、電飯鍋工作時將電能轉化為內能，是利用電流熱效應工作，故C符合題意；
D、吸油煙機的主要部件是電動機，電動機工作時電能主要轉化為機械能，不是利用電流熱效應工作，故D不符合題意。
故選：C。
3．【解答】①、U形管內液面高度變化是由容器內氣體受熱膨脹引起的，故①錯誤；
②、由圖甲可知，兩阻值不同的電阻絲串聯，通過兩電阻絲的電流相同，探究的電流通過導體產生熱量跟導體的電阻是否有關，故②正確；
③、乙實驗是研究電流產生的熱量與電流的關系，通過它們的電流不同、通電時間都相同和電阻要相同，右邊容器中的電阻要等于左邊容器中的電阻5Ω，故③錯誤；
④、圖甲中兩電阻串聯，電阻不同，通過兩電阻的電流相同，10Ω電阻產生的熱量更多，電爐絲與和它相連的導線也是電阻不同，電流相同，電爐絲電阻更大，產生的熱量更多，故④正確；
故選：C。
4．【解答】A、使用電熱水壺燒水，將電能轉化為內能，屬于利用電流的熱效應，故A不符合題意；
B、電視機的后蓋有很多孔，是為了防止電熱產生危害，故B符合題意；
C、家里使用電飯鍋煮飯，消耗電能轉化為內能，屬于利用電流的熱效應，故C不符合題意；
D、小佳媽媽使用電熨斗熨衣服，將電能轉化為內能，屬于利用電流的熱效應，故D不符合題意。
故選：B。
5．【解答】“6V 3W”和“12V 6W”分別表示甲、乙兩燈的額定電壓和額定功率。
A、由于兩燈是否正常工作，所以兩實際功率大小未知，由W＝Pt知，無法判斷兩燈在相同時間內消耗電能的多少，故A錯誤；
B、由于兩燈的實際功率未知，而電功率是表示電流做功快慢的物理量，所以電流通過兩燈做功的快慢無法確定，故B錯誤；
C、由P＝可得，R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，
由串聯電路的電流特點知，兩只燈泡串聯工作時，通過的電流相等，由Q＝I2Rt知，相等時間里甲燈產生熱量小于乙，故C正確；
D、甲的額定電壓小于乙，由并聯電路的電壓規律知，甲和乙燈并聯時，電源電壓最大為U＝U實乙＝U額甲＝6V，
由并聯電路的電流規律和歐姆定律可得，干路中允許通過的最大電流：
I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A，故D錯誤。
故選：C。
6．【解答】由圖知，滑動變阻器與L串聯，電壓表測燈泡L兩端的電壓，電流表測電路中電流；
A、移動滑動變阻器的滑片，由于電壓表的量程為0～3V，所以小燈泡兩端的最大電壓為3V，小于小燈泡的額定電壓，所以小燈泡不能正常發光，故A錯誤；
B、由P＝UI可得燈光正常發光電流：
IL＝＝＝0.4A，
由P＝知小燈泡的電阻為：
RL＝＝＝10Ω，
由于電壓表的量程為0～3V，所以小燈泡兩端的最大電壓為3V，
通過小燈泡的最大電流為：
IL′＝＝＝0.3A＜IL＝0.4A，
由于滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，
所以電路中的最大電流為I大＝IL′＝0.3A，
電路中消耗的最大功率為：
P大＝UI大＝12V×0.3A＝3.6W，故B錯誤；
CD、當電壓表示數為3V時，滑動變阻器兩端的電壓最大，由串聯電路電壓的規律知滑動變阻器兩端的最小電壓為：
U滑小＝U﹣UV大＝12V﹣3V＝9V；
當滑動變阻器滑片P置于b端時，滑動接入電路的電阻最大，
由I＝和串聯電路電阻的規律得電路中的最小電流為：
I小＝＝＝0.2A，
滑動變阻器兩端的最大電壓為：
U滑大＝I小R滑大＝0.2A×50Ω＝10V，故滑動變阻器兩端電壓變化范圍為9～10V，故C正確；
此時滑動變阻器通電1min產生的熱量為：
Q＝W＝U滑大I小t＝10V×0.2A×60s＝120J，故D錯誤。
故選：C。
7．【解答】A、取暖器上的發熱體是由電阻率大，熔點高的材料制成的，故A錯誤；
B、由Q＝W＝Pt可知，取暖器產生熱量的多少，除了與取暖器的電功率有關，還與通電時間的長短有關，所以“高溫”擋不一定比“低溫”擋產生的熱量多，故B錯誤；
C、由P＝可知，電熱絲的工作電阻R＝，電源電壓相等，電功率越大，工作電阻越小，所以“高溫”擋一定比“低溫”擋的工作電阻小，故C錯誤；
D、連接電熱絲的導線比電熱絲的電阻小，故D正確。
故選：D。
8．【解答】A.電鈴利用的是電流的磁效應工作的，故A錯誤。
B.在電路中，電源是用來提供電能的，故B正確。
C.在電路中，用導線來連接電路，故C正確。
D.在電路中，用開關來控制電路的通斷，故D正確。
故選：A。
9．【解答】
A、通電后電流通過電阻絲做功，產生熱量被液體吸收，使液體的溫度升高，通過觀察溫度計的示數變化來判斷電流產生的熱量的多少，故A正確；
B、由圖示實驗可知，兩阻值不同的電阻絲串聯，通過電阻絲的電流與通電時間相等而電阻阻值不同，此裝置可以探究電流產生的熱量與電阻的關系，故B正確；
C、由圖可知，通過調節滑動變阻器滑片，可以改變通過電阻絲的電流。所以能研究導體產生的熱量與電流的關系，故C正確；
D、如果甲、乙兩瓶中裝質量相同的不同液體，則升高的溫度不能代表產生電熱的多少，故D錯誤。
故選D。
二．多選題（共4小題）
10．【解答】A、開關S接“1”時，電路為R1的簡單電路，開關S接“2”時，電熱絲R1、R2串聯；
因為串聯電路中的總電阻大于各串聯導體的電阻，所以由P＝UI＝可知，電路為R1的簡單電路時，電路中的電阻最小，電功率最大，電熱壺為“加熱”擋；R1、R2串聯時，電路中的電阻最大，電功率最小，此時電熱壺為“保溫”擋，
因此開關S接“2”時，電熱壺為“保溫”擋，故A錯誤；
B、電熱壺的正常加熱功率：P加熱＝＝＝1000W，故B錯誤；
C、水吸水的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（75℃﹣25℃）＝2.1×105J，
因為不考慮熱量損失，所以電熱壺加熱時消耗的電能：W＝Q吸＝2.1×105J，
由P＝可知，電熱壺正常加熱的時間：t'＝＝＝210s，故C正確；
D、1200r/（kW h）表示電路中用電器每消耗1kW h的電能，電能表的轉盤轉1200轉，
電能表的轉盤轉16r時，電熱壺消耗的電能：W實＝＝kW h；
電蒸鍋的實際功率：P實＝＝＝0.8kW＝800W，故D正確。
故選：CD。
11．【解答】由圖像知額定電壓相同的電熱水壺、電烤箱和電飯鍋正常工作過程時，在相同時間內，電熱水壺消耗的電能最多，電烤箱其次，電飯鍋消耗的電能最少，根據P＝知電熱水壺的功率最大、電烤箱其次，電飯鍋功率最小；
A、由W＝Pt可知，用電器消耗的電能與電功率和通電時間有關，因不知道通電時間，則無法比較產生熱量的多少，故A錯誤；
B、由上面的分析知，正常工作時，電熱水壺比電飯鍋的功率大，故B正確；
C、電熱水壺、電烤箱和電飯鍋正常工作過程時，電熱水壺的功率最大、電烤箱其次，電飯鍋功率最小，根據I＝可知通過電飯鍋的電流最小，故C正確；
D、在一個月內，因不知道通電時間，則無法比較消耗的電能的多少，故D錯誤。
故選：BC。
12．【解答】AB、由圖可知，當S1、S2都閉合時，R1與R2并聯，電路總電阻最小，只閉合S1時，只有R1接入電路，只閉合S2時，只有R2接入電路，又因為R1＞R2，在電源電壓一定時，由P＝可知，當S1、S2都閉合時，電路為“高溫擋”，只閉合S1時，電路為“低溫擋”，只閉合S2時，電路為“中溫擋”，故A錯誤，B正確；
C、當S1、S2都閉合時，R1與R2并聯，由并聯分流可知通過R1、R2的電流之比為：＝＝＝，故C錯誤；
D、中溫擋正常工作1分鐘產生的熱量為：Q＝I2R2t＝t＝×60s＝6.6×104J，故D正確。
故選：BD。
13．【解答】A、電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，故A正確；
BC、兩個電阻串聯在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，運用控制變量法，探究電流產生熱量跟電阻的關系，故B錯誤，C正確；
D、兩電阻絲串聯，則通過電阻絲的電流和通電時間相同，右側電阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右側電阻產生熱量多，即右側U形管中液面高度差較大，故D錯誤。
故選：AC。
三．填空題（共13小題）
14．【解答】根據所學的物理公式W＝Pt可知，將家中普通照明燈全部更換成LED燈是通過減小功率來減少電能消耗的；
電水壺中的電熱絲通電后會產生熱量，是利用電流的熱效應工作的。
故答案為：功率；熱。
15．【解答】
（1）20世紀初，科學家發現，某些物質在很低溫度時，電阻就變成了0，這就是超導現象；
（2）由圖知，R2、R3并聯后再與R1串聯，R1＝R2＝R3＝5Ω，
R2、R3并聯后的總電阻R23＝×5Ω＝2.5Ω，
電路的總電阻R＝R1+R23＝5Ω+2.5Ω＝7.5Ω，
由歐姆定律可得，電路中的電流：
I1＝I23＝I＝＝＝0.8A，
I2＝I1＝×0.8A＝0.4A，
通電時間2min，R1與R2產生的熱量差：
Q1﹣Q2＝I12R1t﹣I22R2t＝（0.8A）2×5Ω×2×60s﹣（0.4A）2×5Ω×2×60s＝288J。
故答案為：超導；288。
16．【解答】（1）電熱水壺是利用電流的熱效應工作的；
（2）額定功率為800W電熱水壺的額定電流為：I甲＝＝≈3.6A；額定功率分別為1800W電熱水壺的額定電流為：I乙＝＝≈8.18A；室內插座的額定電流是5A，額定功率為1800W電熱水壺的額定電流大于插座的額定電流，額定功率為800W電熱水壺的額定電流小于插座的額定電流，所以應該選用800W的；
（3）插頭制作的長一些，可以使用電器在與火線接通之間先使外殼與地線相通，在拔插頭時，先使插頭與火線相脫離，防止觸電事故的發生；
（4）各種插頭的外殼都采用了橡膠、塑料等材料，是因為塑料和橡膠都是絕緣體，可以防止漏電。
故答案為：熱；800；地；絕緣體。
17．【解答】石墨烯特殊晶體結構使其具有多項優異的物化性能，是目前電阻率最小的材料，石墨烯作填料能夠有效提升涂料的導電性，利用的就是其電阻較小的特點；
其次石墨烯是一種超輕材料，故其密度很小，由此可知利用石墨烯制作的智能溫控加熱羽絨服可幫助工作人員抵御寒冷利用了石墨烯密度小且電阻小的特點。
故答案為：較小；較小。
18．【解答】閉合開關S1，斷開S2，燈泡L和定值電阻串聯，燈泡L正常發光，根據P＝UI可知電路電流I＝＝＝1A，根據歐姆定律可知定值電阻兩端的電壓UR＝IR＝1A×R，
根據串聯電路的電壓特點可知電源電壓U＝UL+UR＝12V+1A×R......①；
閉合開關S1、S2，電路為定值電阻的簡單電路，電流表示數為1.5A，則電源電壓U＝I′R＝1.5A×R.....②；
聯立①②可知：U＝36V，R＝24Ω；
閉合開關S1，斷開S2，燈泡L和定值電阻串聯，通電30s定值電阻R產生的熱量Q＝I2Rt＝（1A）2×24Ω×30s＝720J。
故答案為：36；720。
19．【解答】電流通過電烙鐵的發熱體會使其溫度升高，這種現象叫做電流的熱效應；
插線板上的LED指示燈是由半導體材料制成。
故答案為：熱；半導體。
20．【解答】（1）由P＝可知，燈泡電阻RL＝＝＝6Ω；
（2）燈泡與電阻并聯接在電源兩端，閉合開關S1時，燈L正常發光，因此電源電壓U＝UL＝6V，
由P＝UI可知，燈泡正常發光時的電流：IL＝＝＝1A，
閉合開關S1時，只有燈L接入電路，電流表測通過燈L的電流，IA＝IL＝1A，
閉合開關S2時，燈泡L與電阻R并聯接入電路，電流表測干路電流IA′，
由前后兩次電流表的示數之比為2：3可知，＝，
所以干路電流：IA′＝IA＝×1A＝1.5A，
根據并聯電路的電流特點可知，通過電阻R的電流：IR＝IA′﹣IL＝1.5A﹣1A＝0.5A，
根據并聯電路的電壓規律可知，燈泡L與電阻R兩端電壓相等，都等于電源電壓，即UR＝6V；
由I＝可知，電阻R的阻值：R＝＝＝12Ω；
（3）電阻R10s內產生的熱量：Q＝IR2Rt＝（0.5A）2×12Ω×10s＝30J。
故答案為：6；12；30。
21．【解答】電飯煲主要是利用了電流的熱效應進行工作的；
安全起見，功率大的電器都要用三孔插座
由P＝得，電飯煲工作30min消耗的電能：
W＝Pt＝1000W×30×60s＝1.8×106J＝0.5kW h；
由η＝×100%可知，水吸收的熱量：
Q吸＝ηW＝42%×1.8×106J＝7.56×105J，
因1標準大氣壓下水的沸點為100℃，且水沸騰后溫度不在升高，
所以，能使水溫升高的溫度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃，
由Q吸＝cmΔt可得，水的質量：
m＝＝＝2.25kg，
由Δt＝t﹣t0可得，此時水升高的溫度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃，
故答案為：熱；三孔；0.5；2.25。
22．【解答】（1）控制電路中的電磁繼電器主要是利用了電流的磁效應；
手伸向出風口，銜鐵被吸下，工作電路開始工作，說明電路中的電流增大導致電磁鐵的磁性增強，
電源電壓一定，由I＝可知，控制電路的總電阻減小，則電阻R的阻值減小；
（2）工作電路的加熱電阻絲與電動機并聯，加熱電阻絲兩端電壓等于電源電壓，
所以烘干一次手電熱絲放出的熱量：
Q放＝W＝t＝×10s＝1.1×104J。
（3）由題知，Q吸＝Q放＝1.1×104J，
由Q吸＝cm△t得水的質量：
m水＝＝≈0.52kg。
故答案為：減小；1.1×104；0.52。
23．【解答】
由題意可知，當燈泡正常發光時，電壓為4.8V，電流為0.3A，而觀察電路圖只有電流表，所以需要觀察電流表為0.3A時，燈泡正常發光，
正常發光時的實際功率：P＝UI＝4.8V×0.3A＝1.44W，
根據串聯電路的總電壓等于各串聯部分電壓之和，
滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U電﹣UL＝6V﹣4.8V＝1.2V，
滑動變阻器產生的熱量：Q＝W＝UIt＝1.2V×0.3A×60s＝21.6J；
故答案為：電流表為0.3A；1.44；21.6。
24．【解答】（1）由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，R1、R2所在錐形瓶中的煤油升溫所吸收的熱量之比：
＝＝＝＝；
（2）由表中①③組數據可知，導體的阻值和通電時間相等、電流不相等，煤油升高的溫度不相等，說明導體產生的熱量不相等，故可知，導體產生的熱量與電流有關；
（3）根據控制變量法，探究導體產生的熱量與電阻的關系，應保持電流和時間相同，電阻不同，故比較①②可知導體產生的熱量與電阻有關；
（4）根據控制變量法，探究導體產生的熱量與通電時間的關系，應保持電流和電阻相同，時間不同，因此應進行的操作是：只閉合開關S2，改變通電時間，觀察溫度計示數的變化量。
故答案為：5：2；電流；①②；只閉合開關S2，改變通電時間，觀察溫度計示數的變化量。
25．【解答】（1）圖中阻值不同的兩個電阻絲串聯在電路中，電流相同，通電時間相同，根據控制變量法可知，這是探究電流產生熱量跟電阻大小的關系；
（2）電源電壓為4.5V且保持不變，將滑動變阻器滑片移至最右端，電路中電流為：
I＝＝＝0.3A，
在1min內電流通過10Ω電阻絲產生的熱量為：
Q＝I2Rt＝（0.3A）2×10Ω×60s＝54J。
故答案為：電阻；54。
26．【解答】（1）當開關S閉合，S1、S2斷開，燈泡L與變阻器R串聯，
因為此時小燈泡正常發光，所以UL＝6V，PL＝3W；
由P＝UI可得，串聯電路中的電流：I＝IL＝＝＝0.5A，
由串聯電路的電壓特點可得變阻器兩端的電壓為：UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，
則通電1min電流通過滑動變阻器產生的熱量為：Q＝W＝URIt＝6V×0.5A×60s＝180J；
（2）當S、S1、S2都閉合，此時燈泡被短路，R0與R并聯，電流表測干路中的電流；
電流表的量程為“0～0.6A”，為了保證干路中的電流表不被燒壞，則干路電流最大為0.6A，
通過R0的電流為：I0＝＝＝0.2A，
由并聯電路的電流特點可知，通過變阻器的最大電流為：IR＝I總大﹣I0＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，
滑動變阻器允許接入電路中的最小阻值：R小＝＝＝30Ω。
故答案為：180；30。
四．實驗探究題（共4小題）
27．【解答】（1）由ρ＝可知，水的質量為：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×60×10﹣3m3＝60kg，
水溫從44℃上升到57℃的過程中，熱水器中的水吸收的熱量：
Q＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×60kg×（57℃﹣44℃）＝3.276×106J；
（2）由表2中的數據可知，水溫從44℃上升到57℃所用的時間t加熱＝30min，
由P＝可知，此過程中熱水器消耗的電能：
W＝Pt加熱＝2000W×30×60s＝3.6×106J；
（3）熱水器的效率：
η＝×100%＝×100%＝91%。
故答案為：3.276×106；3.6×106；91%。
28．【解答】（1）要研究不同種類燈泡的發光效率，需要控制燈泡的額定功率相同，改變燈泡的種類，所以選用②、④、⑤三只燈泡；
（2）由表格數據中可知：在規格相同條件下，各燈消耗的電能相同，使用LED燈時溫度最低，說明電能轉化成的光能最多，即LED燈的發光效率最高。
故答案為：（1）②、④、⑤；（2）LED燈。
29．【解答】（1）如圖甲的裝置中，右邊兩個5Ω的電阻并聯后再與左邊5Ω的電阻串聯；根據串聯電路的電流特點可知，右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I右＝I左，兩個5Ω的電阻并聯，根據并聯電路的電流特點可知I右＝I內+I外，比較可知I左＞I內；兩瓶中的電阻值相等（均為5Ω），通電時間相等，電流不同，故探究的是電流產生的熱量跟電流的關系；在電阻和通電時間相同時，電流越大，產生的熱量越多，故通電一段時間左瓶內的電阻絲產生的熱量多；
（2）小芳猜想電流產生的熱量與電阻大小有關，需要控制電流、通電時間相同，導體的電阻不同；
A.正常工作時，“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮，根據I＝可知，此時兩個燈泡的電流是不同的，故A錯誤；
B.接線板上接入的用電器越多，導線中的電流越大，沒有控制電流相同，故B錯誤；
C.電熨斗工作時發熱明顯，此時電熨斗的電流、通電時間相同，電阻不同，符合控制變量法，故C正確；
（3）為了驗證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗，電阻的大小不同，需要控制電流、通電時間相同，所以兩個電阻應串聯接入電路中，如圖所示：
；
較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，這說明導體產生的熱量較少，其原因可能是電流中的電流太小或者是電源電壓太低；為了使實驗現象更明顯，可以減小電阻的阻值或者增大電源電壓。
故答案為：（1）電流越大；（2）C；（3）見解析；電路中電流太小或電源電壓太低；將100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲或增大電源電壓。
30．【解答】（1）采用優質保溫材料的目的是減少實驗過程中熱量的散失；
（2）水的質量相同，水溫變化ΔT與吸熱的多少成正比，水溫變化ΔT越大，電阻絲放出的越多，即當電流和通電時間一定時，電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻成正比；
（3）不計熱量損失，Q吸＝Q放，cmΔT＝I2Rt，＝ ΔT4＝＝＝1.6℃。
故答案為：（1）熱量；（2）當電流和通電時間一定時，電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻成正比；（3）1.6。
五．解答題（共2小題）
31．【解答】電池、鋁箔紙條、鉛筆芯組成通路，電路中有電流通過，電流通過導體會產生熱；
鉛筆芯的溫度升高，經過一段時間，電流產生的熱量增多，當鉛筆芯的溫度達到一定程度時（或導體通電時間越長產生熱量越多），“鉛筆芯電燈”發光；
鋁箔紙條和鉛筆芯串聯電流相等，通電時間相等，鋁箔紙條的電阻小于鉛筆芯的電阻，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，鋁箔紙條產生的熱量少，溫度比鉛筆芯的低，所以不怎么熱。
32．【解答】導線連接處由于導體有效橫截面積小、電阻大，連接處與其兩邊導線串聯，通過電流和通電時間相同。根據Q＝I2Rt，所以連接處產生熱量多，更容易發熱，加速老化，甚至引發火災。
六．綜合應用題（共8小題）
33．【解答】（1）有的氣體在常溫下壓縮體積就能液化，燃料汽化會吸收熱量，使周圍溫度降低。
（2）m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg；
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J；
Q放＝Pt＝4500W×140s＝6.3×105J；
燃氣爐燒水時的效率η＝×100%＝＝50%；
（3）燃氣爐功率[單位：瓦（W）]與耗氣量[單位：克/時（g/h）]之比的數值為15，即
＝15；解得m氣＝300g/h；
該燃氣爐所使用燃料的熱值q＝＝＝5.4×104J/g＝5.4×107J/kg；
（4）炒菜總共用時t′＝8min×3+10min+3min×2＝40min＝2400s；
一共消耗的熱量Q′＝Pt′＝4500W×2400s＝1.08×107J；
一罐儲氣罐提供的熱量Q0＝m0q＝120g×5.4×104J/g＝6.48×106J；
n＝＝≈1.7；所以小剛至少要帶兩個；
答：（1）壓縮體積；吸收；
（2）在標準大氣壓下，用該燃氣爐將1L水從25℃加熱到沸騰用時140s，燃氣爐燒水時的效率是50%；
（3）該燃氣爐所使用燃料的熱值是5.4×107J/kg；
（4）小剛至少應攜帶2個如圖﹣2所示的新儲氣罐。
34．【解答】（1）由圖1可知，當開關S1閉合、S2接1時，只有R2工作，當開關S1閉合、S2接2時，R1、R2串聯；
根據串聯電路的電阻特點可知，串聯的總電阻大于任一分電阻，
所以，當開關S1閉合、S2接1時，只有R2工作，電路中的電阻最小，根據P＝可知，此時的電功率最大，電水壺處于加熱擋；
當開關S1閉合、S2接2時，R1、R2串聯，電路中的總電阻最大，電功率最小，電水壺處于保溫擋；
（2）由表格數據可知，電水壺加熱擋的功率P加＝1100W，
由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝44Ω；
電水壺處于保溫擋時，R1、R2串聯，串聯的總電阻：R＝R1+R2＝176Ω+44Ω＝220Ω，
電水壺的保溫功率：P保＝＝＝220W；
（3）水的體積V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝可知，水的質量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
由圖2可知，2～4min內，水的初溫t0＝50℃，末溫t＝70℃，
則2～4min內水吸收熱量：Q吸1＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（70℃﹣50℃）＝8.4×104J；
由P＝可知，2～4min內電水壺消耗的電能：W1＝P加t＝1100W×2×60s＝1.32×105J，
這段時間內電水壺加熱效率η1＝×100%＝×100%≈63.6%；
（4）由圖可知，電水壺4～6min內水的溫度由70℃升高到85℃，水的溫度變化Δt＝85℃﹣70℃＝15℃，
4～6min內水吸收的熱量：Q吸2＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×15℃＝6.3×104J，
4～6min內電水壺消耗的電能：W2＝P加t＝1100W×2×60s＝1.32×105J，
電水壺4～6min內的加熱效率為η2＝×100%＝×100%≈47.7%，
則η1＞η2。
答：（1）加熱；
（2）電熱絲R2的阻值是44Ω；電水壺的保溫功率為220W；
（3）加熱2～4min內水吸收熱量是8.4×104J；這段時間內電水壺加熱效率η1是63.6%；
（4）＞。
35．【解答】（1）電熱絲R工作時的電流為：
I＝＝＝4A；
（2）R在10s內產生的熱量為：
Q＝I2Rt＝（4A）2×55Ω×10s＝8800J；
（3）由I＝可知，銜鐵剛好被吸合時，控制電路的總電阻：
R總＝＝＝120Ω；
根據串聯電路的電阻特點可知，R1接入的阻值：
R1＝R總﹣R2＝120Ω﹣70Ω＝50Ω；
由表格數據可知，當R1的阻值為50Ω時溫度為60℃。
答：（1）電熱絲R工作時的電流為4A；
（2）電熱絲R通電10s產生的熱量為8800J；
（3）已知控制電路的電源電壓U＝6V，當調節滑動變阻器R2＝70Ω時，烘干機內溫度60℃會發出報警信號。
36．【解答】（1）當家庭電路中電流過大時，熔斷器會自行熔斷，從而切斷電路，起到保護電路的作用。
（2）水吸收的熱量＝6.72×104J。
（3）當電路中只有R2工作時為大擋位，其額定功率。
（4）R1、R2并聯時，電路總電流最大，
，。
I總＝I1+I2＝3.67A+5.5A＝9.17A＞8A，
所以不合理。
答：（1）保護電路；（2）水吸收6.72×104J的熱量；（3）掛燙機在大擋位工作時的額定功率是1210W；（4）計算過程見解析；不合理。
37．【解答】（1）由電路圖可知，雙觸點開關連接觸點2和3時，電路為R1的簡單電路，由P＝可知此時為保溫狀態；
雙觸點開關連接觸點3和4時，R1與R2并聯，并聯電路總電阻小于任何一個分電阻，由P＝可知為加熱狀態；
（2）由P＝可知R1的阻值：R1＝＝＝242Ω；
加熱時電阻R2的功率：P2＝＝＝800W，
加熱擋的電功率為：P加熱＝P保溫+P2＝200W+800W＝1000W；
（3）0.5L＝0.5dm3，
水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，
0.5kg的水從20℃升高到100℃，水所吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
由η＝×100%可得，消耗的電能：W＝＝＝2.1×105J，
根據P＝可知，需要工作的時間：t＝＝＝210s。
答：（1）2和3；
（2）R1的阻值為242Ω；加熱擋的電功率為1000W；
（3）需要工作210s。
38．【解答】（1）由P＝可知，電熱油汀正常工作10min產生的熱量：
Q放＝W＝Pt＝1100W×10×60s＝6.6×105J，
因為不考慮熱量損失，所以油吸收的熱量：
Q吸＝Q放＝6.6×105J，
由Q吸＝cmΔt可知，油汀中油升高的溫度：
Δt＝＝＝16.5℃；
（2）由P＝UI＝可知，電熱絲的阻值：
R1＝＝＝44Ω；
（3）根據P＝UI＝可知，當電路中電阻最大時，電功率最小，當滑動變阻器接入電路的電阻最大時，電路中的電阻最大，電功率最小，
由串聯電路的電阻特點可知，電路中總電阻：
R＝R1+R2＝44Ω+176Ω＝220Ω，
由歐姆定律可知，此時電路中的最小電流：
I最小＝＝＝1A，
則電熱油汀最小加熱功率：
P最小＝I最小2R1＝（1A）2×44Ω＝44W，
當電路中電阻最小時，電功率最大，當滑動變阻器接入電路的電阻為零時，電路中的電阻最小，電功率最大，
此時電熱油汀最大電功率：
P最大＝P額＝1100W，
由P＝UI可知，此時電路中的電流：I大＝＝＝5A＜6A，滑動變阻器能安全工作，
所以改裝后電熱油汀的實際加熱功率變化范圍是44W～1100W；
（4）①油的比熱容較小，在加熱時間相同的情況下，溫度升高的快；②油是絕緣體，使用起來安全性比較高。
答：（1）該電熱油汀正常工作10min，油汀中油升高的溫度為16.5℃；
（2）電熱油汀電熱絲的阻值為44Ω；
（3）改裝后電熱油汀的實際加熱功率變化范圍為44W～1100W；
（4）①油的比熱容較小，在加熱時間相同的情況下，溫度升高的快；②油是絕緣體，使用起來安全性比較高。
39．【解答】（1）由圖可知電動機兩端的電壓為10V，通過電動機的電流為200A，電動機的功率：P＝UI＝10V×200A＝2000W；
（2）①a兩端電壓：U＝IR＝200A×0.001Ω＝0.2V；
②a0.5s產生的熱量：Q＝I2Rt＝（200A）2×0.001Ω×0.5s＝20J；
（3）由圖可知，當開關閉合，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸下，A與B接觸M通電，電路連接如下圖所示：
答：（1）電動機的功率為2000W；
（2）①a兩端電壓為0.2V；
②產生的熱量為20J；
（3）見解析內容。
40．【解答】（1）在標準氣壓下水的沸點為100℃，則水吸收熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）
＝3.36×105J；
（2）電能表轉盤轉了70轉消耗電能：
W＝kW h＝×3.6×106J＝4.2×105J，
電水壺的電功率：
P＝＝＝1400W；
（3）電水壺的熱效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）將這壺水燒開，水吸收的熱量是3.36×105J；
（2）電水壺的電功率為1400W；
（3）電水壺的熱效率為80%。
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