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初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率第4节 焦耳定律同步训练题
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这是一份初中物理人教版九年级全册第十八章 电功率第4节 焦耳定律同步训练题，共25页。
1．下列家用电器中，不属于电热器的是（ ）
A．电热毯B．电风扇C．电饭锅D．电熨斗
2．关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（ ）
A．对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B．电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C．某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多
D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同
3．小红要探究“影响电流热效应的因素”。如图所示，三个相同透明容器中封闭着等量的空气，三个电热丝的电阻关系如甲图，都有一段装有红色液柱玻璃管将透明容器封闭。
（1）在甲图中电热丝放出热量的多少通过______判断；
（2）若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，应选择______两个电热丝，通过______联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同；
（3）在乙图的两个电路可以研究______；
A．电流产生的热量与电流的关系；
B．电流产生的热量与通电时间的关系；
C．电流产生的热量与电阻的关系。
（4）把透明瓶内装等体积的空气或煤油（已知空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油）哪个更好？______原因是______。
4．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如下电路。
（1）两烧瓶中应装入质量和初温都相同的煤油，实验中通过观察 ___________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与 ___________的关系；通电一段时间，___________（填“”或“”）的电流产生的热量较多；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数 ___________（填“相同”或“不同”），可以探究 ___________和通电时间一定时，电流产生的热量跟 ___________ 的关系。
（4）本实验用到的物理方法有 ___________和 ___________。
（5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用如图 ___________（填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
知识点2 焦耳定律
5．焦耳定律：电流通过导体产生的___________跟电流的___________成___________，跟导体的电阻成___________，跟通电时间成___________（英国物理学家焦耳）。
6．有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能___________转化为___________，Q=___________），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为___________，还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。
7．某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生6.6×105J的热量。该电阻丝工作时的电阻是________Ω。
8．电热水器中有两根电阻丝，若R1单独通电时，热水器中的水经过15min沸腾；若R2单独通电时，热水器中的水经过30min沸腾，则R1∶R2=______。若把R1和R2并联，通电后______min才能使热水器中的水沸腾。（设电热丝电阻不变）
9．把两个电阻串联在24V的电路中，若R1＝10Ω，R2＝20Ω，它们的功率之比P1:P2＝______在相同时间内它们放出的热量之比Q1:Q2＝______。
10．从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.5Ω，则小风扇正常工作1min消耗的电能为 _____J，电动机线圈1min产生的热量为 _____J。
知识点3 电热的利用和防止
11．如图所示的用电器中，利用电流热效应的是（ ）
A．抽油烟机B．电饼铛
C．电视机D．洗衣机
12．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（ ）
A．电饭煲做米饭B．电暖器取暖
C．电熨斗熨衣服D．电脑办公时微型风扇工作
[能力提升练]
13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为40Ω
C．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6W
D．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J
14．如图为电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1
B．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A
C．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2
D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A
15．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（ ）
A．电源电压为16V
B．电动机的功率为3W
C．通过电动机的电流为0.3A
D．1min内电动机产热180J
16．在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1的阻值为 20Ω
B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
C．电路的最大功率为4.5W
D．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J
17．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“10Ω 1A”的字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A，则通电1min滑动变阻器R1产生的热量为 _____J；在电路安全工作的情况下，向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度会 _____（选填“变亮”、“不变”或“变暗”），此电路最大功率与最小功率之比是 _____。
18．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。将透明容器与形管相连，接入电路。
（1）实验中通过观察______的变化反映电流通过导体产生热量的多少。
（2）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与______有关的装置。
（3）电流表的示数由图乙所示，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是______。
（4）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______。
19．如图所示电路中，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“12V 16W”字样，定值电阻R1的阻值为15Ω，滑动变阻器R2上标有“60Ω ?A”字样，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证所有电路元件安全的情况下，求：
（1）灯泡L的阻值；
（2）将R2的滑片移至最右端，闭合开关S、S1、S2，断开开关S3时，整个电路通电10s产生的热量；
（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为10 : 3。若闭合开关S、S3，断开S1、S2，整个电路总功率的变化范围是多少？
20．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V，10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
[高频考题实战练]
21．（2022·广西梧州·中考真题）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ ）
A．家里使用电热水壶烧水B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
22．（2022·广西玉林·中考真题）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是________现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1=R2=R3=5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差________J。
第4节 焦耳定律
[基础达标练]
知识点1 电流的热效应
1．下列家用电器中，不属于电热器的是（ ）
A．电热毯B．电风扇C．电饭锅D．电熨斗
【答案】B
【解析】电热器是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能。
A．电热毯是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故A不符合题意；
B．电风扇是将电能主要转化为机械能的用电器，不属于电热器，故B符合题意；
C．电饭锅是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故C不符合题意；
D．电熨斗是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故D不符合题意。
故选B。
2．关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（ ）
A．对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B．电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C．某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多
D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同
【答案】B
【解析】A．电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，所以对于用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少，故A正确，不符合题意；
B．电视机在工作时消耗的电能主要转化为了光能、声能等形式的能量，消耗电能的多少要远大于电视机中产生电热的多少，故B错误，符合题意；
C．某用电器的电功率越大，在相同的时间内，根据W=Pt可知，它消耗的电能可能越多，故C正确，不符合题意；
D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同，例如电烙铁和电视机，电烙铁是电能转为内能，而电视机是电能转化为声能、光能、内能等，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．小红要探究“影响电流热效应的因素”。如图所示，三个相同透明容器中封闭着等量的空气，三个电热丝的电阻关系如甲图，都有一段装有红色液柱玻璃管将透明容器封闭。
（1）在甲图中电热丝放出热量的多少通过______判断；
（2）若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，应选择______两个电热丝，通过______联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同；
（3）在乙图的两个电路可以研究______；
A．电流产生的热量与电流的关系；
B．电流产生的热量与通电时间的关系；
C．电流产生的热量与电阻的关系。
（4）把透明瓶内装等体积的空气或煤油（已知空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油）哪个更好？______原因是______。
【答案】 玻璃管内液面的高度变化 R2和R3 串 AB 空气 见解析
【解析】（1）[1]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，实验中通过玻璃管内液面的高度变化来反映导体产生热量的多少，这是转换法的应用。
（2）[2][3]若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，应选择阻值不同R2和R3两个电热丝，通过串联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同。
（3）[4]乙图两个电路中，电阻的大小相同，而电源电压不同，通过电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与电流的关系；实验中通过改变电路工作的时间，可以探究电流产生的热量与通电时间的关系，不能探究电流产生的热量与电阻的关系。
故选AB。
（4）[5][6]空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油，同等体积下，空气的质量小于煤油的质量，在吸收相同热量时，根据Q=cmΔt可知，空气的温度升高得多，玻璃管内液面的高度变化明显，便于观察，故选用空气。
4．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如下电路。
（1）两烧瓶中应装入质量和初温都相同的煤油，实验中通过观察 ___________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与 ___________的关系；通电一段时间，___________（填“”或“”）的电流产生的热量较多；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数 ___________（填“相同”或“不同”），可以探究 ___________和通电时间一定时，电流产生的热量跟 ___________ 的关系。
（4）本实验用到的物理方法有 ___________和 ___________。
（5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用如图 ___________（填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
【答案】 温度计升高的示数 电阻 不同 电阻 电流 控制变量法 转换法 甲
【解析】（1）[1]电流通过电阻丝做功，电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量的多少我们直接看不到，但煤油吸收热量温度升高，本实验应用了转换法，通过温度计的升高的示数反映电流产生的热量多少。
（2）[2]由图甲知道，两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，而两电热丝的电阻不同，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
[3]由于电流和通电时间相同，电阻大于，根据焦耳定律知道，通过的电流产生的热量较多。
（3）[4][5][6]由图乙知道，两电阻并联，由控制变量法知道，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，控制电阻和通电时间相同，通过调节滑动变阻器改变电路的电流，观察温度计的示数变化，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
（4）[7]电热与电流、电阻和时间有关，所以探究电热与某一因素关系时，需要用到控制变量法；
[8]实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少，这用到了转换法。
（5）[9]电炉通电工作时，电炉丝与导线串联，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻远远大于导线的电阻，所以同时通电时，根据焦耳定律知道，电炉丝产生的热量远远大于导线产生的热量，使得电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热，所以该现象可用如图甲的实验结论来解释。
知识点2 焦耳定律
5．焦耳定律：电流通过导体产生的___________跟电流的___________成___________，跟导体的电阻成___________，跟通电时间成___________（英国物理学家焦耳）。
【答案】 热量 二次方 正比 正比 正比
【解析】[1][2][3][4][5]英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：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，跟通电时间成正比。这个规律叫焦耳定律。
6．有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能___________转化为___________，Q=___________），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为___________，还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。
【答案】 全部 内能 W 内能 其他形式 I2Rt
【解析】[1][2][3]纯电阻电路是将电能全部用来发热的电路，即对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能，故有 Q=W。
[4][5][6]对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其它形式的能量。此时电流做的功和电流转化为的内能不相等，求Q时只能用焦耳定律，即
Q= I2Rt
7．某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生6.6×105J的热量。该电阻丝工作时的电阻是________Ω。
【答案】44
【解析】电烘箱的电功率
因为
P＝UI＝I2R
所以电阻丝工作时的电阻
8．电热水器中有两根电阻丝，若R1单独通电时，热水器中的水经过15min沸腾；若R2单独通电时，热水器中的水经过30min沸腾，则R1∶R2=______。若把R1和R2并联，通电后______min才能使热水器中的水沸腾。（设电热丝电阻不变）
【答案】 1∶2 10
【解析】[1]由题意可知，两电热丝单独加热使热水器中水至沸腾时放出热量相同，所以Q1=Q2，由
有
所以
即
R2=2R1
[2]两电阻丝并联，将热水器中水加热到沸腾时放出热量
则
即
解得t3=10min。
9．把两个电阻串联在24V的电路中，若R1＝10Ω，R2＝20Ω，它们的功率之比P1:P2＝______在相同时间内它们放出的热量之比Q1:Q2＝______。
【答案】 1:2 1:2
【解析】[1]把两个电阻串联在24V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，两电阻的功率之比
[2]相同时间内它们放出的热量之比
10．从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.5Ω，则小风扇正常工作1min消耗的电能为 _____J，电动机线圈1min产生的热量为 _____J。
【答案】 180 7.5
【解析】[1]已知小风扇的额定功率为3W，则1min消耗的电能为
[2]由可知小风扇的工作电流为
由焦耳定律可知电动机线圈1min产生的热量为
知识点3 电热的利用和防止
11．如图所示的用电器中，利用电流热效应的是（ ）
A．抽油烟机B．电饼铛
C．电视机D．洗衣机
【答案】B
【解析】电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。抽油烟机和洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，电视机工作时主要将电能转化为光能和声能，只有电饼铛是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
12．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（ ）
A．电饭煲做米饭B．电暖器取暖
C．电熨斗熨衣服D．电脑办公时微型风扇工作
【答案】D
【解析】ABC．电饭煲、电暖器、电熨斗都是利用电流的热效应制成的加热设备，工作时将电能转化为内能，都属于利用电流的热效应，故ABC不符合题意；
D．电脑办公时微型风扇工作，可给电脑降温，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。
故选D。
[能力提升练]
13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为40Ω
C．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6W
D．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J
【答案】C
【解析】AB．由图甲可知，该电路是电阻R1和滑动变阻器R2的串联电路，由串联电路规律和欧姆定律，得
其中U2 = U，所以
UE = IR1 + U
由图乙可知，当U = 8V时I = 0.2A，当U = 0时I = 0.6A，所以
解得UE = 12V，R1 = 20Ω，故AB错误；
C．据图乙可知，
根据欧姆定律，得，所以，当滑片P移至中点时，R2 = 20Ω，所以电路消耗的总功率
故C正确；
D．当滑片P在b端时，R2 = 40Ω，此时U2 = 8V，所以
U1 = UE − U2 = 12V − 8V = 4V
由于R1是纯电阻电路，所以通电10s后R1上产生的热量是
故D错误。
故选C。
14．如图为电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1
B．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A
C．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2
D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A
【答案】B
【解析】A．若甲、乙串联在电路中，电流是相同的，由图象可知，当电流相同时，甲两端的电压为是乙两端的电压的，根据
可知，相同时间内甲、乙产生热量之比为1：2，故A错误；
B．将甲和乙并联，并联电路各支路两端的电压相等；当甲两端电压为2V时，由图像可知，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，根据并联电路的电流关系可知，干路电流为
故B正确；
C．甲、乙并联在电路中，电压是相同的，由图像可知，当电压相同时，甲的电流是乙的电流的2倍，根据可知，相同时间内甲、乙消耗的电能之比为2：1，故C错误；
D．将甲和乙串联，电流相同，由图像可知，当电路中的电流为0.2A时，甲两端的电压为1V，乙两端的电压为2V，满足它们两端总电压为3V，所以由串联电路的电流特点可知，此时通过甲的电流为0.2A，故D错误。
故选B。
15．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（ ）
A．电源电压为16V
B．电动机的功率为3W
C．通过电动机的电流为0.3A
D．1min内电动机产热180J
【答案】B
【解析】由电路图可知，定值电阻R0与电动机M并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测R0支路的电流。
A．因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由欧姆定律可知，电源的电压
故A不符合题意；
C．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电动机的电流
故C不符合题意；
B．电动机的功率为
故B符合题意；
D．1min内电流通过电动机产生的热量
故D不符合题意。
故选B。
16．在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1的阻值为 20Ω
B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
C．电路的最大功率为4.5W
D．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J
【答案】B
【解析】A．当滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压；由图象可知，电压表的示数为6V，即电源的电压U=6V；滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测R1的电压，由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电压表的示数
U1=2V
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
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
则R1的阻值
故A错误；
B．根据串联电阻的规律及电功率公式可得，滑动变阻器R2的功率为
可知，当滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相等时，滑动变阻器R2消耗的最大功率，即
R2=R1=10Ω
则滑动变阻器R2消耗的最大功率
故B正确；
C．滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电阻的阻值最小，由可知，电路消耗的功率最大，则电路的最大功率
故C错误；
D．当滑片 P 移到中点时，滑动变阻器接入电路的阻值为
R2中=0.5×20Ω=10Ω
因变阻器连入电路的电阻与定值电阻的大小相等，由分压原理可知，变阻器和定值电阻的电压相等，结合串联电路电压的规律，可知则R1的电压为
U1′=0.5U=0.5×6V=3V
故通过R1的电流10s产生热量
故D错误。
故选B。
17．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“10Ω 1A”的字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A，则通电1min滑动变阻器R1产生的热量为 _____J；在电路安全工作的情况下，向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度会 _____（选填“变亮”、“不变”或“变暗”），此电路最大功率与最小功率之比是 _____。
【答案】 54 不变 16∶9
【解析】[1]由电路图可知，滑动变阻器与灯泡并联，当滑片位于右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，通电1min滑动变阻器R1产生的热量为
[2]因并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响，所以滑片的移动灯泡的亮暗不变。
[3]根据欧姆定律可得，通过滑动变阻器的最小电流为
由并联电路中电流特点可得，通过干路的最小电流
电路消耗的最小总功率为
由变阻器的铭牌可知，其允许通过的最大电流为1A，则干路中的最大电流为
则电路消耗的最大总功率为
此电路最大功率与最小功率之比为
18．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。将透明容器与形管相连，接入电路。
（1）实验中通过观察______的变化反映电流通过导体产生热量的多少。
（2）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与______有关的装置。
（3）电流表的示数由图乙所示，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是______。
（4）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______。
【答案】 U形管液面高度差 电流 电阻 400 装置的气密性不好
【解析】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（2）[2][3]图甲两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，可知通过两电阻的电流相等，通电时间相同，电阻大小不同，所以探究的是导体产生的热量与电阻大小是否有关。
（3）[4]由图可知，电流表选择的是量程，对应的分度值是0.1A，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
（4）[5]通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，说明与此相连的容器可能漏气，导致热量向外散失。
19．如图所示电路中，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“12V 16W”字样，定值电阻R1的阻值为15Ω，滑动变阻器R2上标有“60Ω ?A”字样，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证所有电路元件安全的情况下，求：
（1）灯泡L的阻值；
（2）将R2的滑片移至最右端，闭合开关S、S1、S2，断开开关S3时，整个电路通电10s产生的热量；
（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为10 : 3。若闭合开关S、S3，断开S1、S2，整个电路总功率的变化范围是多少？
【答案】（1）9Ω；（2）270J；（3）6W～18W
【解析】解：（1）灯泡在额定电压下工作，所以灯的电阻为
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，R1和R2并联，所以通过电阻R1的电流
通过R2的电流
电路总电流为
I = I1 + I2 = 1.2A + 0.3A = 1.5A
法一，电路中电流做功产生的热量
法二：电路等效总电阻
由焦耳定律得，产生的总热量
（3）开关S，S1和S2闭合时，R1和R2并联，R2最小功率即R2滑片至阻值最大，所以电阻R2消耗最小功率
所以，由题可知，电阻R2消耗消耗的最大功率
滑动变阻器最大电流
I2max = = 1A
当S和S3闭合，R2和L串联，为保护电压表，所以滑动变阻器两端电压U2 ≤ 15V，为保护灯泡，电路中的电流
为保护滑动变阻器，I ≤ 1A，所以最大电流Imax = 1A，所以电路消耗的最大功率
Pmax = UEImax = 18V × 1A = 18W
当U2 = 15V时，电路中的电流取最小值
所以电路消耗的最小功率
Pmin = IminUE =A × 18V = 6W
所以电路总功率范围6W～18W。
20．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V，10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
【答案】（1）0.5A；（2）61.3Ω；（3）120J；（4）800W
【解析】解：（1）电吹风吹冷风时，由P＝UI可得，通过电动机的电流为
（2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝R2的电功率为
P2＝P﹣P1＝900W﹣110W＝790W
由可得电热丝R2的电阻值为
（3）时间
t＝10min＝600s
则电吹风吹冷风10min产生的热量（电流通过电动机产生的热量）为
Q1＝I12R1t＝（0.5A）2×0.8Ω×600s＝120J
（4）转盘转了200圈，消耗的电能为：
电吹风此时的实际功率为
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）电热丝工作时的电阻是61.3Ω；
（3）电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是120J；
（4）电吹风此时的实际功率是800W。
[高频考题实战练]
21．（2022·广西梧州·中考真题）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ ）
A．家里使用电热水壶烧水B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
【答案】B
【解析】A．使用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．电视机的后盖有很多孔，是为了防止电热产生危害，故B符合题意；
C．家里使用电饭锅煮饭，消耗电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选B。
22．（2022·广西玉林·中考真题）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是________现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1=R2=R3=5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差________J。
【答案】 超导 288
【解析】[1]20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象。
[2]由图知，R2、R3并联后再与R1串联，已知
R1=R2=R3=5Ω
由等值电阻并联的规律，R2、R3并联后的总电阻
R23=0.5×5Ω=2.5Ω
电路的总电阻
R=R1+R23=5Ω+2.5Ω=7.5Ω
由欧姆定律可得干路中的电流，即通过R1的电流
通过R2、R3的电流相等，由并联电路电流的规律，通过R2的电流为
I2=0.5I=0.5×0.8A=0.4A
通电时间2min，R1与R2产生的热量差
Q1-Q2=I12R1t-I22R2t=(0.8A)2×5Ω×2×60s-(0.4A)2×5Ω×2×60s=288J
热风温度
50～75℃
额定功率
热风时：900W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
热风温度
50～75℃
额定功率
热风时：900W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
1．下列家用电器中，不属于电热器的是（ ）
A．电热毯B．电风扇C．电饭锅D．电熨斗
2．关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（ ）
A．对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B．电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C．某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多
D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同
3．小红要探究“影响电流热效应的因素”。如图所示，三个相同透明容器中封闭着等量的空气，三个电热丝的电阻关系如甲图，都有一段装有红色液柱玻璃管将透明容器封闭。
（1）在甲图中电热丝放出热量的多少通过______判断；
（2）若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，应选择______两个电热丝，通过______联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同；
（3）在乙图的两个电路可以研究______；
A．电流产生的热量与电流的关系；
B．电流产生的热量与通电时间的关系；
C．电流产生的热量与电阻的关系。
（4）把透明瓶内装等体积的空气或煤油（已知空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油）哪个更好？______原因是______。
4．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如下电路。
（1）两烧瓶中应装入质量和初温都相同的煤油，实验中通过观察 ___________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与 ___________的关系；通电一段时间，___________（填“”或“”）的电流产生的热量较多；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数 ___________（填“相同”或“不同”），可以探究 ___________和通电时间一定时，电流产生的热量跟 ___________ 的关系。
（4）本实验用到的物理方法有 ___________和 ___________。
（5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用如图 ___________（填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
知识点2 焦耳定律
5．焦耳定律：电流通过导体产生的___________跟电流的___________成___________，跟导体的电阻成___________，跟通电时间成___________（英国物理学家焦耳）。
6．有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能___________转化为___________，Q=___________），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为___________，还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。
7．某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生6.6×105J的热量。该电阻丝工作时的电阻是________Ω。
8．电热水器中有两根电阻丝，若R1单独通电时，热水器中的水经过15min沸腾；若R2单独通电时，热水器中的水经过30min沸腾，则R1∶R2=______。若把R1和R2并联，通电后______min才能使热水器中的水沸腾。（设电热丝电阻不变）
9．把两个电阻串联在24V的电路中，若R1＝10Ω，R2＝20Ω，它们的功率之比P1:P2＝______在相同时间内它们放出的热量之比Q1:Q2＝______。
10．从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.5Ω，则小风扇正常工作1min消耗的电能为 _____J，电动机线圈1min产生的热量为 _____J。
知识点3 电热的利用和防止
11．如图所示的用电器中，利用电流热效应的是（ ）
A．抽油烟机B．电饼铛
C．电视机D．洗衣机
12．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（ ）
A．电饭煲做米饭B．电暖器取暖
C．电熨斗熨衣服D．电脑办公时微型风扇工作
[能力提升练]
13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为40Ω
C．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6W
D．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J
14．如图为电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1
B．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A
C．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2
D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A
15．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（ ）
A．电源电压为16V
B．电动机的功率为3W
C．通过电动机的电流为0.3A
D．1min内电动机产热180J
16．在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1的阻值为 20Ω
B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
C．电路的最大功率为4.5W
D．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J
17．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“10Ω 1A”的字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A，则通电1min滑动变阻器R1产生的热量为 _____J；在电路安全工作的情况下，向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度会 _____（选填“变亮”、“不变”或“变暗”），此电路最大功率与最小功率之比是 _____。
18．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。将透明容器与形管相连，接入电路。
（1）实验中通过观察______的变化反映电流通过导体产生热量的多少。
（2）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与______有关的装置。
（3）电流表的示数由图乙所示，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是______。
（4）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______。
19．如图所示电路中，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“12V 16W”字样，定值电阻R1的阻值为15Ω，滑动变阻器R2上标有“60Ω ?A”字样，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证所有电路元件安全的情况下，求：
（1）灯泡L的阻值；
（2）将R2的滑片移至最右端，闭合开关S、S1、S2，断开开关S3时，整个电路通电10s产生的热量；
（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为10 : 3。若闭合开关S、S3，断开S1、S2，整个电路总功率的变化范围是多少？
20．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V，10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
[高频考题实战练]
21．（2022·广西梧州·中考真题）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ ）
A．家里使用电热水壶烧水B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
22．（2022·广西玉林·中考真题）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是________现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1=R2=R3=5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差________J。
第4节 焦耳定律
[基础达标练]
知识点1 电流的热效应
1．下列家用电器中，不属于电热器的是（ ）
A．电热毯B．电风扇C．电饭锅D．电熨斗
【答案】B
【解析】电热器是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能。
A．电热毯是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故A不符合题意；
B．电风扇是将电能主要转化为机械能的用电器，不属于电热器，故B符合题意；
C．电饭锅是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故C不符合题意；
D．电熨斗是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故D不符合题意。
故选B。
2．关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（ ）
A．对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少
B．电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少
C．某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多
D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同
【答案】B
【解析】A．电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，所以对于用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少，故A正确，不符合题意；
B．电视机在工作时消耗的电能主要转化为了光能、声能等形式的能量，消耗电能的多少要远大于电视机中产生电热的多少，故B错误，符合题意；
C．某用电器的电功率越大，在相同的时间内，根据W=Pt可知，它消耗的电能可能越多，故C正确，不符合题意；
D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同，例如电烙铁和电视机，电烙铁是电能转为内能，而电视机是电能转化为声能、光能、内能等，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．小红要探究“影响电流热效应的因素”。如图所示，三个相同透明容器中封闭着等量的空气，三个电热丝的电阻关系如甲图，都有一段装有红色液柱玻璃管将透明容器封闭。
（1）在甲图中电热丝放出热量的多少通过______判断；
（2）若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，应选择______两个电热丝，通过______联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同；
（3）在乙图的两个电路可以研究______；
A．电流产生的热量与电流的关系；
B．电流产生的热量与通电时间的关系；
C．电流产生的热量与电阻的关系。
（4）把透明瓶内装等体积的空气或煤油（已知空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油）哪个更好？______原因是______。
【答案】 玻璃管内液面的高度变化 R2和R3 串 AB 空气 见解析
【解析】（1）[1]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，实验中通过玻璃管内液面的高度变化来反映导体产生热量的多少，这是转换法的应用。
（2）[2][3]若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，应选择阻值不同R2和R3两个电热丝，通过串联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同。
（3）[4]乙图两个电路中，电阻的大小相同，而电源电压不同，通过电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与电流的关系；实验中通过改变电路工作的时间，可以探究电流产生的热量与通电时间的关系，不能探究电流产生的热量与电阻的关系。
故选AB。
（4）[5][6]空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油，同等体积下，空气的质量小于煤油的质量，在吸收相同热量时，根据Q=cmΔt可知，空气的温度升高得多，玻璃管内液面的高度变化明显，便于观察，故选用空气。
4．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如下电路。
（1）两烧瓶中应装入质量和初温都相同的煤油，实验中通过观察 ___________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与 ___________的关系；通电一段时间，___________（填“”或“”）的电流产生的热量较多；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数 ___________（填“相同”或“不同”），可以探究 ___________和通电时间一定时，电流产生的热量跟 ___________ 的关系。
（4）本实验用到的物理方法有 ___________和 ___________。
（5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用如图 ___________（填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
【答案】 温度计升高的示数 电阻 不同 电阻 电流 控制变量法 转换法 甲
【解析】（1）[1]电流通过电阻丝做功，电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量的多少我们直接看不到，但煤油吸收热量温度升高，本实验应用了转换法，通过温度计的升高的示数反映电流产生的热量多少。
（2）[2]由图甲知道，两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，而两电热丝的电阻不同，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
[3]由于电流和通电时间相同，电阻大于，根据焦耳定律知道，通过的电流产生的热量较多。
（3）[4][5][6]由图乙知道，两电阻并联，由控制变量法知道，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，控制电阻和通电时间相同，通过调节滑动变阻器改变电路的电流，观察温度计的示数变化，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
（4）[7]电热与电流、电阻和时间有关，所以探究电热与某一因素关系时，需要用到控制变量法；
[8]实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少，这用到了转换法。
（5）[9]电炉通电工作时，电炉丝与导线串联，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻远远大于导线的电阻，所以同时通电时，根据焦耳定律知道，电炉丝产生的热量远远大于导线产生的热量，使得电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热，所以该现象可用如图甲的实验结论来解释。
知识点2 焦耳定律
5．焦耳定律：电流通过导体产生的___________跟电流的___________成___________，跟导体的电阻成___________，跟通电时间成___________（英国物理学家焦耳）。
【答案】 热量 二次方 正比 正比 正比
【解析】[1][2][3][4][5]英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：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，跟通电时间成正比。这个规律叫焦耳定律。
6．有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能___________转化为___________，Q=___________），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为___________，还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。
【答案】 全部 内能 W 内能 其他形式 I2Rt
【解析】[1][2][3]纯电阻电路是将电能全部用来发热的电路，即对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能，故有 Q=W。
[4][5][6]对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其它形式的能量。此时电流做的功和电流转化为的内能不相等，求Q时只能用焦耳定律，即
Q= I2Rt
7．某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生6.6×105J的热量。该电阻丝工作时的电阻是________Ω。
【答案】44
【解析】电烘箱的电功率
因为
P＝UI＝I2R
所以电阻丝工作时的电阻
8．电热水器中有两根电阻丝，若R1单独通电时，热水器中的水经过15min沸腾；若R2单独通电时，热水器中的水经过30min沸腾，则R1∶R2=______。若把R1和R2并联，通电后______min才能使热水器中的水沸腾。（设电热丝电阻不变）
【答案】 1∶2 10
【解析】[1]由题意可知，两电热丝单独加热使热水器中水至沸腾时放出热量相同，所以Q1=Q2，由
有
所以
即
R2=2R1
[2]两电阻丝并联，将热水器中水加热到沸腾时放出热量
则
即
解得t3=10min。
9．把两个电阻串联在24V的电路中，若R1＝10Ω，R2＝20Ω，它们的功率之比P1:P2＝______在相同时间内它们放出的热量之比Q1:Q2＝______。
【答案】 1:2 1:2
【解析】[1]把两个电阻串联在24V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，两电阻的功率之比
[2]相同时间内它们放出的热量之比
10．从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.5Ω，则小风扇正常工作1min消耗的电能为 _____J，电动机线圈1min产生的热量为 _____J。
【答案】 180 7.5
【解析】[1]已知小风扇的额定功率为3W，则1min消耗的电能为
[2]由可知小风扇的工作电流为
由焦耳定律可知电动机线圈1min产生的热量为
知识点3 电热的利用和防止
11．如图所示的用电器中，利用电流热效应的是（ ）
A．抽油烟机B．电饼铛
C．电视机D．洗衣机
【答案】B
【解析】电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。抽油烟机和洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，电视机工作时主要将电能转化为光能和声能，只有电饼铛是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
12．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（ ）
A．电饭煲做米饭B．电暖器取暖
C．电熨斗熨衣服D．电脑办公时微型风扇工作
【答案】D
【解析】ABC．电饭煲、电暖器、电熨斗都是利用电流的热效应制成的加热设备，工作时将电能转化为内能，都属于利用电流的热效应，故ABC不符合题意；
D．电脑办公时微型风扇工作，可给电脑降温，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。
故选D。
[能力提升练]
13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为40Ω
C．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6W
D．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J
【答案】C
【解析】AB．由图甲可知，该电路是电阻R1和滑动变阻器R2的串联电路，由串联电路规律和欧姆定律，得
其中U2 = U，所以
UE = IR1 + U
由图乙可知，当U = 8V时I = 0.2A，当U = 0时I = 0.6A，所以
解得UE = 12V，R1 = 20Ω，故AB错误；
C．据图乙可知，
根据欧姆定律，得，所以，当滑片P移至中点时，R2 = 20Ω，所以电路消耗的总功率
故C正确；
D．当滑片P在b端时，R2 = 40Ω，此时U2 = 8V，所以
U1 = UE − U2 = 12V − 8V = 4V
由于R1是纯电阻电路，所以通电10s后R1上产生的热量是
故D错误。
故选C。
14．如图为电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1
B．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A
C．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2
D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A
【答案】B
【解析】A．若甲、乙串联在电路中，电流是相同的，由图象可知，当电流相同时，甲两端的电压为是乙两端的电压的，根据
可知，相同时间内甲、乙产生热量之比为1：2，故A错误；
B．将甲和乙并联，并联电路各支路两端的电压相等；当甲两端电压为2V时，由图像可知，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，根据并联电路的电流关系可知，干路电流为
故B正确；
C．甲、乙并联在电路中，电压是相同的，由图像可知，当电压相同时，甲的电流是乙的电流的2倍，根据可知，相同时间内甲、乙消耗的电能之比为2：1，故C错误；
D．将甲和乙串联，电流相同，由图像可知，当电路中的电流为0.2A时，甲两端的电压为1V，乙两端的电压为2V，满足它们两端总电压为3V，所以由串联电路的电流特点可知，此时通过甲的电流为0.2A，故D错误。
故选B。
15．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（ ）
A．电源电压为16V
B．电动机的功率为3W
C．通过电动机的电流为0.3A
D．1min内电动机产热180J
【答案】B
【解析】由电路图可知，定值电阻R0与电动机M并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测R0支路的电流。
A．因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由欧姆定律可知，电源的电压
故A不符合题意；
C．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电动机的电流
故C不符合题意；
B．电动机的功率为
故B符合题意；
D．1min内电流通过电动机产生的热量
故D不符合题意。
故选B。
16．在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1的阻值为 20Ω
B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
C．电路的最大功率为4.5W
D．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J
【答案】B
【解析】A．当滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压；由图象可知，电压表的示数为6V，即电源的电压U=6V；滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测R1的电压，由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电压表的示数
U1=2V
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
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
则R1的阻值
故A错误；
B．根据串联电阻的规律及电功率公式可得，滑动变阻器R2的功率为
可知，当滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相等时，滑动变阻器R2消耗的最大功率，即
R2=R1=10Ω
则滑动变阻器R2消耗的最大功率
故B正确；
C．滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电阻的阻值最小，由可知，电路消耗的功率最大，则电路的最大功率
故C错误；
D．当滑片 P 移到中点时，滑动变阻器接入电路的阻值为
R2中=0.5×20Ω=10Ω
因变阻器连入电路的电阻与定值电阻的大小相等，由分压原理可知，变阻器和定值电阻的电压相等，结合串联电路电压的规律，可知则R1的电压为
U1′=0.5U=0.5×6V=3V
故通过R1的电流10s产生热量
故D错误。
故选B。
17．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“10Ω 1A”的字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A，则通电1min滑动变阻器R1产生的热量为 _____J；在电路安全工作的情况下，向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度会 _____（选填“变亮”、“不变”或“变暗”），此电路最大功率与最小功率之比是 _____。
【答案】 54 不变 16∶9
【解析】[1]由电路图可知，滑动变阻器与灯泡并联，当滑片位于右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，通电1min滑动变阻器R1产生的热量为
[2]因并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响，所以滑片的移动灯泡的亮暗不变。
[3]根据欧姆定律可得，通过滑动变阻器的最小电流为
由并联电路中电流特点可得，通过干路的最小电流
电路消耗的最小总功率为
由变阻器的铭牌可知，其允许通过的最大电流为1A，则干路中的最大电流为
则电路消耗的最大总功率为
此电路最大功率与最小功率之比为
18．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。将透明容器与形管相连，接入电路。
（1）实验中通过观察______的变化反映电流通过导体产生热量的多少。
（2）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与______有关的装置。
（3）电流表的示数由图乙所示，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是______。
（4）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______。
【答案】 U形管液面高度差 电流 电阻 400 装置的气密性不好
【解析】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（2）[2][3]图甲两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，可知通过两电阻的电流相等，通电时间相同，电阻大小不同，所以探究的是导体产生的热量与电阻大小是否有关。
（3）[4]由图可知，电流表选择的是量程，对应的分度值是0.1A，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
（4）[5]通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，说明与此相连的容器可能漏气，导致热量向外散失。
19．如图所示电路中，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“12V 16W”字样，定值电阻R1的阻值为15Ω，滑动变阻器R2上标有“60Ω ?A”字样，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证所有电路元件安全的情况下，求：
（1）灯泡L的阻值；
（2）将R2的滑片移至最右端，闭合开关S、S1、S2，断开开关S3时，整个电路通电10s产生的热量；
（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为10 : 3。若闭合开关S、S3，断开S1、S2，整个电路总功率的变化范围是多少？
【答案】（1）9Ω；（2）270J；（3）6W～18W
【解析】解：（1）灯泡在额定电压下工作，所以灯的电阻为
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，R1和R2并联，所以通过电阻R1的电流
通过R2的电流
电路总电流为
I = I1 + I2 = 1.2A + 0.3A = 1.5A
法一，电路中电流做功产生的热量
法二：电路等效总电阻
由焦耳定律得，产生的总热量
（3）开关S，S1和S2闭合时，R1和R2并联，R2最小功率即R2滑片至阻值最大，所以电阻R2消耗最小功率
所以，由题可知，电阻R2消耗消耗的最大功率
滑动变阻器最大电流
I2max = = 1A
当S和S3闭合，R2和L串联，为保护电压表，所以滑动变阻器两端电压U2 ≤ 15V，为保护灯泡，电路中的电流
为保护滑动变阻器，I ≤ 1A，所以最大电流Imax = 1A，所以电路消耗的最大功率
Pmax = UEImax = 18V × 1A = 18W
当U2 = 15V时，电路中的电流取最小值
所以电路消耗的最小功率
Pmin = IminUE =A × 18V = 6W
所以电路总功率范围6W～18W。
20．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V，10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
【答案】（1）0.5A；（2）61.3Ω；（3）120J；（4）800W
【解析】解：（1）电吹风吹冷风时，由P＝UI可得，通过电动机的电流为
（2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝R2的电功率为
P2＝P﹣P1＝900W﹣110W＝790W
由可得电热丝R2的电阻值为
（3）时间
t＝10min＝600s
则电吹风吹冷风10min产生的热量（电流通过电动机产生的热量）为
Q1＝I12R1t＝（0.5A）2×0.8Ω×600s＝120J
（4）转盘转了200圈，消耗的电能为：
电吹风此时的实际功率为
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）电热丝工作时的电阻是61.3Ω；
（3）电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是120J；
（4）电吹风此时的实际功率是800W。
[高频考题实战练]
21．（2022·广西梧州·中考真题）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ ）
A．家里使用电热水壶烧水B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
【答案】B
【解析】A．使用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．电视机的后盖有很多孔，是为了防止电热产生危害，故B符合题意；
C．家里使用电饭锅煮饭，消耗电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选B。
22．（2022·广西玉林·中考真题）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是________现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1=R2=R3=5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差________J。
【答案】 超导 288
【解析】[1]20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象。
[2]由图知，R2、R3并联后再与R1串联，已知
R1=R2=R3=5Ω
由等值电阻并联的规律，R2、R3并联后的总电阻
R23=0.5×5Ω=2.5Ω
电路的总电阻
R=R1+R23=5Ω+2.5Ω=7.5Ω
由欧姆定律可得干路中的电流，即通过R1的电流
通过R2、R3的电流相等，由并联电路电流的规律，通过R2的电流为
I2=0.5I=0.5×0.8A=0.4A
通电时间2min，R1与R2产生的热量差
Q1-Q2=I12R1t-I22R2t=(0.8A)2×5Ω×2×60s-(0.4A)2×5Ω×2×60s=288J
热风温度
50～75℃
额定功率
热风时：900W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
热风温度
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额定功率
热风时：900W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
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