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物理九年级上册15.4 探究焦耳定律课后练习题
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这是一份物理九年级上册15.4 探究焦耳定律课后练习题，共11页。试卷主要包含了下面不是利用电热的实例，小菲冬天取暖时发现等内容，欢迎下载使用。
一．夯实基础
1．要使电热器在单位时间内供热减少一半，以下方法中正确的是( )
A．电压不变，电阻增大到原来的2倍
B．电阻丝不变，把通过它的电流减少一半
C．保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半
D．把电热器的电阻和加它两端的电压均减小四分之一
【答案】A
【解析】A．由可得，电压不变，电阻增大到原来的2倍时，电流所做的功将变为原来的，故A正确；
B．由W=I2Rt可得，电阻不变，通过导体的电流减少一半时，电流所做的功将变为原来的，故B错误；
C.．由可得，电压不变，电阻丝的电阻减半时，电流所做的功将变为原来的2倍，故C错误；
D．由可得，电阻和电压均减半时，电流所做的功将变为原来的，故D错误。
故选A。
2．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2Q，下列办法中可行的是( )
A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的
B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的
C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍
D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍
【答案】A
【解析】A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由可知，产生的热量变为2Q，故A符合题意；
B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由可知，热量变为原来的四分之一，故B不符合题意；
C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍，由可知，热量变为原来的4倍，故C不符合题意；
D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍，由可知，热量变为原来的，故D不符合题意。
故选A。
3．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )
A．导线的绝缘皮隔热
B．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
C．导线散热比电熨斗快
D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
【答案】D
【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，由公式Q=I2Rt，得出：R电炉丝＞R导线，
由产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢.隔热效果无关，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，发生这一现象的原因可能是( )
A．电压太高B．导线太粗C．导线太短D．导线太细
【答案】D
【解析】电饭锅与电源线串联，流过它们的电流和通电时间相等，由Q=I2Rt可知，电源线很热，说明电源线电阻产生的热量多，电源线电阻比较大，导体的电阻与导体材料.导体长度.导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料、长度一定，电阻较大，是因为电源线横截面积太小，电源线太细造成的，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．下面不是利用电热的实例( )
A．用电饭锅煮饭B．用电熨斗熨衣服
C．电视机外壳有许多小孔D．用电热壶烧水
【答案】C
【解析】电热既有有利的一面，也有有害的一面，利用电热的例子：A．电饭锅煮饭，B．用电熨斗熨衣服，D．用电热壶烧水；防止电热的例子C．电视机上的散热孔，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是( )
A．电压表V1的示数为4V
B．电路消耗的总功率是5W
C．通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J
D．通电lmin电动机产生的机械能是360J
【答案】C
【解析】由电路图可知，定值电阻与电动机组成串联电路，电压表V测电源电压，电压表V1测电动机电压，
A．由可知，电阻R两端电压
UR=IR=1A×4Ω=4V
电动机两端电压
UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V
则电压表V1示数是6V，故A错误；
B．电路消耗的总功率
P=UI=10V×1A=10W
故B错误；
C．通电1min电动机产生的热量
Q=I2RMt=(1A)2×1Ω×60s=60J
故C正确；
D．通电lmin电动机产生的机械能
W机械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J
故D错误。
故选C。
7．某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是1200J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是 J。
【答案】4800
【解析】由Q=I2Rt，可得通过导体的电流
当通过它的电流增大为原来的2倍时，在相同的时间内产生的热量
Q′=(I′)2Rt=(2I)2Rt=4I2Rt=4Q=4×1200J=4800J
8．电炉丝热得发红，而跟它串联的导线却几乎不发热，这是因为通过它们的电流 (填“相等”或“不相等”)，而导线的电阻比电炉丝的电阻 (填“小”或“大”)得多。
【答案】相等；小
【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，由串联电路特点知：I电炉丝=I导线，通电时间t相同，根据Q=I2Rt，因为R电炉丝＞R导线，所以电流产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，所以出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热的现象。
9．小菲冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热。
(1)如图是小菲进行实验探究的部分电路，甲.乙烧瓶中装有 相等初温相同的煤油，金属丝电阻分别为R甲、R乙，R甲＜R乙．通电一段时间后，发现乙烧瓶中温度计的示数大些，此现象说明：在 和 相同时， 越大，电流产生的热量越多，要使两烧瓶中煤油的温度升高得更快，滑动变阻器的滑片应向 滑动。
(2)小菲想用此装置探究水和煤油吸热能力，电路中必须满足的条件是 。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如表．
在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，此时水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用 这个物理量来描述。
【答案】(1)质量；电流；通电时间；电阻；A；(2)R甲=R乙；水；大于；比热容
【解析】(1)这是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，使用了串联电路，使电流相等，为了比较产生的热量的多少，应使用相同的等质量的煤油来吸收热量。
R甲、R乙电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为R甲＜R乙，电流通过R乙产生的热量多，因此乙瓶中的煤油温度上升的快，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大.电流产生的热量越多；
由图知，滑片应向A移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多，煤油温度升高得更快；
(2)在此实验中，电路中必须满足的条件是 R甲=R乙，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间．因为选用相同的装置加热，所以加热时间长的吸收的热量多。即水吸收的热量大于煤油吸收的热量。
通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，此实验中，水的吸热能力大于煤油的吸热能力，物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。
10．某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。
(1)试验采用的是 的研究方法，试验的设计依据是电流的 效应．
(2)闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是 的．(选填“相等”或“不相等”)
(3)一段时间后，可以观察到甲瓶中温度计的示数 乙瓶中温度计的示数；(选填“大于”.“等于”或“小于”)判断依据是 ．
【答案】(1)控制变量；热；(2)相等；(3)＜；根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同，通电时间相等的情况下，电阻值大的产生的热量多
【解析】电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间三个因素有关，对于多因素问题的探究我们都采用控制变量法；
要研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系，必须保证前提是电流和通电时间都相同。
图中两电阻丝串联，所以通过它们的电流和通电时间相同．电流通过导体时会将电能转化成热，热量被煤油吸收后，温度就会上升，然后通过温度计的示数反映产生热量的多少。
观察温度计的示数，发现甲瓶中的示数小于乙瓶中的示数，说明甲瓶中铜丝产生的热量比乙瓶中镍镉合金丝产生的热量少，从而得出在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。
二．提升训练
1．某同学家的1000W电炉子突然灭了，检查发现电炉丝烧断了，他把烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，则电炉子1s内产生的热量将( )
A．大于1000JB．小于1000JC．等于1000JD．无法确定
【答案】A
【解析】把电炉丝烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，电炉丝的材料.横截面积不变而长度变短，导体电阻R变小，电源电压U不变，由可知，电炉子的电功率变大，大于1000W，由W=Pt可知，电炉子在1s内产生的热量大于1000J，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2．有两条电阻丝，它们的电阻之比是2：1，把它们并联后接入电压为U的电路中，则在相等的时间里，它们放出的热量之比是( )
A．1：2B．2：1C．1：4D．4：1
【答案】A
【解析】并联电路电压U相等，两电阻丝并联在相等时间t内产生的热量之比
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
3．小伟用“热得快”烧开水结束后将插头从插座上拔下时发现插头有些烫手这可能是( )
A．插头插脚间短路了
B．插头插脚与插座金属片间接触不充分
C．插座金属片间短路了
D．插头插脚与插座金属片间有一处断路
【答案】B
【解析】A．如果插头插脚间短路，“热得快”将无法工作，故A不符合题意；
B．插头与插脚金属片间接触不充分，面积较小，所以接头处电阻增大，由公式Q=I2Rt可知，电流I与时间t相同时，R越大，导体电阻产生的热量越多，故B符合题意；
C．如果插座金属片短路了，家庭电路的保险丝或空气开关将断开，所有用电器都无法工作，故C不符合题意；
D．如果插头插脚与插座金属片间有一处断路，“热得快”中将没有电流通过，无法工作，故D不符合题意。
故选B。
4．甲、乙两电阻之比为1：3，在相同时间内产生热量之比为3：4，则通过甲、乙两个电阻的电流之比为( )
A．3：2B．2：3C．1：3D．3：4
【答案】A
【解析】由题意知：R甲：R乙=1：3，t甲：t乙=1：1，Q甲：Q乙=3：4，根据Q=I2Rt可得，通过两个电阻的电流之比为
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
5．如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同额煤油，铜丝和镍洛合金丝的长度.横截面积均相同，则( )
A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同
D．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越小
【答案】A
【解析】A．甲图中A、B串联，电流相同，但两导体的电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A符合题意；
B．乙图中，导体电阻不变，但滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系，故B不符合题意；
C．甲图中，因为B中导体电阻大于A中导体电阻，根据可知，电流和通电时间相同时，B中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故C不符合题意；
D．乙图中，导体电阻不变，由可知，相同时间内，电流越大，产生热量越多，温度计示数升高越小，故D不符合题意。
故选A。
6．如图所示，是探究“电流产生热量与哪些因素有关”的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度.横截面积相同。下列选项正确的是( )
A．甲图不能用来探究电流产生热量与电流大小的关系
B．乙图也可以用来探究电流产生的热量与电阻的关系
C．在乙图中，滑动变阻器仅起保护电路的作用
D．在甲图中，闭合开关一段时间后，B瓶中温度计的示数更高
【答案】D
【解析】A．甲图中只观察A(或B)分别做两次实验，保持液体初温和加热时间相同，用滑动变阻器改变电流大小，比较两次实验温度计示数的变化，可以探究导体产生热量与电流大小的关系，故A错误；
B．乙图中，导体电阻不变，不能够探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误；
C．乙图中，滑动变阻器起到保护电路和改变电路中电流的作用，故C错误；
D．甲图中，因为B中导体电阻大于A中导体电阻，根据Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，B中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故D正确。
故选D。
7.两个电热器的电阻之比是3：2，如果通过的电流强度相同，在相同的时间里，它们产生的热量之比是 ．两个电阻值相同的电热器，如果通过的电流强度之比为1：2，在相同时间里，它们产生的热量之比是 ．
【答案】3：2； 1：4
【解析】(1)由题意可知，R1：R2=3：2，I1=I2，t1=t2，由Q=I2Rt可得，产生的热量之比为
(2)由题意可知，R3=R4，I3：I4=1：2，t3=t4，由Q=I2Rt可得，产生的热量之比为
8．某电热水壶正常工作时的电流为5A.电阻为42Ω．假设电热水壶正常工作时电能全部转化为水的内能，工作5min后，水吸收的热量为 J，此热量能把质量为1kg.温度为20℃的水加热到 ℃[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]．
【答案】：3.15×105J；95
【解析】电流产生的热量为
Q=I2Rt=(5A)2×42Ω×5×60s=3.15×105J
由于全部转化，则水吸收的热量为
由可得
75℃
则水的末温为
t=75℃+20℃=95℃
9．如图所示的电路中，电源电压U=3V，R1=2ΩM闭合开关后，电流表读数为0.5A，求：
(1)R1在1min内产生的热量；
(2)R2的阻值。
【答案】(1)30J；(2)4Ω
【解析】(1)R1在t=1min=60s内产生的热量
Q=I2R1t=(0.5A)2×2Ω×60s=30J
(2)由I=可知，电阻
R=R1+R2=6Ω
电阻R2的阻值
R2=R﹣R1=6Ω﹣2Ω=4Ω
答：(1)R1在1min内产生的热量为30J；
(2)R2的阻值为4Ω。
10．有一个电动机接在电压为6V不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为3A，松手后电动机稳定转动，电流为0.3A。求：
(1)电动机转动时，每分钟线圈产生的热量；
(2)电动机转动时的机械功率。
【答案】：(1)10.8J；(2)1.62W
【解析】(1)因为，所以电动机线圈的电阻
电动机转动时每分钟线圈产生的热量为
Q=I2Rt=(0.3A)2×2Ω×60s=10.8J
(2)电动机总功率
P总=UI=6V×0.3A=1.8W
线圈发热功率
P热=I2R=(0.3A)2×2Ω=0.18W
输出的机械功率
P=P总﹣P热=1.8W﹣0.18W=1.62W
答：(1)电动机转动时，每分钟线圈产生的热量为10.8J；
(2)电动机转动时的机械功率为1.62W。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
煤油
60
20
6
68
一．夯实基础
1．要使电热器在单位时间内供热减少一半，以下方法中正确的是( )
A．电压不变，电阻增大到原来的2倍
B．电阻丝不变，把通过它的电流减少一半
C．保持电压不变，把电阻丝的电阻减小一半
D．把电热器的电阻和加它两端的电压均减小四分之一
【答案】A
【解析】A．由可得，电压不变，电阻增大到原来的2倍时，电流所做的功将变为原来的，故A正确；
B．由W=I2Rt可得，电阻不变，通过导体的电流减少一半时，电流所做的功将变为原来的，故B错误；
C.．由可得，电压不变，电阻丝的电阻减半时，电流所做的功将变为原来的2倍，故C错误；
D．由可得，电阻和电压均减半时，电流所做的功将变为原来的，故D错误。
故选A。
2．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2Q，下列办法中可行的是( )
A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的
B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的
C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍
D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍
【答案】A
【解析】A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由可知，产生的热量变为2Q，故A符合题意；
B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由可知，热量变为原来的四分之一，故B不符合题意；
C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍，由可知，热量变为原来的4倍，故C不符合题意；
D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍，由可知，热量变为原来的，故D不符合题意。
故选A。
3．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )
A．导线的绝缘皮隔热
B．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
C．导线散热比电熨斗快
D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
【答案】D
【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，由公式Q=I2Rt，得出：R电炉丝＞R导线，
由产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢.隔热效果无关，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而其它用电器仍正常工作，发生这一现象的原因可能是( )
A．电压太高B．导线太粗C．导线太短D．导线太细
【答案】D
【解析】电饭锅与电源线串联，流过它们的电流和通电时间相等，由Q=I2Rt可知，电源线很热，说明电源线电阻产生的热量多，电源线电阻比较大，导体的电阻与导体材料.导体长度.导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料、长度一定，电阻较大，是因为电源线横截面积太小，电源线太细造成的，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．下面不是利用电热的实例( )
A．用电饭锅煮饭B．用电熨斗熨衣服
C．电视机外壳有许多小孔D．用电热壶烧水
【答案】C
【解析】电热既有有利的一面，也有有害的一面，利用电热的例子：A．电饭锅煮饭，B．用电熨斗熨衣服，D．用电热壶烧水；防止电热的例子C．电视机上的散热孔，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是( )
A．电压表V1的示数为4V
B．电路消耗的总功率是5W
C．通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J
D．通电lmin电动机产生的机械能是360J
【答案】C
【解析】由电路图可知，定值电阻与电动机组成串联电路，电压表V测电源电压，电压表V1测电动机电压，
A．由可知，电阻R两端电压
UR=IR=1A×4Ω=4V
电动机两端电压
UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V
则电压表V1示数是6V，故A错误；
B．电路消耗的总功率
P=UI=10V×1A=10W
故B错误；
C．通电1min电动机产生的热量
Q=I2RMt=(1A)2×1Ω×60s=60J
故C正确；
D．通电lmin电动机产生的机械能
W机械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J
故D错误。
故选C。
7．某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是1200J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是 J。
【答案】4800
【解析】由Q=I2Rt，可得通过导体的电流
当通过它的电流增大为原来的2倍时，在相同的时间内产生的热量
Q′=(I′)2Rt=(2I)2Rt=4I2Rt=4Q=4×1200J=4800J
8．电炉丝热得发红，而跟它串联的导线却几乎不发热，这是因为通过它们的电流 (填“相等”或“不相等”)，而导线的电阻比电炉丝的电阻 (填“小”或“大”)得多。
【答案】相等；小
【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，由串联电路特点知：I电炉丝=I导线，通电时间t相同，根据Q=I2Rt，因为R电炉丝＞R导线，所以电流产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，所以出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热的现象。
9．小菲冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热得发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热。
(1)如图是小菲进行实验探究的部分电路，甲.乙烧瓶中装有 相等初温相同的煤油，金属丝电阻分别为R甲、R乙，R甲＜R乙．通电一段时间后，发现乙烧瓶中温度计的示数大些，此现象说明：在 和 相同时， 越大，电流产生的热量越多，要使两烧瓶中煤油的温度升高得更快，滑动变阻器的滑片应向 滑动。
(2)小菲想用此装置探究水和煤油吸热能力，电路中必须满足的条件是 。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如表．
在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，此时水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用 这个物理量来描述。
【答案】(1)质量；电流；通电时间；电阻；A；(2)R甲=R乙；水；大于；比热容
【解析】(1)这是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验，使用了串联电路，使电流相等，为了比较产生的热量的多少，应使用相同的等质量的煤油来吸收热量。
R甲、R乙电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为R甲＜R乙，电流通过R乙产生的热量多，因此乙瓶中的煤油温度上升的快，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大.电流产生的热量越多；
由图知，滑片应向A移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多，煤油温度升高得更快；
(2)在此实验中，电路中必须满足的条件是 R甲=R乙，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间．因为选用相同的装置加热，所以加热时间长的吸收的热量多。即水吸收的热量大于煤油吸收的热量。
通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，此实验中，水的吸热能力大于煤油的吸热能力，物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。
10．某同学用如图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。
(1)试验采用的是 的研究方法，试验的设计依据是电流的 效应．
(2)闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是 的．(选填“相等”或“不相等”)
(3)一段时间后，可以观察到甲瓶中温度计的示数 乙瓶中温度计的示数；(选填“大于”.“等于”或“小于”)判断依据是 ．
【答案】(1)控制变量；热；(2)相等；(3)＜；根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同，通电时间相等的情况下，电阻值大的产生的热量多
【解析】电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间三个因素有关，对于多因素问题的探究我们都采用控制变量法；
要研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系，必须保证前提是电流和通电时间都相同。
图中两电阻丝串联，所以通过它们的电流和通电时间相同．电流通过导体时会将电能转化成热，热量被煤油吸收后，温度就会上升，然后通过温度计的示数反映产生热量的多少。
观察温度计的示数，发现甲瓶中的示数小于乙瓶中的示数，说明甲瓶中铜丝产生的热量比乙瓶中镍镉合金丝产生的热量少，从而得出在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。
二．提升训练
1．某同学家的1000W电炉子突然灭了，检查发现电炉丝烧断了，他把烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，则电炉子1s内产生的热量将( )
A．大于1000JB．小于1000JC．等于1000JD．无法确定
【答案】A
【解析】把电炉丝烧坏的地方剪掉一小段再接入电路，电炉丝的材料.横截面积不变而长度变短，导体电阻R变小，电源电压U不变，由可知，电炉子的电功率变大，大于1000W，由W=Pt可知，电炉子在1s内产生的热量大于1000J，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2．有两条电阻丝，它们的电阻之比是2：1，把它们并联后接入电压为U的电路中，则在相等的时间里，它们放出的热量之比是( )
A．1：2B．2：1C．1：4D．4：1
【答案】A
【解析】并联电路电压U相等，两电阻丝并联在相等时间t内产生的热量之比
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
3．小伟用“热得快”烧开水结束后将插头从插座上拔下时发现插头有些烫手这可能是( )
A．插头插脚间短路了
B．插头插脚与插座金属片间接触不充分
C．插座金属片间短路了
D．插头插脚与插座金属片间有一处断路
【答案】B
【解析】A．如果插头插脚间短路，“热得快”将无法工作，故A不符合题意；
B．插头与插脚金属片间接触不充分，面积较小，所以接头处电阻增大，由公式Q=I2Rt可知，电流I与时间t相同时，R越大，导体电阻产生的热量越多，故B符合题意；
C．如果插座金属片短路了，家庭电路的保险丝或空气开关将断开，所有用电器都无法工作，故C不符合题意；
D．如果插头插脚与插座金属片间有一处断路，“热得快”中将没有电流通过，无法工作，故D不符合题意。
故选B。
4．甲、乙两电阻之比为1：3，在相同时间内产生热量之比为3：4，则通过甲、乙两个电阻的电流之比为( )
A．3：2B．2：3C．1：3D．3：4
【答案】A
【解析】由题意知：R甲：R乙=1：3，t甲：t乙=1：1，Q甲：Q乙=3：4，根据Q=I2Rt可得，通过两个电阻的电流之比为
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
5．如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同额煤油，铜丝和镍洛合金丝的长度.横截面积均相同，则( )
A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系
C．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同
D．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越小
【答案】A
【解析】A．甲图中A、B串联，电流相同，但两导体的电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A符合题意；
B．乙图中，导体电阻不变，但滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系，故B不符合题意；
C．甲图中，因为B中导体电阻大于A中导体电阻，根据可知，电流和通电时间相同时，B中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故C不符合题意；
D．乙图中，导体电阻不变，由可知，相同时间内，电流越大，产生热量越多，温度计示数升高越小，故D不符合题意。
故选A。
6．如图所示，是探究“电流产生热量与哪些因素有关”的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度.横截面积相同。下列选项正确的是( )
A．甲图不能用来探究电流产生热量与电流大小的关系
B．乙图也可以用来探究电流产生的热量与电阻的关系
C．在乙图中，滑动变阻器仅起保护电路的作用
D．在甲图中，闭合开关一段时间后，B瓶中温度计的示数更高
【答案】D
【解析】A．甲图中只观察A(或B)分别做两次实验，保持液体初温和加热时间相同，用滑动变阻器改变电流大小，比较两次实验温度计示数的变化，可以探究导体产生热量与电流大小的关系，故A错误；
B．乙图中，导体电阻不变，不能够探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误；
C．乙图中，滑动变阻器起到保护电路和改变电路中电流的作用，故C错误；
D．甲图中，因为B中导体电阻大于A中导体电阻，根据Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，B中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故D正确。
故选D。
7.两个电热器的电阻之比是3：2，如果通过的电流强度相同，在相同的时间里，它们产生的热量之比是 ．两个电阻值相同的电热器，如果通过的电流强度之比为1：2，在相同时间里，它们产生的热量之比是 ．
【答案】3：2； 1：4
【解析】(1)由题意可知，R1：R2=3：2，I1=I2，t1=t2，由Q=I2Rt可得，产生的热量之比为
(2)由题意可知，R3=R4，I3：I4=1：2，t3=t4，由Q=I2Rt可得，产生的热量之比为
8．某电热水壶正常工作时的电流为5A.电阻为42Ω．假设电热水壶正常工作时电能全部转化为水的内能，工作5min后，水吸收的热量为 J，此热量能把质量为1kg.温度为20℃的水加热到 ℃[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]．
【答案】：3.15×105J；95
【解析】电流产生的热量为
Q=I2Rt=(5A)2×42Ω×5×60s=3.15×105J
由于全部转化，则水吸收的热量为
由可得
75℃
则水的末温为
t=75℃+20℃=95℃
9．如图所示的电路中，电源电压U=3V，R1=2ΩM闭合开关后，电流表读数为0.5A，求：
(1)R1在1min内产生的热量；
(2)R2的阻值。
【答案】(1)30J；(2)4Ω
【解析】(1)R1在t=1min=60s内产生的热量
Q=I2R1t=(0.5A)2×2Ω×60s=30J
(2)由I=可知，电阻
R=R1+R2=6Ω
电阻R2的阻值
R2=R﹣R1=6Ω﹣2Ω=4Ω
答：(1)R1在1min内产生的热量为30J；
(2)R2的阻值为4Ω。
10．有一个电动机接在电压为6V不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电流为3A，松手后电动机稳定转动，电流为0.3A。求：
(1)电动机转动时，每分钟线圈产生的热量；
(2)电动机转动时的机械功率。
【答案】：(1)10.8J；(2)1.62W
【解析】(1)因为，所以电动机线圈的电阻
电动机转动时每分钟线圈产生的热量为
Q=I2Rt=(0.3A)2×2Ω×60s=10.8J
(2)电动机总功率
P总=UI=6V×0.3A=1.8W
线圈发热功率
P热=I2R=(0.3A)2×2Ω=0.18W
输出的机械功率
P=P总﹣P热=1.8W﹣0.18W=1.62W
答：(1)电动机转动时，每分钟线圈产生的热量为10.8J；
(2)电动机转动时的机械功率为1.62W。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
煤油
60
20
6
68
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