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沪粤版（2024）九年级上册15.4 探究焦耳定律当堂达标检测题
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这是一份沪粤版（2024）九年级上册15.4 探究焦耳定律当堂达标检测题，共31页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2023·北京·校联考模拟预测）如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．电煮锅B．迷你电冰箱
C．扫地机器人D．笔记本电脑
2．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台，分别接入电路中均正常工作，在相同时间内（ ）
A．三个用电器产生的热量相同
B．电风扇消耗的电能最多
C．电炉将消耗的电能转化为内能最多
D．单独将电冰箱接入电路时，电能表转得最快
3．（2023·广东广州·华南师大附中校考一模）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①②B．②③C．②④D．③④
4．（2023春·吉林长春·九年级吉林省第二实验学校校考阶段练习）根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。下列4 组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（ ）
A．30mA 0.5sB．20mA 1.2sC．25mA 2.0sD．35mA 0.2s
二、填空题
5．（2023·广东肇庆·统考二模）如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面______ 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫______ 法。
6．（2023·安徽六安·统考一模）美国罗切斯特大学的物理学家兰加•迪亚斯（RangaDias）宣布，他们的团队创造出能在室温条件下实现超导的超导体。若未来实现超导输电，根据 ___________定律推断输电线路可实现电能零耗损。（选填“欧姆”或“焦耳”）
7．（2023·江西南昌·统考一模）_________定律反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系；而_________定律确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
8．（2023·河南南阳·统考一模）夏天的晚上，为了驱赶蚊虫，小敏在房间里使用电蚊香，插上电后，电蚊器变热了，利用了电流的______；电蚊器上的蚊香片温度会升高，通过______的方式改变蚊香片的内能；过了会儿房间里就充满蚊香的气味，这是因为______。
三、实验题
9．（2023·江苏苏州·苏州高新区实验初级中学校考二模）学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。
（1）在A、B两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油，RA和RB串联是为了控制___________和加热时间相同，利用该装置___________（选填“可以”或“不可以”）探究电热与电流的关系；
（2）如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点，则将对实验器材作哪些改进___________、___________。
10．（2023·江苏泰州·统考一模）（1）如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在______（选填“AC”、“BC”或“BD”）两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断；熔丝熔断前，导线AB中的电流______熔丝CD中的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；在实际生活中，除短路外，______也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断；
（2）小明利用如图乙所示的电路探究“电功与电流的关系”；
①图中两只灯泡工作时的电阻要______（选填“相同”或“不同”）；
②小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去他应该尝试进行的最合理的操作是______；
A．检查滑动变阻器的滑片是否接触不良
B．将甲灯泡换成一个好的同规格灯泡
C．拧紧甲灯泡及它和电流表A1相连的两接线柱
③小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是______。
四、计算题
11．（2023·广东潮州·统考模拟预测）如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个挡，加热功率为440W，保温功率为110W。
（1）保温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R1的阻值是多少？
（3）若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55kg初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
12．（2023春·九年级校联考课时练习）图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是1210W，额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求：
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？
（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/(kW•h)”字样的电能表转盘转了80转，则电饭煲工作过程中的实际电压是多少？
一、单选题
1．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J
2．（2023·云南昆明·统考一模）图甲所示电路中，电源电压不变，R2是“20Ω，1A”的滑动变阻器，R1是定值电阻，电压表量程为0~15V。闭合开关S，在保证电路元件安全的情况下，滑片移动过程中，电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．R1的阻值为10Ω
C．R2的最大功率是4.5W
D．当滑动变阻器调至最右端，通电1min，电流通过R1产生的热量为1080J
3．（2023·湖北宜昌·统考一模）2023年3月8日，美国罗切斯特大学宣布研发出一种在室温下超导的材料（电阻为零），立即引起国际科学界的极大兴趣和质疑。超导材料可以（ ）
A．用作导线实现远距离无损耗的电能输送
B．用1kW·h的电能使1kW电动机工作2h
C．制成更轻便的电热毯
D．制成大功率的电炉丝
4．（2023·贵州贵阳·模拟预测）在如图所示的电路中，灯泡L标有“6V6W”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，定值电阻R0=10Ω。当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电流表的示数为0.6A
C．灯泡的额定电流为1A
D．当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，通电1min电路产生的总热量为72J
填空题
5．（2023·吉林·统考中考真题）电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻_____，在电流相同时，由于电流的______效应会导致接头处温度过高产生安全隐患。
6．（2023·四川凉山·统考中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，R1、R2是定值电阻，R2=2R1，闭合开关S，电流表和电压表示数如图乙，则通电5min后，R1、R2产生的总热量为___________J。
7．（2023·广东·统考模拟预测）小明用如图甲所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。甲实验中，必须取质量相等的A、B两种液体。根据实验测得的数据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图乙可知___________（选填“A”或“B”）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，已知A的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，则B的比热容为___________J/(kg·℃)；若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，甲乙电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与___________的关系。
8．（2023·广东·统考一模）小明用如图所示的装置做“导体产生的热与什么因素有关”的实验。（其中甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平）。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___________来显示甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察，发现___________（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多，由此可知，导体产生的热量多少与___________有关。
实验题
9．（2023·广东东莞·校考一模）同学们用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。他们分别将两段电阻丝R1和R2密封在完全相同的烧瓶中，再给R1所在的烧瓶外并联一个电阻R，烧瓶中盛有等量的煤油，温度计显示煤油的温度。
（1）烧瓶中装入的煤油是 ________（选填“导体”和“绝缘体”）。
（2）实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的 ________比水小。
（3）为达到实验目的，选用两段电阻丝R1和R2的阻值应 _______（选填“相同”或“不相同”），电阻R的作用是 _________。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大，说明 _______。
（5）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，根据焦耳定律可知，能正确反应h-I大致关系的是 _____。
10．（2023秋·辽宁沈阳·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，通过观察___________，可比较电阻丝产生的热量的多少；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与___________的关系；
（3）乙装置中的电阻的作用主要是___________。
四、计算题
11．（2023·内蒙古呼和浩特·统考一模）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样。求：
（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数和电路消耗的总功率；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则通电1minR1产生的热量。
12．（2023·山东临沂·校考一模）小明家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。
由于热风功率看不清，小明决定，利用家庭中的电能表和钟表来测定电吹风吹热风时的电功率。于是，他将电吹风单独接入家庭电路中，电吹风在吹热风状态下工作2min，小明发现电能表指示灯闪烁了64次。求：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风1.5min产生的热量是多少？
（3）电吹风吹热风时的功率是多少？
15.4 探究焦耳定律
一、单选题
1．（2023·北京·校联考模拟预测）如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．电煮锅B．迷你电冰箱
C．扫地机器人D．笔记本电脑
【答案】A
【解析】A．电煮锅工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B．迷你电冰箱工作时，主要将电能转化机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．扫地机器人工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
2．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台，分别接入电路中均正常工作，在相同时间内（ ）
A．三个用电器产生的热量相同
B．电风扇消耗的电能最多
C．电炉将消耗的电能转化为内能最多
D．单独将电冰箱接入电路时，电能表转得最快
【答案】C
【解析】ABC．由题知，电冰箱、电风扇、电炉的额定功率相同，由W=Pt知，正常工作时三个用电器消耗电能一样多，而三个用电器中，电冰箱和电风扇工作时，不仅将电能转化为内能，还转化为其他形式的能，只有电炉工作时将电能全部转化为内能，所以电炉消耗电能转化为内能最多，产生热量最多，故AB不符合题意，C符合题意；
D．三个用电器的额定功率相同，正常工作时，实际功率相同，电流做功快慢相同，所以单独将电冰箱、电风扇、电炉接入电路时，电能表转盘的转速相同，故D不符合题意。
故选C。
3．（2023·广东广州·华南师大附中校考一模）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①②B．②③C．②④D．③④
【答案】C
【解析】①U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的，故①错误；
②图甲装置中，两电阻串联，电流相等，电阻不相等，能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故②正确；
③图乙实验过程中右边两个电阻丝并联，右边容器中的电阻通过的电流与左边电阻丝通过的电流不相等，探究的是电热与电流的关系，需要保持电阻相同，故阻值应该等于5Ω，故③错误；
④电炉丝热与电炉丝相连的导线串联，电流相等，电阻不相等；用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象，故④正确；故①③错误，②④正确。
故选C。
4．（2023春·吉林长春·九年级吉林省第二实验学校校考阶段练习）根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。下列4 组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（ ）
A．30mA 0.5sB．20mA 1.2sC．25mA 2.0sD．35mA 0.2s
【答案】C
【解析】A．通过人体的电流与通电时间的乘积
故A不符合题意；
B．通过人体的电流与通电时间的乘积
故B不符合题意；
C．通过人体的电流与通电时间的乘积
故C符合题意；
D．通过人体的电流与通电时间的乘积
故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
5．（2023·广东肇庆·统考二模）如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面______ 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫______ 法。
【答案】 高度差 转换
【解析】[1][2]如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫转换法。
6．（2023·安徽六安·统考一模）美国罗切斯特大学的物理学家兰加•迪亚斯（RangaDias）宣布，他们的团队创造出能在室温条件下实现超导的超导体。若未来实现超导输电，根据 ___________定律推断输电线路可实现电能零耗损。（选填“欧姆”或“焦耳”）
【答案】焦耳
【解析】当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零，这种特性称超导性。由于超导体的电阻为零，根据知，产生的热量为零，所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量，减少了在输电过程中的能量损耗，大大节约了能源。
7．（2023·江西南昌·统考一模）_________定律反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系；而_________定律确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
【答案】 欧姆 焦耳
【解析】[1]最先通过实验与理论研究发现一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系的是德国物理学家欧姆，为了纪念他，以欧姆定律命名这个定律。
[2]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。
8．（2023·河南南阳·统考一模）夏天的晚上，为了驱赶蚊虫，小敏在房间里使用电蚊香，插上电后，电蚊器变热了，利用了电流的______；电蚊器上的蚊香片温度会升高，通过______的方式改变蚊香片的内能；过了会儿房间里就充满蚊香的气味，这是因为______。
【答案】 热效应 热传递 分子在不停地做无规则运动
【解析】[1]电热驱蚊器工作时将电能转化为了内能，是利用电流的热效应来工作的。
[2]蚊香片放到电热驱蚊器的发热板上，发热板上的温度较高，会向蚊香片传递热量，蚊香片的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能的。
[3]通电一段时间后，整个房间里都能闻到蚊香片的气味，这是扩散现象，扩散现象说明了分子在永不停息地做无规则运动。
三、实验题
9．（2023·江苏苏州·苏州高新区实验初级中学校考二模）学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。
（1）在A、B两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油，RA和RB串联是为了控制___________和加热时间相同，利用该装置___________（选填“可以”或“不可以”）探究电热与电流的关系；
（2）如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点，则将对实验器材作哪些改进___________、___________。
【答案】 电流 可以 见解析 见解析
【解析】（1）[1]由图可知，两电阻串联， 根据串联电路电流规律可知，通过两电阻的电流相等。
[2]探究电热与电流的关系，应该控制电阻相等，改变通过电阻的电流，由图可知，通过移动滑动变阻器的滑片可以改变电路中的电流，移动滑片多次实验，观察A烧瓶中温度计的变化可以探究探究电热与电流的关系。
（2）[3][4]如用该装置探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，则应对器材作如下调整为使相同时间内放出的热量相同，应将两电阻丝的阻值换成相同的；探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，A、B两烧瓶内应装初温和质量相等的不同种液体。
10．（2023·江苏泰州·统考一模）（1）如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在______（选填“AC”、“BC”或“BD”）两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断；熔丝熔断前，导线AB中的电流______熔丝CD中的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；在实际生活中，除短路外，______也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断；
（2）小明利用如图乙所示的电路探究“电功与电流的关系”；
①图中两只灯泡工作时的电阻要______（选填“相同”或“不同”）；
②小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去他应该尝试进行的最合理的操作是______；
A．检查滑动变阻器的滑片是否接触不良
B．将甲灯泡换成一个好的同规格灯泡
C．拧紧甲灯泡及它和电流表A1相连的两接线柱
③小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是______。
【答案】 BD 等于 总功率过大（或超负荷运行） 不同 C 较亮灯泡支路中的电流表示数较大（或电流表示数较大的支路中灯泡较亮，意思相同即可）
【解析】（1）[1]如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在BD两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断。
[2][3]熔丝熔断前，导线AB中的电流等于熔丝CD中的电流，在实际生活中，除短路外，用电器的总功率过大也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断。
（2）[4]图中两只灯泡工作时的电阻要不同，在电压相同时，电流不同。
[5]小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去应该用拧紧灯泡和接线柱的方法检查灯泡甲所在的支路是否因为接触不良造成断路。故C符合题意，AB不符合题意。
[6]小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是：电流表示数越大的那条支路上的灯泡越亮。
四、计算题
11．（2023·广东潮州·统考模拟预测）如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个挡，加热功率为440W，保温功率为110W。
（1）保温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R1的阻值是多少？
（3）若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55kg初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）0.5A；（2）110Ω；（3）420s
【解析】（1）电火锅保温时的功率
由可得，保温挡工作时电流
（2）由图知，当开关S闭合，S1接2时，两电阻串联，电路中的总电阻最大；当开关S1接1时，电路中只有R1时，此时电路中电阻最小，由可知，电路消耗的功率最大，电火锅处于加热状态，由可得，R1的阻值
（3）将0.55kg、初温20℃的水加热至100℃时水吸收的热量
不计热量损失，则电热水器消耗的电能
由可得，需要的加热时间
12．（2023春·九年级校联考课时练习）图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是1210W，额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求：
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？
（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/(kW•h)”字样的电能表转盘转了80转，则电饭煲工作过程中的实际电压是多少？
【答案】（1）40Ω；（2）6.72×105J；（3）200V
【解析】解：（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，只有R1工作；当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，所以，当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最小，根据可知，电路的功率最大，此时为加热状态；由可知，R1的阻值
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
（3）1200r/(kW•h)表示电路的用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1200转，则电能表转盘转了80转，电饭煲消耗的电能
由可知，电饭煲工作过程中的实际电压
答：（1）电热丝R1的阻值是40Ω；
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量为6.72×105J；
（3）电饭煲工作过程中的实际电压是200V。
一、单选题
1．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J
【答案】C
【解析】A．如图所示，只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电源电压为
U=I1R1=2A×2.5Ω=5V
故A错误；
B．根据公式可知，电源电压不变，电路中的总电阻越大，功率越小，当只闭合开关S2时，定值电阻R1和R2串联，电路中的总电阻最大，功率最小，为低温档；当只闭合S1和S3时，定值电阻R1和R2并联，电路中的总电阻最小，功率最大，为高温档；当只闭合S2时，电路中只有R1，小于两电阻的串联，大于两电阻的并联，大于最小功率，小于最大功率，为中温档，故B错误；
C．只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电热杯工作1min产生的热量为
Q=I12R1t=(2A)2×2.5Ω×60s=600J
故C正确；
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(35℃-25℃)=4.2×103J
故D错误。
故选C。
2．（2023·云南昆明·统考一模）图甲所示电路中，电源电压不变，R2是“20Ω，1A”的滑动变阻器，R1是定值电阻，电压表量程为0~15V。闭合开关S，在保证电路元件安全的情况下，滑片移动过程中，电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．R1的阻值为10Ω
C．R2的最大功率是4.5W
D．当滑动变阻器调至最右端，通电1min，电流通过R1产生的热量为1080J
【答案】C
【解析】AB．由图知，两电阻串联，电压表测R1两端电压，由串联电路特点知，在电路安全情况下，变阻器连入阻值最小时，电压表示数最大，由图像知此时电压表示数为
变阻器连入阻值
由欧姆定律可得此时电路中电流
电源电压
……①
当变阻器连入阻值最大时，电压表示数最小，由图像知此时电压表示数
变阻器连入阻值
此时电路中电流
电源电压
……②
电源电压不变，由①②可得
解得
电源电压
故AB错误；
C．R2的功率等于电路总功率（）减去定值电阻的功率（），所以R2的功率
整理得
这是一个开口向下的抛物线，当
时，P2有最大值
故C正确；
D．根据滑动变阻器的规格可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，滑动变阻器向右移动的过程中，当滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω时，电路中的总电阻为
通过电路中的电流
继续向右移动滑片，电路中的总电阻变小，电路中的电流大于1A时，滑动变阻器会烧杯，所以当滑动变阻器调至最右端的过程中，滑动变阻器被烧坏，电路开路，没有电流，则通电1min，电流通过R1产生的热量无法计算，故D错误。
故选C。
3．（2023·湖北宜昌·统考一模）2023年3月8日，美国罗切斯特大学宣布研发出一种在室温下超导的材料（电阻为零），立即引起国际科学界的极大兴趣和质疑。超导材料可以（ ）
A．用作导线实现远距离无损耗的电能输送
B．用1kW·h的电能使1kW电动机工作2h
C．制成更轻便的电热毯
D．制成大功率的电炉丝
【答案】A
【解析】A．因为超导体的电阻为零，通电后不会发热，超导体用作导线实现远距离无损耗的电能输送，故A符合题意；
B．电动机工作的时间为
故B不符合题意；
C．因为超导体的电阻为零，通电后不会发热，不能制成电热毯，故C不符合题意；
D．因为超导体的电阻为零，通电后不会发热，不能制成大功率的电炉丝，故D不符合题意。
故选A。
4．（2023·贵州贵阳·模拟预测）在如图所示的电路中，灯泡L标有“6V6W”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，定值电阻R0=10Ω。当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电流表的示数为0.6A
C．灯泡的额定电流为1A
D．当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，通电1min电路产生的总热量为72J
【答案】B
【解析】A．当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，电路中只有定值电阻R0与灯泡并联，电流表测量干路电流，灯泡L正常发光，则说明灯泡两端电压为6V。电源电压为
故A正确，不符合题意；
B．由得，灯泡的额定电流
定值电阻R0的电流
电流表的示数为
故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，灯泡开路，定值电阻R0与滑动变阻器的最大电阻串联，电路电阻为
通电1min电路产生的总热量为
故D正确，不符合题意。
故选B。
填空题
5．（2023·吉林·统考中考真题）电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻_____，在电流相同时，由于电流的______效应会导致接头处温度过高产生安全隐患。
【答案】 大 热
【解析】[1][2]将电阻丝断头接上后，会因为接触不够紧密而导致导电能力弱，电阻增大，电阻工作时，电流做功会产生热量，即电流的热效应，由焦耳定律得，接头处产生的热量较多，导致温度过高产生安全隐患。
6．（2023·四川凉山·统考中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，R1、R2是定值电阻，R2=2R1，闭合开关S，电流表和电压表示数如图乙，则通电5min后，R1、R2产生的总热量为___________J。
【答案】450
【解析】由图中可知，R1与R2并联，电流表测流过R2的电流，电压表测电源电压，电流表选择小量程，故可知流过R2的电流为I2=0.2A，电压表选择小量程，故可知电源电压为U=2.5V，则由欧姆定律可知，电阻R2的阻值为
则电阻R1的阻值为
由欧姆定律可得，流过R1的电流为
由并联电路中的电流规律可得，干路中的电流为
I=I1+I2=0.4A+0.2A=0.6A
故由焦耳定律可得，通电5min后，R1、R2产生的总热量为
7．（2023·广东·统考模拟预测）小明用如图甲所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。甲实验中，必须取质量相等的A、B两种液体。根据实验测得的数据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图乙可知___________（选填“A”或“B”）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，已知A的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，则B的比热容为___________J/(kg·℃)；若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，甲乙电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与___________的关系。
【答案】 A 1.2×103 电阻
【解析】[1]A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象如图乙所示，加热5分钟，A升温20℃，B升温40℃，根据比较吸热能力的第2种方法，可知A的吸热能力更强。
[2]已知A的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，根据Q=cmΔt在吸热和质量相同条件下，比热容与升高的温度成反比，则B的比热容为1.2×103J/(kg·℃)。
[3]在甲、乙两瓶中，电阻丝串联，通过的电流和时间相等，液体是质量相同的同种液体，电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与电阻的关系。
8．（2023·广东·统考一模）小明用如图所示的装置做“导体产生的热与什么因素有关”的实验。（其中甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平）。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___________来显示甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察，发现___________（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多，由此可知，导体产生的热量多少与___________有关。
【答案】 U形管中液面的高度差 乙 电阻
【解析】[1]实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法。
[2][3]由图知，B管的液面高度差比A管的液面高度差大，说明乙容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此乙容器中电阻产生的热量较多；由于两电阻采用串联的方式，这样连接的目的是，控制通过两电阻丝的电流和通电时间相等，由图可知，乙容器中电阻大于甲容器中电阻，且乙容器中电阻产生的热量较多，由此可得:在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
实验题
9．（2023·广东东莞·校考一模）同学们用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。他们分别将两段电阻丝R1和R2密封在完全相同的烧瓶中，再给R1所在的烧瓶外并联一个电阻R，烧瓶中盛有等量的煤油，温度计显示煤油的温度。
（1）烧瓶中装入的煤油是 ________（选填“导体”和“绝缘体”）。
（2）实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的 ________比水小。
（3）为达到实验目的，选用两段电阻丝R1和R2的阻值应 _______（选填“相同”或“不相同”），电阻R的作用是 _________。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大，说明 _______。
（5）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，根据焦耳定律可知，能正确反应h-I大致关系的是 _____。
【答案】 绝缘体 比热容 相同 见解析 见解析 A
【解析】（1）[1]因为没有难以导电，几乎没有自由电荷，所以烧瓶中装入的煤油是绝缘体。
（2）[2]实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的比热容比水小，相同质量的两种液体吸热相同。
（3）[3][4]1图中，左侧两电阻并联后再与右侧电阻串联，通过左侧容器中电阻的电流大小于通过右侧容器中电阻的电流，根据控制变量法，选用两段电阻丝R1和R2的阻值应相同，电阻R的作用是使通过电阻丝R1和R2的电流不同，以达到探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
（4）[5]通电一段时间后，乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大，乙烧瓶中的电阻丝产生的热量多，所以温度计液柱上升的高度大。
（5）[6]根据焦耳定律可知，有
Q＝I2Rt
探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，要控制电阻和通电时间不变、t常数，故由数学知识可知上述公式为Q关于I的抛物线，图丙中能正确反映h﹣I关系的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．（2023秋·辽宁沈阳·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，通过观察___________，可比较电阻丝产生的热量的多少；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与___________的关系；
（3）乙装置中的电阻的作用主要是___________。
【答案】 U型管中液柱的高度差 电阻 使通过、的电流不同
【解析】（1）[1]利用转换法，通过观察U形管两管液面高度差，就可比较电阻丝产生的热量的多少。
（2）[2]甲装置中两个电阻串联，当电流和通电时间相等时，探究电流产生的热量与电阻的关系。
（3）[3]乙的装置在实验，要探究电流产生的热量与电流的关系，所以需要控制电阻和通电时间相同，电流不同，将R3和R2并联，使通过R1和R2的电流不相等。
四、计算题
11．（2023·内蒙古呼和浩特·统考一模）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样。求：
（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数和电路消耗的总功率；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则通电1minR1产生的热量。
【答案】（1）0.8A；4.8W；（2）24J
【解析】解：（1）当S、S1、S2都闭合时，观察该电路图，根据电流的流法可知，定值电阻R2和灯泡L并联接在电路，定值电阻R1被短路，电流表测干路电流；由于灯泡L正常发光，灯泡L标有“6V 3W”字样，表示灯泡L的额定电压为6V，额定功率为3W，根据电功率的公式可知，流过灯泡L的电流为
流过灯泡L的电流为0.5A；由于灯泡L正常发光，灯泡L两端的电压为6V，根据并联电路的电压规律，定值电阻R2两端的电压也为6V，R2=20Ω，则根据欧姆定律，可知，流过定值电阻R2的电流为
流过定值电阻R2的电流为0.3A；根据并联电路的电流规律，电路的总电流为
电路的总电流为0.8A，即电流表示数为0.8A；
由上述解析可知，电路的总电流为0.8A，灯泡L正常发光，灯泡L两端的电压为6V，电源电压也为6V，根据电功率的公式可知，电路消耗的总功率为
电路消耗的总功率为4.8W。
（2）当S闭合，S1、S2断开时，根据电流的流法可知，R2和R1串联接在电路，没有电流流过灯泡L，电压表测R1的电压，电流表测串联电路电流，电压表示数为2V，而电源电压为6V，则R2的电压为4V，R2=20Ω，根据串联电路的分压特点，可知
代入数据可得
解得，根据欧姆定律可知，流过R1的电流为
通电时间为1min，根据焦耳定律可知，这段时间产生的热量为
通电1min，R1产生的热量为24J。
答：（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.8A，电路消耗的总功率为4.8W；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，通电1minR1产生的热量为24J。
12．（2023·山东临沂·校考一模）小明家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。
由于热风功率看不清，小明决定，利用家庭中的电能表和钟表来测定电吹风吹热风时的电功率。于是，他将电吹风单独接入家庭电路中，电吹风在吹热风状态下工作2min，小明发现电能表指示灯闪烁了64次。求：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风1.5min产生的热量是多少？
（3）电吹风吹热风时的功率是多少？
【答案】（1）0.5A ；（2）22.5J ；（3）1200W
【解析】解：（1）由图甲知，吹冷风时，电动机单独工作，通过电动机的电流
（2）吹冷风1.5min，产生的热量
Q=I2Rt1=(0.5A)2×1Ω×1.5×60s=22.5J
（3）由图甲知，吹热风时，电动机和电热丝并联在电路中。由电能表参数可知，电能表指示灯每闪烁1600次，消耗1kW∙h的电能，所以电吹风吹热风2min消耗的电能
吹热风时的功率
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）电吹风吹冷风1.5min产生的热量是22.5J；
（3）电吹风吹热风时的功率是1200W。
热风温度
50﹣75℃
额定功率
热风时：***W
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：***W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
一、单选题
1．（2023·北京·校联考模拟预测）如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．电煮锅B．迷你电冰箱
C．扫地机器人D．笔记本电脑
2．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台，分别接入电路中均正常工作，在相同时间内（ ）
A．三个用电器产生的热量相同
B．电风扇消耗的电能最多
C．电炉将消耗的电能转化为内能最多
D．单独将电冰箱接入电路时，电能表转得最快
3．（2023·广东广州·华南师大附中校考一模）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①②B．②③C．②④D．③④
4．（2023春·吉林长春·九年级吉林省第二实验学校校考阶段练习）根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。下列4 组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（ ）
A．30mA 0.5sB．20mA 1.2sC．25mA 2.0sD．35mA 0.2s
二、填空题
5．（2023·广东肇庆·统考二模）如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面______ 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫______ 法。
6．（2023·安徽六安·统考一模）美国罗切斯特大学的物理学家兰加•迪亚斯（RangaDias）宣布，他们的团队创造出能在室温条件下实现超导的超导体。若未来实现超导输电，根据 ___________定律推断输电线路可实现电能零耗损。（选填“欧姆”或“焦耳”）
7．（2023·江西南昌·统考一模）_________定律反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系；而_________定律确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
8．（2023·河南南阳·统考一模）夏天的晚上，为了驱赶蚊虫，小敏在房间里使用电蚊香，插上电后，电蚊器变热了，利用了电流的______；电蚊器上的蚊香片温度会升高，通过______的方式改变蚊香片的内能；过了会儿房间里就充满蚊香的气味，这是因为______。
三、实验题
9．（2023·江苏苏州·苏州高新区实验初级中学校考二模）学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。
（1）在A、B两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油，RA和RB串联是为了控制___________和加热时间相同，利用该装置___________（选填“可以”或“不可以”）探究电热与电流的关系；
（2）如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点，则将对实验器材作哪些改进___________、___________。
10．（2023·江苏泰州·统考一模）（1）如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在______（选填“AC”、“BC”或“BD”）两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断；熔丝熔断前，导线AB中的电流______熔丝CD中的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；在实际生活中，除短路外，______也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断；
（2）小明利用如图乙所示的电路探究“电功与电流的关系”；
①图中两只灯泡工作时的电阻要______（选填“相同”或“不同”）；
②小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去他应该尝试进行的最合理的操作是______；
A．检查滑动变阻器的滑片是否接触不良
B．将甲灯泡换成一个好的同规格灯泡
C．拧紧甲灯泡及它和电流表A1相连的两接线柱
③小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是______。
四、计算题
11．（2023·广东潮州·统考模拟预测）如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个挡，加热功率为440W，保温功率为110W。
（1）保温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R1的阻值是多少？
（3）若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55kg初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
12．（2023春·九年级校联考课时练习）图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是1210W，额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求：
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？
（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/(kW•h)”字样的电能表转盘转了80转，则电饭煲工作过程中的实际电压是多少？
一、单选题
1．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J
2．（2023·云南昆明·统考一模）图甲所示电路中，电源电压不变，R2是“20Ω，1A”的滑动变阻器，R1是定值电阻，电压表量程为0~15V。闭合开关S，在保证电路元件安全的情况下，滑片移动过程中，电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．R1的阻值为10Ω
C．R2的最大功率是4.5W
D．当滑动变阻器调至最右端，通电1min，电流通过R1产生的热量为1080J
3．（2023·湖北宜昌·统考一模）2023年3月8日，美国罗切斯特大学宣布研发出一种在室温下超导的材料（电阻为零），立即引起国际科学界的极大兴趣和质疑。超导材料可以（ ）
A．用作导线实现远距离无损耗的电能输送
B．用1kW·h的电能使1kW电动机工作2h
C．制成更轻便的电热毯
D．制成大功率的电炉丝
4．（2023·贵州贵阳·模拟预测）在如图所示的电路中，灯泡L标有“6V6W”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，定值电阻R0=10Ω。当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电流表的示数为0.6A
C．灯泡的额定电流为1A
D．当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，通电1min电路产生的总热量为72J
填空题
5．（2023·吉林·统考中考真题）电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻_____，在电流相同时，由于电流的______效应会导致接头处温度过高产生安全隐患。
6．（2023·四川凉山·统考中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，R1、R2是定值电阻，R2=2R1，闭合开关S，电流表和电压表示数如图乙，则通电5min后，R1、R2产生的总热量为___________J。
7．（2023·广东·统考模拟预测）小明用如图甲所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。甲实验中，必须取质量相等的A、B两种液体。根据实验测得的数据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图乙可知___________（选填“A”或“B”）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，已知A的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，则B的比热容为___________J/(kg·℃)；若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，甲乙电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与___________的关系。
8．（2023·广东·统考一模）小明用如图所示的装置做“导体产生的热与什么因素有关”的实验。（其中甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平）。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___________来显示甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察，发现___________（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多，由此可知，导体产生的热量多少与___________有关。
实验题
9．（2023·广东东莞·校考一模）同学们用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。他们分别将两段电阻丝R1和R2密封在完全相同的烧瓶中，再给R1所在的烧瓶外并联一个电阻R，烧瓶中盛有等量的煤油，温度计显示煤油的温度。
（1）烧瓶中装入的煤油是 ________（选填“导体”和“绝缘体”）。
（2）实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的 ________比水小。
（3）为达到实验目的，选用两段电阻丝R1和R2的阻值应 _______（选填“相同”或“不相同”），电阻R的作用是 _________。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大，说明 _______。
（5）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，根据焦耳定律可知，能正确反应h-I大致关系的是 _____。
10．（2023秋·辽宁沈阳·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，通过观察___________，可比较电阻丝产生的热量的多少；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与___________的关系；
（3）乙装置中的电阻的作用主要是___________。
四、计算题
11．（2023·内蒙古呼和浩特·统考一模）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样。求：
（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数和电路消耗的总功率；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则通电1minR1产生的热量。
12．（2023·山东临沂·校考一模）小明家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。
由于热风功率看不清，小明决定，利用家庭中的电能表和钟表来测定电吹风吹热风时的电功率。于是，他将电吹风单独接入家庭电路中，电吹风在吹热风状态下工作2min，小明发现电能表指示灯闪烁了64次。求：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风1.5min产生的热量是多少？
（3）电吹风吹热风时的功率是多少？
15.4 探究焦耳定律
一、单选题
1．（2023·北京·校联考模拟预测）如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．电煮锅B．迷你电冰箱
C．扫地机器人D．笔记本电脑
【答案】A
【解析】A．电煮锅工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B．迷你电冰箱工作时，主要将电能转化机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．扫地机器人工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
2．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台，分别接入电路中均正常工作，在相同时间内（ ）
A．三个用电器产生的热量相同
B．电风扇消耗的电能最多
C．电炉将消耗的电能转化为内能最多
D．单独将电冰箱接入电路时，电能表转得最快
【答案】C
【解析】ABC．由题知，电冰箱、电风扇、电炉的额定功率相同，由W=Pt知，正常工作时三个用电器消耗电能一样多，而三个用电器中，电冰箱和电风扇工作时，不仅将电能转化为内能，还转化为其他形式的能，只有电炉工作时将电能全部转化为内能，所以电炉消耗电能转化为内能最多，产生热量最多，故AB不符合题意，C符合题意；
D．三个用电器的额定功率相同，正常工作时，实际功率相同，电流做功快慢相同，所以单独将电冰箱、电风扇、电炉接入电路时，电能表转盘的转速相同，故D不符合题意。
故选C。
3．（2023·广东广州·华南师大附中校考一模）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（ ）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①②B．②③C．②④D．③④
【答案】C
【解析】①U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的，故①错误；
②图甲装置中，两电阻串联，电流相等，电阻不相等，能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故②正确；
③图乙实验过程中右边两个电阻丝并联，右边容器中的电阻通过的电流与左边电阻丝通过的电流不相等，探究的是电热与电流的关系，需要保持电阻相同，故阻值应该等于5Ω，故③错误；
④电炉丝热与电炉丝相连的导线串联，电流相等，电阻不相等；用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象，故④正确；故①③错误，②④正确。
故选C。
4．（2023春·吉林长春·九年级吉林省第二实验学校校考阶段练习）根据电工手册可知，通过人体的电流与通电时间的乘积大于30mA·s时，会对人体产生致命危险。下列4 组通过人体的电流和通电时间中，会对人体产生致命危险的是（ ）
A．30mA 0.5sB．20mA 1.2sC．25mA 2.0sD．35mA 0.2s
【答案】C
【解析】A．通过人体的电流与通电时间的乘积
故A不符合题意；
B．通过人体的电流与通电时间的乘积
故B不符合题意；
C．通过人体的电流与通电时间的乘积
故C符合题意；
D．通过人体的电流与通电时间的乘积
故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
5．（2023·广东肇庆·统考二模）如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面______ 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫______ 法。
【答案】 高度差 转换
【解析】[1][2]如图是探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的装置。实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫转换法。
6．（2023·安徽六安·统考一模）美国罗切斯特大学的物理学家兰加•迪亚斯（RangaDias）宣布，他们的团队创造出能在室温条件下实现超导的超导体。若未来实现超导输电，根据 ___________定律推断输电线路可实现电能零耗损。（选填“欧姆”或“焦耳”）
【答案】焦耳
【解析】当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零，这种特性称超导性。由于超导体的电阻为零，根据知，产生的热量为零，所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量，减少了在输电过程中的能量损耗，大大节约了能源。
7．（2023·江西南昌·统考一模）_________定律反映了一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系；而_________定律确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
【答案】 欧姆 焦耳
【解析】[1]最先通过实验与理论研究发现一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系的是德国物理学家欧姆，为了纪念他，以欧姆定律命名这个定律。
[2]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。
8．（2023·河南南阳·统考一模）夏天的晚上，为了驱赶蚊虫，小敏在房间里使用电蚊香，插上电后，电蚊器变热了，利用了电流的______；电蚊器上的蚊香片温度会升高，通过______的方式改变蚊香片的内能；过了会儿房间里就充满蚊香的气味，这是因为______。
【答案】 热效应 热传递 分子在不停地做无规则运动
【解析】[1]电热驱蚊器工作时将电能转化为了内能，是利用电流的热效应来工作的。
[2]蚊香片放到电热驱蚊器的发热板上，发热板上的温度较高，会向蚊香片传递热量，蚊香片的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能的。
[3]通电一段时间后，整个房间里都能闻到蚊香片的气味，这是扩散现象，扩散现象说明了分子在永不停息地做无规则运动。
三、实验题
9．（2023·江苏苏州·苏州高新区实验初级中学校考二模）学校物理探究小组用如图所示装置探究影响电流热效应的因素。
（1）在A、B两烧瓶内装入初温和质量都相等的煤油，RA和RB串联是为了控制___________和加热时间相同，利用该装置___________（选填“可以”或“不可以”）探究电热与电流的关系；
（2）如果要用该装置来探究不同液体的吸热特点，则将对实验器材作哪些改进___________、___________。
【答案】 电流 可以 见解析 见解析
【解析】（1）[1]由图可知，两电阻串联， 根据串联电路电流规律可知，通过两电阻的电流相等。
[2]探究电热与电流的关系，应该控制电阻相等，改变通过电阻的电流，由图可知，通过移动滑动变阻器的滑片可以改变电路中的电流，移动滑片多次实验，观察A烧瓶中温度计的变化可以探究探究电热与电流的关系。
（2）[3][4]如用该装置探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，则应对器材作如下调整为使相同时间内放出的热量相同，应将两电阻丝的阻值换成相同的；探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法，A、B两烧瓶内应装初温和质量相等的不同种液体。
10．（2023·江苏泰州·统考一模）（1）如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在______（选填“AC”、“BC”或“BD”）两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断；熔丝熔断前，导线AB中的电流______熔丝CD中的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；在实际生活中，除短路外，______也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断；
（2）小明利用如图乙所示的电路探究“电功与电流的关系”；
①图中两只灯泡工作时的电阻要______（选填“相同”或“不同”）；
②小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去他应该尝试进行的最合理的操作是______；
A．检查滑动变阻器的滑片是否接触不良
B．将甲灯泡换成一个好的同规格灯泡
C．拧紧甲灯泡及它和电流表A1相连的两接线柱
③小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是______。
【答案】 BD 等于 总功率过大（或超负荷运行） 不同 C 较亮灯泡支路中的电流表示数较大（或电流表示数较大的支路中灯泡较亮，意思相同即可）
【解析】（1）[1]如图甲是小明研究“短路引起熔丝熔断”的实验装置，他增加一根导线，并将此导线接在BD两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断。
[2][3]熔丝熔断前，导线AB中的电流等于熔丝CD中的电流，在实际生活中，除短路外，用电器的总功率过大也会引起电路中的电流过大而将熔丝熔断。
（2）[4]图中两只灯泡工作时的电阻要不同，在电压相同时，电流不同。
[5]小明闭合开关后，发现甲灯泡不亮，电流表A1无示数，但乙灯泡发光，电流表A2有示数。为排除故障，接下去应该用拧紧灯泡和接线柱的方法检查灯泡甲所在的支路是否因为接触不良造成断路。故C符合题意，AB不符合题意。
[6]小明排除故障，正确操作，得到了正确的结论，支持该结论的实验现象是：电流表示数越大的那条支路上的灯泡越亮。
四、计算题
11．（2023·广东潮州·统考模拟预测）如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个挡，加热功率为440W，保温功率为110W。
（1）保温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R1的阻值是多少？
（3）若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55kg初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）0.5A；（2）110Ω；（3）420s
【解析】（1）电火锅保温时的功率
由可得，保温挡工作时电流
（2）由图知，当开关S闭合，S1接2时，两电阻串联，电路中的总电阻最大；当开关S1接1时，电路中只有R1时，此时电路中电阻最小，由可知，电路消耗的功率最大，电火锅处于加热状态，由可得，R1的阻值
（3）将0.55kg、初温20℃的水加热至100℃时水吸收的热量
不计热量损失，则电热水器消耗的电能
由可得，需要的加热时间
12．（2023春·九年级校联考课时练习）图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是1210W，额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求：
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？
（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/(kW•h)”字样的电能表转盘转了80转，则电饭煲工作过程中的实际电压是多少？
【答案】（1）40Ω；（2）6.72×105J；（3）200V
【解析】解：（1）由图乙可知，当开关S、S1都闭合时，只有R1工作；当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，所以，当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最小，根据可知，电路的功率最大，此时为加热状态；由可知，R1的阻值
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
（3）1200r/(kW•h)表示电路的用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1200转，则电能表转盘转了80转，电饭煲消耗的电能
由可知，电饭煲工作过程中的实际电压
答：（1）电热丝R1的阻值是40Ω；
（2）若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量为6.72×105J；
（3）电饭煲工作过程中的实际电压是200V。
一、单选题
1．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J
【答案】C
【解析】A．如图所示，只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电源电压为
U=I1R1=2A×2.5Ω=5V
故A错误；
B．根据公式可知，电源电压不变，电路中的总电阻越大，功率越小，当只闭合开关S2时，定值电阻R1和R2串联，电路中的总电阻最大，功率最小，为低温档；当只闭合S1和S3时，定值电阻R1和R2并联，电路中的总电阻最小，功率最大，为高温档；当只闭合S2时，电路中只有R1，小于两电阻的串联，大于两电阻的并联，大于最小功率，小于最大功率，为中温档，故B错误；
C．只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电热杯工作1min产生的热量为
Q=I12R1t=(2A)2×2.5Ω×60s=600J
故C正确；
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(35℃-25℃)=4.2×103J
故D错误。
故选C。
2．（2023·云南昆明·统考一模）图甲所示电路中，电源电压不变，R2是“20Ω，1A”的滑动变阻器，R1是定值电阻，电压表量程为0~15V。闭合开关S，在保证电路元件安全的情况下，滑片移动过程中，电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．R1的阻值为10Ω
C．R2的最大功率是4.5W
D．当滑动变阻器调至最右端，通电1min，电流通过R1产生的热量为1080J
【答案】C
【解析】AB．由图知，两电阻串联，电压表测R1两端电压，由串联电路特点知，在电路安全情况下，变阻器连入阻值最小时，电压表示数最大，由图像知此时电压表示数为
变阻器连入阻值
由欧姆定律可得此时电路中电流
电源电压
……①
当变阻器连入阻值最大时，电压表示数最小，由图像知此时电压表示数
变阻器连入阻值
此时电路中电流
电源电压
……②
电源电压不变，由①②可得
解得
电源电压
故AB错误；
C．R2的功率等于电路总功率（）减去定值电阻的功率（），所以R2的功率
整理得
这是一个开口向下的抛物线，当
时，P2有最大值
故C正确；
D．根据滑动变阻器的规格可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，滑动变阻器向右移动的过程中，当滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω时，电路中的总电阻为
通过电路中的电流
继续向右移动滑片，电路中的总电阻变小，电路中的电流大于1A时，滑动变阻器会烧杯，所以当滑动变阻器调至最右端的过程中，滑动变阻器被烧坏，电路开路，没有电流，则通电1min，电流通过R1产生的热量无法计算，故D错误。
故选C。
3．（2023·湖北宜昌·统考一模）2023年3月8日，美国罗切斯特大学宣布研发出一种在室温下超导的材料（电阻为零），立即引起国际科学界的极大兴趣和质疑。超导材料可以（ ）
A．用作导线实现远距离无损耗的电能输送
B．用1kW·h的电能使1kW电动机工作2h
C．制成更轻便的电热毯
D．制成大功率的电炉丝
【答案】A
【解析】A．因为超导体的电阻为零，通电后不会发热，超导体用作导线实现远距离无损耗的电能输送，故A符合题意；
B．电动机工作的时间为
故B不符合题意；
C．因为超导体的电阻为零，通电后不会发热，不能制成电热毯，故C不符合题意；
D．因为超导体的电阻为零，通电后不会发热，不能制成大功率的电炉丝，故D不符合题意。
故选A。
4．（2023·贵州贵阳·模拟预测）在如图所示的电路中，灯泡L标有“6V6W”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，定值电阻R0=10Ω。当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电流表的示数为0.6A
C．灯泡的额定电流为1A
D．当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，通电1min电路产生的总热量为72J
【答案】B
【解析】A．当S、S1都闭合，滑片P移动到最左端时，电路中只有定值电阻R0与灯泡并联，电流表测量干路电流，灯泡L正常发光，则说明灯泡两端电压为6V。电源电压为
故A正确，不符合题意；
B．由得，灯泡的额定电流
定值电阻R0的电流
电流表的示数为
故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．当S闭合、S1断开，且滑片P移动到最右端，灯泡开路，定值电阻R0与滑动变阻器的最大电阻串联，电路电阻为
通电1min电路产生的总热量为
故D正确，不符合题意。
故选B。
填空题
5．（2023·吉林·统考中考真题）电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻_____，在电流相同时，由于电流的______效应会导致接头处温度过高产生安全隐患。
【答案】 大 热
【解析】[1][2]将电阻丝断头接上后，会因为接触不够紧密而导致导电能力弱，电阻增大，电阻工作时，电流做功会产生热量，即电流的热效应，由焦耳定律得，接头处产生的热量较多，导致温度过高产生安全隐患。
6．（2023·四川凉山·统考中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，R1、R2是定值电阻，R2=2R1，闭合开关S，电流表和电压表示数如图乙，则通电5min后，R1、R2产生的总热量为___________J。
【答案】450
【解析】由图中可知，R1与R2并联，电流表测流过R2的电流，电压表测电源电压，电流表选择小量程，故可知流过R2的电流为I2=0.2A，电压表选择小量程，故可知电源电压为U=2.5V，则由欧姆定律可知，电阻R2的阻值为
则电阻R1的阻值为
由欧姆定律可得，流过R1的电流为
由并联电路中的电流规律可得，干路中的电流为
I=I1+I2=0.4A+0.2A=0.6A
故由焦耳定律可得，通电5min后，R1、R2产生的总热量为
7．（2023·广东·统考模拟预测）小明用如图甲所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。甲实验中，必须取质量相等的A、B两种液体。根据实验测得的数据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图乙可知___________（选填“A”或“B”）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，已知A的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，则B的比热容为___________J/(kg·℃)；若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，甲乙电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与___________的关系。
【答案】 A 1.2×103 电阻
【解析】[1]A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象如图乙所示，加热5分钟，A升温20℃，B升温40℃，根据比较吸热能力的第2种方法，可知A的吸热能力更强。
[2]已知A的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，根据Q=cmΔt在吸热和质量相同条件下，比热容与升高的温度成反比，则B的比热容为1.2×103J/(kg·℃)。
[3]在甲、乙两瓶中，电阻丝串联，通过的电流和时间相等，液体是质量相同的同种液体，电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与电阻的关系。
8．（2023·广东·统考一模）小明用如图所示的装置做“导体产生的热与什么因素有关”的实验。（其中甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平）。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___________来显示甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察，发现___________（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多，由此可知，导体产生的热量多少与___________有关。
【答案】 U形管中液面的高度差 乙 电阻
【解析】[1]实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法。
[2][3]由图知，B管的液面高度差比A管的液面高度差大，说明乙容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此乙容器中电阻产生的热量较多；由于两电阻采用串联的方式，这样连接的目的是，控制通过两电阻丝的电流和通电时间相等，由图可知，乙容器中电阻大于甲容器中电阻，且乙容器中电阻产生的热量较多，由此可得:在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
实验题
9．（2023·广东东莞·校考一模）同学们用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。他们分别将两段电阻丝R1和R2密封在完全相同的烧瓶中，再给R1所在的烧瓶外并联一个电阻R，烧瓶中盛有等量的煤油，温度计显示煤油的温度。
（1）烧瓶中装入的煤油是 ________（选填“导体”和“绝缘体”）。
（2）实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的 ________比水小。
（3）为达到实验目的，选用两段电阻丝R1和R2的阻值应 _______（选填“相同”或“不相同”），电阻R的作用是 _________。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大，说明 _______。
（5）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，根据焦耳定律可知，能正确反应h-I大致关系的是 _____。
【答案】 绝缘体 比热容 相同 见解析 见解析 A
【解析】（1）[1]因为没有难以导电，几乎没有自由电荷，所以烧瓶中装入的煤油是绝缘体。
（2）[2]实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的比热容比水小，相同质量的两种液体吸热相同。
（3）[3][4]1图中，左侧两电阻并联后再与右侧电阻串联，通过左侧容器中电阻的电流大小于通过右侧容器中电阻的电流，根据控制变量法，选用两段电阻丝R1和R2的阻值应相同，电阻R的作用是使通过电阻丝R1和R2的电流不同，以达到探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
（4）[5]通电一段时间后，乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大，乙烧瓶中的电阻丝产生的热量多，所以温度计液柱上升的高度大。
（5）[6]根据焦耳定律可知，有
Q＝I2Rt
探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，要控制电阻和通电时间不变、t常数，故由数学知识可知上述公式为Q关于I的抛物线，图丙中能正确反映h﹣I关系的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．（2023秋·辽宁沈阳·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，通过观察___________，可比较电阻丝产生的热量的多少；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与___________的关系；
（3）乙装置中的电阻的作用主要是___________。
【答案】 U型管中液柱的高度差 电阻 使通过、的电流不同
【解析】（1）[1]利用转换法，通过观察U形管两管液面高度差，就可比较电阻丝产生的热量的多少。
（2）[2]甲装置中两个电阻串联，当电流和通电时间相等时，探究电流产生的热量与电阻的关系。
（3）[3]乙的装置在实验，要探究电流产生的热量与电流的关系，所以需要控制电阻和通电时间相同，电流不同，将R3和R2并联，使通过R1和R2的电流不相等。
四、计算题
11．（2023·内蒙古呼和浩特·统考一模）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样。求：
（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数和电路消耗的总功率；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则通电1minR1产生的热量。
【答案】（1）0.8A；4.8W；（2）24J
【解析】解：（1）当S、S1、S2都闭合时，观察该电路图，根据电流的流法可知，定值电阻R2和灯泡L并联接在电路，定值电阻R1被短路，电流表测干路电流；由于灯泡L正常发光，灯泡L标有“6V 3W”字样，表示灯泡L的额定电压为6V，额定功率为3W，根据电功率的公式可知，流过灯泡L的电流为
流过灯泡L的电流为0.5A；由于灯泡L正常发光，灯泡L两端的电压为6V，根据并联电路的电压规律，定值电阻R2两端的电压也为6V，R2=20Ω，则根据欧姆定律，可知，流过定值电阻R2的电流为
流过定值电阻R2的电流为0.3A；根据并联电路的电流规律，电路的总电流为
电路的总电流为0.8A，即电流表示数为0.8A；
由上述解析可知，电路的总电流为0.8A，灯泡L正常发光，灯泡L两端的电压为6V，电源电压也为6V，根据电功率的公式可知，电路消耗的总功率为
电路消耗的总功率为4.8W。
（2）当S闭合，S1、S2断开时，根据电流的流法可知，R2和R1串联接在电路，没有电流流过灯泡L，电压表测R1的电压，电流表测串联电路电流，电压表示数为2V，而电源电压为6V，则R2的电压为4V，R2=20Ω，根据串联电路的分压特点，可知
代入数据可得
解得，根据欧姆定律可知，流过R1的电流为
通电时间为1min，根据焦耳定律可知，这段时间产生的热量为
通电1min，R1产生的热量为24J。
答：（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.8A，电路消耗的总功率为4.8W；
（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，通电1minR1产生的热量为24J。
12．（2023·山东临沂·校考一模）小明家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。
由于热风功率看不清，小明决定，利用家庭中的电能表和钟表来测定电吹风吹热风时的电功率。于是，他将电吹风单独接入家庭电路中，电吹风在吹热风状态下工作2min，小明发现电能表指示灯闪烁了64次。求：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风1.5min产生的热量是多少？
（3）电吹风吹热风时的功率是多少？
【答案】（1）0.5A ；（2）22.5J ；（3）1200W
【解析】解：（1）由图甲知，吹冷风时，电动机单独工作，通过电动机的电流
（2）吹冷风1.5min，产生的热量
Q=I2Rt1=(0.5A)2×1Ω×1.5×60s=22.5J
（3）由图甲知，吹热风时，电动机和电热丝并联在电路中。由电能表参数可知，电能表指示灯每闪烁1600次，消耗1kW∙h的电能，所以电吹风吹热风2min消耗的电能
吹热风时的功率
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）电吹风吹冷风1.5min产生的热量是22.5J；
（3）电吹风吹热风时的功率是1200W。
热风温度
50﹣75℃
额定功率
热风时：***W
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：***W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
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