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科学九年级上册第6节 电能随堂练习题
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这是一份科学九年级上册第6节 电能随堂练习题，共34页。
【同步练习】
一、选择题
1．（2023·河北保定中考）在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1=4Ω。闭合开关S后，电压表的示数为2V，则（ ）
A．电路中的电流为2A B．定值电阻R2的阻值为2Ω
C．定值电阻R1消耗的电功率为2W D．通电1min定值电阻R2产生的热量为120J
2．（2022·内蒙古通辽中考真题）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
3．（2023·北京石景山二模）小晨同学要“探究电流产生的热量与哪些因素有关”，准备了如下器材：两个保温烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，温度计和阻值分别为和的电热丝，且，如图所示，还有满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、秒表各一个，电流表两块，开关、导线若干，关于此实验说法正确的是（ ）
A．在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，必须要将两电热丝串联在电路中
B．将其中一个电热丝接入电路中，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系
C．实验过程中通过加热时间长短反映电流通过电热丝产生热量的多少
D．电流通过电热丝产生的热量一定比通过电热丝产生的热量多
4．（2023·江苏盐城一模）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）
A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1W
D．开关S1、S2都闭合时，在 1min 内电阻R产生的热量为24J
5．（2023·广东佛山·统考模拟预测）某家用电器的能量流向图如图所示，该用电器可能是（ ）
A．电视机B．电风扇C．电饭煲D．电水壶
6．（2022·湖南株洲·统考中考真题）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A． I1=I2，A管中的液面较低B． I1>I2，A管中的液面较高
C． I1=I2，A管中的液面较高D． I17．要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应（ ）
A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半 B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍 D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍
8．（2023·广东广州一模）如图1所示，规格相同的容器装了相同质量的纯净水和油。用相同实际功率的电加热器加热，得到图2所示的温度与加热时间的图线，若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，且c水>c油，则（ ）
A．加热相同时间，由于甲杯液体升高温度大，所以甲杯液体吸收热量多
B．升高相同的温度，两杯液体吸收相同的热量
C．甲杯液体是水
D．加热相同时间，两杯液体吸收的热量相同
9．（2022·广东珠海模拟）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置。电源电压恒不变，R1、R2为阻值恒定的电热丝且R1∶R2＝3∶1，闭合开关S1、断开S2，R1电功率为P。下列说法正确的是（ ）
A．此时可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．经过相同时间，R1与R2产生的热量之比为1∶3
C．若S1、S2均闭合，可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．若S1、S2均闭合，R1电功率变为P'，则P∶P'＝9∶16
10．如图所示，某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极，发现铝箔纸发热并燃烧，关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时电路中没有电流B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸没有发生化学变化D．该实验能说明短路带来的危害
11．（2022·广东中山三模）如图为探究“焦耳定律”的实验装置，将容器中的5Ω和10Ω电阻丝串联在电路中，两个透明容器中密封着等量的空气，初始时甲、乙U形管中液面高度相同。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置用于探究“通电导体产生的电热与电流的关系”
B．闭合开关后，通过5Ω电阻丝的电流大于10Ω的电流
C．闭合开关后，比较U形管中液面高度差，甲的比乙小
D．闭合开关后，要使液面上升更快，应将滑动变阻器滑片P向左移动
12．（2023·山东淄博一模）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如下图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗
B．小灯泡的额定功率为0.5W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是15Ω
D．当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J
13．（2022·陕西西安）张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体a的电阻大于导体b的电阻
B．将导体b单独接入电路，电流通过导体b产生的电热等于电功
C．当导体b两端电压为0V时，其电阻变为0Ω
D．通过导体a的电流与其两端的电压成反比
14．如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象，将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω B．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
C．再闭合开关S2后，电路总功率为1.5W D．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.2A
15．（2023·天津河东二模）小明想用两个相同的发热电阻、设计一种“暖手宝”。开关闭合时，为低温发热状态：再闭合，为高温发热状态；再断开，暖手宝停止发热。如图所示电路的设计符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
16.如图，电源电压恒为9 V，闭合开关S后，电流表和电压表的示数分别为0.3 A和3 V。现用一个定值电阻R0替换R1或R2，要求替换后两电表示数均变小，且电流表示数变为0.2 A。则下列判断正确的是（ ）
A．替换前R1在1 min内产生的热量为145 JB．R2的阻值为20 Ω
C．替换电阻后电路的总功率为1.2 WD．电阻R0替换R1，阻值为35 Ω
17．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙两实验都运用了控制变量法
B．甲图通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
C．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4∶1
18．（2023·广东广州三模）有一款网红产品“发热围脖”，其原理很简单；内置两个发热电阻，当开关S1闭合时，为低温状态；再闭合S2，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，围脖停止发热。如图所示，以下简化模拟电路设计正确的是（ ）
A．B．C．D．
19．（2023·广东深圳二模）小明对实验室的小灯泡有研究兴趣。他取来一个灯泡（它的I-U图像如图所示）和一个阻值为5Ω的定值电阻R，分别将灯泡与R串、并联接入电路，下列说法正确的是（ ）
A．由图可知灯泡电阻恒定不变
B．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，通过灯的电流是0.25A
C．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，R两端的电压为1.5V
D．灯泡与R并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W
20．（2023·天津和平二模）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些 B．电压表能测量电源电压
C.电流表示数不等于两灯电流大小之和 D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
二、填空题
21．（2023·四川成都中考真题）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将接入电路工作3min产生的热量是 J。
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。
三、计算题
23．（2023·江苏苏州中考真题）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、，断开，电流表示数为0.4A，再闭合开关，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻产生的热量。
24．（2023·新疆中考真题）如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为，电流表的示数为。求：
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
25．（2023·广东中考真题）题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
26．（2023·辽宁抚顺中考真题）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。【c中药取4.0×103J/(kg·℃)】求：
（1）中药壶在文火状态下的电流；
（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。
27．（2023·山东济南二模）如图所示，是一款电热水壶和它的简化工作电路。S1闭合、S2断开时，电水壶处于保温挡；S1、S2都闭合时，电水壶处于加热挡。已知其加热功率为1760W，它处于保温挡时电路中的电流是0.2A。求：
（1）电水壶在加热时干路中的电流是多少？
（2）R1的阻值；
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量是多少？
28．（2021·云南昆明·校考三模）如图所示的电路中，电源电压恒定且U＝6V，灯泡L标有“6V 3W”字样，R＝8Ω。假设灯泡L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）闭合S1、S3，断开S2时，电流表的示数；
（3）只闭合S2时，电路中的总功率及通电10s电阻R产生的热量。
29．（2023·陕西咸阳二模）如图1是某品牌国产电热茶吧机，图2是其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位，工作电压为220V，R1和R2均为加热元件，R2的阻值为110Ω，保温挡的额定功率为440W。
（1）茶吧机处于加热挡时，两开关的开闭情况是 ；
（2）电阻R1的阻值为多少 ？加热挡的额定功率是多少 ？
（3）某次茶吧机工作时电功率随时间变化的图像如图3所示，则此过程中茶吧机产生的热量是多少 ?
30．（2022·广东中山三模）某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示。闭合开关，滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U﹣I图像如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）电路消耗的最大电功率；
（3）当滑片P处于最左端时，电阻R1在10s内产生的热量（结果保留1位小数）。
浙教版九年级上册第三章第六节
电能--电功率与焦耳定律的计算
【同步练习-解析】
一、选择题
1．（2023·河北保定中考）在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1=4Ω。闭合开关S后，电压表的示数为2V，则（ ）
A．电路中的电流为2A B．定值电阻R2的阻值为2Ω
C．定值电阻R1消耗的电功率为2W D．通电1min定值电阻R2产生的热量为120J
【答案】D
【解析】A．由图可知，R1、R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测电路的电流，已知U1=2V，通过R1的电流
根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.5A，故A错误；
B．根据串联电路的电压特点可知，R2两端的电压 U2=U-U1=6V-2V=4V
根据欧姆定律可知
故B错误；
C．定值电阻R1消耗的电功率为 P=U1I1=2V×0.2A=0.4W
故C错误；
D．通电1min定值电阻R2产生的热量为 Q=W=U2I2t=4V×0.5A×60s=120J
2．（2022·内蒙古通辽中考真题）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。
3．（2023·北京石景山二模）小晨同学要“探究电流产生的热量与哪些因素有关”，准备了如下器材：两个保温烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，温度计和阻值分别为和的电热丝，且，如图所示，还有满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、秒表各一个，电流表两块，开关、导线若干，关于此实验说法正确的是（ ）
A．在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，必须要将两电热丝串联在电路中
B．将其中一个电热丝接入电路中，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系
C．实验过程中通过加热时间长短反映电流通过电热丝产生热量的多少
D．电流通过电热丝产生的热量一定比通过电热丝产生的热量多
【答案】B
【解析】A．探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系，保持电流不变，改变电阻的大小，可以将两电阻丝并联在电路中，一个支路接入电流表，另一个支路接入变阻器和电流表，通过移动变阻器的滑片使另一个支路的电流和一个支路的电流相等，故A错误；
B．将其中一个电热丝接入电路中，通过移动变阻器的滑片改变电路中的电流，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，故B正确；
C．实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，故C错误；
D．通电时间和电流大小未知，电流通过电热丝产生的热量不一定比通过电热丝产生的热量多，故D错误。
4．（2023·江苏盐城一模）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）
A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1W
D．开关S1、S2都闭合时，在 1min 内电阻R产生的热量为24J
【答案】D
【解析】A．由图像知，L电压的变化大于电流的变化，所以其两端电压越大时，电阻增大，故A错误；
BC．由图乙知S1、S2都闭合时，L与R并联，根据并联电路的电压规律知 UL＝UR＝U＝2V
由图像知IL＝0.5A，IR＝0.2A，根据并联电路的电流规律知干路的电流为 I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A
即电流表的示数为0.7A；此时电路总功率为 P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W
故BC错误；
D．开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量为 QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J
故D正确。
5．（2023·广东佛山·统考模拟预测）某家用电器的能量流向图如图所示，该用电器可能是（ ）
A．电视机B．电风扇C．电饭煲D．电水壶
【答案】B
【解析】由图可知，该用电器工作时，将电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。
A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和部分内能，故A不合题意；
B．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，并产生少部分内能，故B符合题意；
．电饭煲和电水壶工作时，主要将电能转化为内能，故CD不合题意。
故选。
6．（2022·湖南株洲·统考中考真题）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A． I1=I2，A管中的液面较低B． I1>I2，A管中的液面较高
C． I1=I2，A管中的液面较高D． I1【答案】B
【解析】由题图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，I1>I2；由Q=I²Rt可知，通电时间相同时，I1>I2，R1=R2，所以左侧电阻产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A测玻璃管液面较高。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应（ ）
A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半 B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍 D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍
【答案】C
【解析】A．根据焦耳定律可知，当电阻不变时，使通过电热器的电流减小一半，则电热变为原来的，故A不符合题意；
B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故B不符合题意；
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故C符合题意；
D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故D不符合题意。
故选C。
8．（2023·广东广州一模）如图1所示，规格相同的容器装了相同质量的纯净水和油。用相同实际功率的电加热器加热，得到图2所示的温度与加热时间的图线，若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，且c水>c油，则（ ）
A．加热相同时间，由于甲杯液体升高温度大，所以甲杯液体吸收热量多
B．升高相同的温度，两杯液体吸收相同的热量
C．甲杯液体是水
D．加热相同时间，两杯液体吸收的热量相同
【答案】D
【解析】AD. 根据焦耳定律可知，加热器产生的热量等于加热器电流做的功
可知，甲乙加热器的实际功率相同，加热相同时间，所以加热器提供的热量相同，液体吸收热量相同，故A不符合题意，D符合题意；
B. 由图2可知，甲乙升高相同的温度，乙需要的时间更长，加热时间越长，液体吸收热量越多，所以乙吸收更多的热量，故B不符合题意；
C. 根据
可知，液体质量和升高的温度相同时，液体吸收热量越多，比热容越大，所以乙的比热容大于甲的比热容，所以乙杯液体是水，故C不符合题意。
9．（2022·广东珠海模拟）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置。电源电压恒不变，R1、R2为阻值恒定的电热丝且R1∶R2＝3∶1，闭合开关S1、断开S2，R1电功率为P。下列说法正确的是（ ）
A．此时可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．经过相同时间，R1与R2产生的热量之比为1∶3
C．若S1、S2均闭合，可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．若S1、S2均闭合，R1电功率变为P'，则P∶P'＝9∶16
【答案】D
【解析】A．由图知，闭合开关S1、断开S2，两电阻丝串联，两电阻丝阻值不同，通过的电流大小和通电时间相等，此时可以探究电流产生热量与电阻大小关系，故A错误；
B．根据焦耳定律公式可得，相同时间，R1与R2产生的热量之比
故B错误；
C．由图知，若S1、S2均闭合，R2短路，只有R1连入电路中，不能改变电阻的大小，所以不能探究电流产生热量与电阻大小关系，故C错误；
D．闭合开关S1、断开S2时，两电阻串联，由分压原理有
所以，S1、S2均闭合，只有R1连入电路中，U1′＝U，由可得
故D正确。
10．如图所示，某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极，发现铝箔纸发热并燃烧，关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时电路中没有电流B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸没有发生化学变化D．该实验能说明短路带来的危害
【答案】D
【解析】A．铝箔纸是导体，将它接在干电池的正负极上，形成通路，有电流通过，故A错误；
B．普通纸是绝缘体，接在干电池两端，不会形成回路，没有电流通过，不会产生热量，温度不会升高，不能燃烧，故B错误；
C．铝箔纸在燃烧时，有二氧化碳产生，是化学变化，故C错误；
D．该实验中，铝箔纸接在干电池两端，有电路通过，而铝箔纸的电阻极小，电源被短路，通过铝箔纸的电流过大，产生的热量多，铝箔纸会燃烧，则说明短路可能引发火灾，损坏电路，故D正确。
故选D。
11．（2022·广东中山三模）如图为探究“焦耳定律”的实验装置，将容器中的5Ω和10Ω电阻丝串联在电路中，两个透明容器中密封着等量的空气，初始时甲、乙U形管中液面高度相同。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置用于探究“通电导体产生的电热与电流的关系”
B．闭合开关后，通过5Ω电阻丝的电流大于10Ω的电流
C．闭合开关后，比较U形管中液面高度差，甲的比乙小
D．闭合开关后，要使液面上升更快，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C
【解析】AB．闭合开关，两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，该实验中两电阻丝电阻不同，通过它们的电流相同，该实验装置用于探究“通电导体产生的电热与电阻的关系”，故AB错误；
C．闭合开关后，因为R1＜R2，通过它们的电流相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt得相同时间左侧产生的热量少，反映在U形管上是液面上升得慢，所以甲的高度差比乙的小，故C正确；
D．闭合开关后，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知要使液面上升更快，即相同时间产生热量更多，应该增大电流，由欧姆定律可知，应减小电路总电阻，所以滑片应该向右移动，故D错误。
故选C。
12．（2023·山东淄博一模）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如下图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗
B．小灯泡的额定功率为0.5W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是15Ω
D．当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J
【答案】D
【解析】A．由电路图可知，灯泡与R串联，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，电流变大，则灯泡变亮，故A错误；
B．由图像可知，当灯泡电压为额定电压2.5V时，其电流为0.3A，故灯泡的额定功率为
故B错误；
C．当灯泡正常发光时，变阻器两端电压为
滑动变阻器R接入电路的阻值为
故C错误；
D．由图像可知，当小灯泡消耗的功率为0.2W时, 灯泡电压为1V，电流为0.2A，变阻器两端电压为
通电1min，滑动变阻器R产生的热量是
故D正确。
13．（2022·陕西西安）张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体a的电阻大于导体b的电阻
B．将导体b单独接入电路，电流通过导体b产生的电热等于电功
C．当导体b两端电压为0V时，其电阻变为0Ω
D．通过导体a的电流与其两端的电压成反比
【答案】B
【解析】A．由图像知，当
时，，根据可得两电阻分别为
即导体a的电阻小于导体b的电阻，故A错误；
B．只有在纯电阻的电路中，电路消耗的电能都转化为内能来发热，所以电功和电热相等，即，故B正确；
C．电阻是导体本身的一种性质，与电流和电压无关，故C错误；
D．由图像可知，通过a电阻的电流与其两端的电压成正比例函数，即通过导体a的电流与其两端的电压成正比，故D错误。
故选B。
14．如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象，将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω B．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
C．再闭合开关S2后，电路总功率为1.5W D．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.2A
【答案】D
【解析】A．只闭合开关S1时，电路为L的简单电路，由图象可知，当UL=2V、IL=0.5A时，灯泡的实际功率
PL=ULIL=2V×0.5A=1W
则电源电压 U=UL=2V
电流表示数为0.5A，小灯泡L的电阻为
故A错误；
BCD．再闭合开关S2时，L与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻R两端的电压 UR=U=2V
由图象可知，通过R的电流IR=0.2A，在1min内电阻R产生的热量 Q=W=URIRt=2V×0.2A×60s=24J
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以电流表示数增加了0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流 I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A
电路的总功率 P=UI=2V×0.7A=1.4W
故BC错误，D正确。
15．（2023·天津河东二模）小明想用两个相同的发热电阻、设计一种“暖手宝”。开关闭合时，为低温发热状态：再闭合，为高温发热状态；再断开，暖手宝停止发热。如图所示电路的设计符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】由题意可知，只闭合S1时，为低温发热状态，电路中的电流最小，电阻最大，说明R1与R2串联；再闭合S2后，为高温发热状态，说明电阻R2被短路，通过电路的电流最大；断开S1时，暖手宝停止发热，说明开关S1控制整个电路，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
16.如图，电源电压恒为9 V，闭合开关S后，电流表和电压表的示数分别为0.3 A和3 V。现用一个定值电阻R0替换R1或R2，要求替换后两电表示数均变小，且电流表示数变为0.2 A。则下列判断正确的是（ ）
A．替换前R1在1 min内产生的热量为145 JB．R2的阻值为20 Ω
C．替换电阻后电路的总功率为1.2 WD．电阻R0替换R1，阻值为35 Ω
【答案】D
【解析】A．替换前R1与R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2电流，R1电压为
R1在1 min内产生的热量为
故A错误；
B．由欧姆定律得，R2的阻值为
故B错误；
C．依题意得，替换电阻后电路的总功率为
故C错误；
D．电阻R0替换R1，由欧姆定律得，电路中的电阻变为
阻值为
故D正确。
17．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙两实验都运用了控制变量法
B．甲图通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
C．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4∶1
【答案】C
【解析】A．Q与I、R及t有关，甲实验电阻丝串联，电流和通电时间相等，是探究电热与电阻关系的；乙实验中右侧电阻丝并联一个电阻丝后与左侧电阻丝串联，容器内的电阻和通电时间均相同，是探究电热与电流关系的，都用到控制变量法，故A正确，不符合题意；
B．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt知道，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B正确，不符合题意；
C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右容器中电阻丝的电阻和通电时间均相同，但通过电阻的电流不同，所以是研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误，符合题意；
D．根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即 I右＝I左
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知道 I左＝I1+I2
两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即
由图知道，电阻、通电时间相同；由Q＝I2Rt知道，左边电阻产生的热量
右边电阻产生的热量
则
故D正确，不符合题意。
故选C。
18．（2023·广东广州三模）有一款网红产品“发热围脖”，其原理很简单；内置两个发热电阻，当开关S1闭合时，为低温状态；再闭合S2，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，围脖停止发热。如图所示，以下简化模拟电路设计正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】A．由图可知，闭合开关S1时，电路处于开路状态，故A错误；
B．由图可知，闭合开关S1时，电阻R1、R2串联，为低温状态；再闭合S2，电阻R2被短路，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热。故B正确；
C．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热。故C错误；
D．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电阻R2还处于通路状态，围脖不会停止发热。故D错误。
故选B。
19．（2023·广东深圳二模）小明对实验室的小灯泡有研究兴趣。他取来一个灯泡（它的I-U图像如图所示）和一个阻值为5Ω的定值电阻R，分别将灯泡与R串、并联接入电路，下列说法正确的是（ ）
A．由图可知灯泡电阻恒定不变
B．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，通过灯的电流是0.25A
C．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，R两端的电压为1.5V
D．灯泡与R并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W
【答案】D
【解析】A．由图可知灯泡的I-U图像为曲线，则灯泡的电阻会发生变化，故A错误；
B．从图中可知灯泡两端的电压为2V时，通过灯泡的电流为0.25A；灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，根据串联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压小于2V，由图像可知此时通过灯的电流小于0.25A，故B错误；
C．灯泡与R串联，从图中可知，当通过灯泡的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为1V，此时通过定值电阻的电流也为0.2A，定值电阻两端的电压为
根据串联电路的电压特点可知，电源电压为
所以，若灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，R两端的电压为1V，故C错误；
D．灯泡与R并联在电源电压为1V的电路中，根据并联电路的电压特点可知，灯泡和R两端的电压均为1V，从图中可知通过灯泡的电流为0.2A。根据C选项分析可知，当定值电阻两端的电压为1V，通过定值电阻的电流为0.2A。此时干路电流为
电路的功率为
故D正确。
故选D。
20．（2023·天津和平二模）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些 B．电压表能测量电源电压
C.电流表示数不等于两灯电流大小之和 D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
【答案】A
【解析】BCD．分析电路图可知，灯泡L1与L2并联，电流表测通过灯泡L1的电流，不等于两灯电流大小之和，电压表测并联电路中的电压，即电源电压；若电流表无示数，则电流表所在支路断路，L2发光且电压表有示数，则L2所在支路是通路，且干路中是通路，所以可能是L1断路，故BCD正确，不符合题意；
A．灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，则灯泡L2的阻值
电源电压为3V，所以灯泡L1正常发光，功率为0.75W；L2的功率
由于0.5625W<0.75W，所以灯泡L1发光亮一些，故A错误，符合题意。
二、填空题
21．（2023·四川成都中考真题）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将接入电路工作3min产生的热量是 J。
【答案】 a 432
【解析】[1]闭合开关S，当开关接通触点a时，连入电路中，当开关接通触点b时，R2连入电路中，已知R1的阻值较小，根据可知，当开关接通触点a时，“电饭锅”的功率更大。
[2]将接入电路工作3min产生的热量是
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
三、计算题
23．（2023·江苏苏州中考真题）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、，断开，电流表示数为0.4A，再闭合开关，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻产生的热量。
【答案】（1）8V；（2）；（3）108J
【解析】（1）闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压
（2）再闭合开关S2，R1与R2并联，则通过R2的电流
R2的阻值
（3）若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量
答：（1）电源电压为8V；
（2）R2的阻值是40Ω；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为108J。
24．（2023·新疆中考真题）如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为，电流表的示数为。求：
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
【答案】（1）0.30A；（2）5Ω，10Ω；（3）162J
【解析】解：（1）两电阻并联，根据并联电路的电流规律可得，通过电阻的电流
（2）两电阻并联在电源两端，则电阻 两端的电压
由欧姆定律可得，的阻值
的阻值
（3）该电路为纯电阻电路，由焦耳定律可得，整个电路在1min内产生的热量
答：（1）通过电阻的电流为0.30A；
（2）电阻的阻值5Ω，电阻的阻值10Ω；
（3）整个电路在1min内产生的热量是162J。
25．（2023·广东中考真题）题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】解：（1）由题意可知，电源电压恒为6V，只闭合S1时，电路中只有R1一个用电器，则R1两端电压为6V，R1=4Ω，根据欧姆定律可得
（2）只闭合S1时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
（3）S1、S2都闭合时高温挡工作，R1和R2并联，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，即
则高温档的功率为
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即
则R2的电功率为
根据
可得，R2的电阻值为
答：（1）低温挡工作时，通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
26．（2023·辽宁抚顺中考真题）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。【c中药取4.0×103J/(kg·℃)】求：
（1）中药壶在文火状态下的电流；
（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。
【答案】（1）1A；（2）9.6×105J；（3）1920s
【解析】解：（1）根据，中药壶在文火状态下的电流
（2）中药吸收的热量
（3）当S1接b时，R1和R2串联在电路中，为文火状态，根据
电路的总电阻
根据串联电路电阻的特点，R1的阻值为
当S1接a时，只有R1在电路中，为急火状态
不计热量损失W=Q吸，根据，加热过程所用时间
答：（1）中药壶在文火状态下的电流1A；
（2）中药吸收的热量9.6×105J；
（3）加热过程所用时间1920s。
27．（2023·山东济南二模）如图所示，是一款电热水壶和它的简化工作电路。S1闭合、S2断开时，电水壶处于保温挡；S1、S2都闭合时，电水壶处于加热挡。已知其加热功率为1760W，它处于保温挡时电路中的电流是0.2A。求：
（1）电水壶在加热时干路中的电流是多少？
（2）R1的阻值；
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量是多少？
【答案】（1）8A；（2）1100Ω；（3）26400J
【解析】解：（1）由P=UI可知，电水壶在加热时干路中的电流
（2）S1闭合、S2断开时，电水壶处于保温挡，由图可知，此时只有R1工作，此时通过R1的电流为0.2A，由可知，R1的阻值
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量 Q=I12R1t=（0.2A）2×1100Ω×10×60s=26400J
答：（1）电水壶在加热时干路中的电流是8A；
（2）R1的阻值为1100Ω；
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量是26400J。
28．（2021·云南昆明·校考三模）如图所示的电路中，电源电压恒定且U＝6V，灯泡L标有“6V 3W”字样，R＝8Ω。假设灯泡L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）闭合S1、S3，断开S2时，电流表的示数；
（3）只闭合S2时，电路中的总功率及通电10s电阻R产生的热量。
【答案】（1）12Ω；（2）1.25A；（3）1.8W；7.2J
【解析】解：（1）由题意可知：灯泡的额定电压
额定功率
由得，小灯泡L的电阻
（2）闭合S1、S3，断开S2时，灯泡与电阻R并联，电流表测总电流，因并联电路中各支路电压等于电源电压，则通过灯泡的电流
通过电阻R的电流
电流表的示数
（3）只闭合S2时，电阻R与灯泡串联，此时电路中的电流
电路中的总功率
通电10s电阻R产生的热量
答：（1）小灯泡L的电阻为12Ω；
（2）电流表的示数为1.25A；
（3）电路中的总功率为1.8W，通电10s电阻R产生的热量为7.2J。
29．（2023·陕西咸阳二模）如图1是某品牌国产电热茶吧机，图2是其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位，工作电压为220V，R1和R2均为加热元件，R2的阻值为110Ω，保温挡的额定功率为440W。
（1）茶吧机处于加热挡时，两开关的开闭情况是 ；
（2）电阻R1的阻值为多少 ？加热挡的额定功率是多少 ？
（3）某次茶吧机工作时电功率随时间变化的图像如图3所示，则此过程中茶吧机产生的热量是多少 ?
【答案】 S1闭合、S2接触触点3和4 110Ω 880W 1.98×106J
【解析】（1）[1]由图2可知，当开关S1闭合，S2接触3、4时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，茶吧机处于加热挡；当开关S1闭合，S2接触2、3时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，由可知，总功率最小，茶吧机处于保温挡。
（2）[2][3]当开关S1闭合，S2接触2、3时，只有R1工作，为保温挡，电阻R1的阻值为
R2的电功率
茶吧机加热挡的额定功率 P加热=P2+P保温=440W+440W=880W
（3）[4]由图3可知，茶吧机加热挡工作的时间 t1=30min=1800s
保温挡工作的时间 t2=45min-30min=15min=900s
茶吧机在加热过程中产生的热量 Q1=W1=P加热t1=880W×1800s=1.584×106J
茶吧机在保温过程中产生的热量 Q2=W2=P保温t2=440W×900s=3.96×105J
整个过程中茶吧机产生的热量 Q=Q1+Q2=1.584×106J+3.96×105J=1.98×106J
30．（2022·广东中山三模）某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示。闭合开关，滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U﹣I图像如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）电路消耗的最大电功率；
（3）当滑片P处于最左端时，电阻R1在10s内产生的热量（结果保留1位小数）。
【答案】（1）30Ω；（2）3.6W；（3）216.0J
【解析】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电压表测电源的电压，电路中的电流最大，由图乙可知，电压表的最大示数为6V，则电源的电压U＝6V，电路中的最大电流I＝0.6A。由可得，R1的阻值
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I'＝0.15A，此时R1的电压为1.5V，则滑动变阻器R2的电压
由可得，R2的最大阻值
（2）电路消耗的最大电功率
（3）滑动变阻器滑片P在最左端时，电路中的电流最大，则1min内电流通过R1产生的热量
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为30Ω；
（2）电路消耗的最大功率为3.6W；
（3）滑动变阻器滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量216.0J。
【同步练习】
一、选择题
1．（2023·河北保定中考）在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1=4Ω。闭合开关S后，电压表的示数为2V，则（ ）
A．电路中的电流为2A B．定值电阻R2的阻值为2Ω
C．定值电阻R1消耗的电功率为2W D．通电1min定值电阻R2产生的热量为120J
2．（2022·内蒙古通辽中考真题）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
3．（2023·北京石景山二模）小晨同学要“探究电流产生的热量与哪些因素有关”，准备了如下器材：两个保温烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，温度计和阻值分别为和的电热丝，且，如图所示，还有满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、秒表各一个，电流表两块，开关、导线若干，关于此实验说法正确的是（ ）
A．在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，必须要将两电热丝串联在电路中
B．将其中一个电热丝接入电路中，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系
C．实验过程中通过加热时间长短反映电流通过电热丝产生热量的多少
D．电流通过电热丝产生的热量一定比通过电热丝产生的热量多
4．（2023·江苏盐城一模）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）
A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1W
D．开关S1、S2都闭合时，在 1min 内电阻R产生的热量为24J
5．（2023·广东佛山·统考模拟预测）某家用电器的能量流向图如图所示，该用电器可能是（ ）
A．电视机B．电风扇C．电饭煲D．电水壶
6．（2022·湖南株洲·统考中考真题）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A． I1=I2，A管中的液面较低B． I1>I2，A管中的液面较高
C． I1=I2，A管中的液面较高D． I1
A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半 B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍 D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍
8．（2023·广东广州一模）如图1所示，规格相同的容器装了相同质量的纯净水和油。用相同实际功率的电加热器加热，得到图2所示的温度与加热时间的图线，若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，且c水>c油，则（ ）
A．加热相同时间，由于甲杯液体升高温度大，所以甲杯液体吸收热量多
B．升高相同的温度，两杯液体吸收相同的热量
C．甲杯液体是水
D．加热相同时间，两杯液体吸收的热量相同
9．（2022·广东珠海模拟）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置。电源电压恒不变，R1、R2为阻值恒定的电热丝且R1∶R2＝3∶1，闭合开关S1、断开S2，R1电功率为P。下列说法正确的是（ ）
A．此时可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．经过相同时间，R1与R2产生的热量之比为1∶3
C．若S1、S2均闭合，可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．若S1、S2均闭合，R1电功率变为P'，则P∶P'＝9∶16
10．如图所示，某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极，发现铝箔纸发热并燃烧，关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时电路中没有电流B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸没有发生化学变化D．该实验能说明短路带来的危害
11．（2022·广东中山三模）如图为探究“焦耳定律”的实验装置，将容器中的5Ω和10Ω电阻丝串联在电路中，两个透明容器中密封着等量的空气，初始时甲、乙U形管中液面高度相同。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置用于探究“通电导体产生的电热与电流的关系”
B．闭合开关后，通过5Ω电阻丝的电流大于10Ω的电流
C．闭合开关后，比较U形管中液面高度差，甲的比乙小
D．闭合开关后，要使液面上升更快，应将滑动变阻器滑片P向左移动
12．（2023·山东淄博一模）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如下图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗
B．小灯泡的额定功率为0.5W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是15Ω
D．当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J
13．（2022·陕西西安）张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体a的电阻大于导体b的电阻
B．将导体b单独接入电路，电流通过导体b产生的电热等于电功
C．当导体b两端电压为0V时，其电阻变为0Ω
D．通过导体a的电流与其两端的电压成反比
14．如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象，将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω B．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
C．再闭合开关S2后，电路总功率为1.5W D．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.2A
15．（2023·天津河东二模）小明想用两个相同的发热电阻、设计一种“暖手宝”。开关闭合时，为低温发热状态：再闭合，为高温发热状态；再断开，暖手宝停止发热。如图所示电路的设计符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
16.如图，电源电压恒为9 V，闭合开关S后，电流表和电压表的示数分别为0.3 A和3 V。现用一个定值电阻R0替换R1或R2，要求替换后两电表示数均变小，且电流表示数变为0.2 A。则下列判断正确的是（ ）
A．替换前R1在1 min内产生的热量为145 JB．R2的阻值为20 Ω
C．替换电阻后电路的总功率为1.2 WD．电阻R0替换R1，阻值为35 Ω
17．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙两实验都运用了控制变量法
B．甲图通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
C．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4∶1
18．（2023·广东广州三模）有一款网红产品“发热围脖”，其原理很简单；内置两个发热电阻，当开关S1闭合时，为低温状态；再闭合S2，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，围脖停止发热。如图所示，以下简化模拟电路设计正确的是（ ）
A．B．C．D．
19．（2023·广东深圳二模）小明对实验室的小灯泡有研究兴趣。他取来一个灯泡（它的I-U图像如图所示）和一个阻值为5Ω的定值电阻R，分别将灯泡与R串、并联接入电路，下列说法正确的是（ ）
A．由图可知灯泡电阻恒定不变
B．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，通过灯的电流是0.25A
C．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，R两端的电压为1.5V
D．灯泡与R并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W
20．（2023·天津和平二模）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些 B．电压表能测量电源电压
C.电流表示数不等于两灯电流大小之和 D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
二、填空题
21．（2023·四川成都中考真题）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将接入电路工作3min产生的热量是 J。
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。
三、计算题
23．（2023·江苏苏州中考真题）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、，断开，电流表示数为0.4A，再闭合开关，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻产生的热量。
24．（2023·新疆中考真题）如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为，电流表的示数为。求：
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
25．（2023·广东中考真题）题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
26．（2023·辽宁抚顺中考真题）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。【c中药取4.0×103J/(kg·℃)】求：
（1）中药壶在文火状态下的电流；
（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。
27．（2023·山东济南二模）如图所示，是一款电热水壶和它的简化工作电路。S1闭合、S2断开时，电水壶处于保温挡；S1、S2都闭合时，电水壶处于加热挡。已知其加热功率为1760W，它处于保温挡时电路中的电流是0.2A。求：
（1）电水壶在加热时干路中的电流是多少？
（2）R1的阻值；
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量是多少？
28．（2021·云南昆明·校考三模）如图所示的电路中，电源电压恒定且U＝6V，灯泡L标有“6V 3W”字样，R＝8Ω。假设灯泡L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）闭合S1、S3，断开S2时，电流表的示数；
（3）只闭合S2时，电路中的总功率及通电10s电阻R产生的热量。
29．（2023·陕西咸阳二模）如图1是某品牌国产电热茶吧机，图2是其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位，工作电压为220V，R1和R2均为加热元件，R2的阻值为110Ω，保温挡的额定功率为440W。
（1）茶吧机处于加热挡时，两开关的开闭情况是 ；
（2）电阻R1的阻值为多少 ？加热挡的额定功率是多少 ？
（3）某次茶吧机工作时电功率随时间变化的图像如图3所示，则此过程中茶吧机产生的热量是多少 ?
30．（2022·广东中山三模）某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示。闭合开关，滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U﹣I图像如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）电路消耗的最大电功率；
（3）当滑片P处于最左端时，电阻R1在10s内产生的热量（结果保留1位小数）。
浙教版九年级上册第三章第六节
电能--电功率与焦耳定律的计算
【同步练习-解析】
一、选择题
1．（2023·河北保定中考）在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1=4Ω。闭合开关S后，电压表的示数为2V，则（ ）
A．电路中的电流为2A B．定值电阻R2的阻值为2Ω
C．定值电阻R1消耗的电功率为2W D．通电1min定值电阻R2产生的热量为120J
【答案】D
【解析】A．由图可知，R1、R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测电路的电流，已知U1=2V，通过R1的电流
根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.5A，故A错误；
B．根据串联电路的电压特点可知，R2两端的电压 U2=U-U1=6V-2V=4V
根据欧姆定律可知
故B错误；
C．定值电阻R1消耗的电功率为 P=U1I1=2V×0.2A=0.4W
故C错误；
D．通电1min定值电阻R2产生的热量为 Q=W=U2I2t=4V×0.5A×60s=120J
2．（2022·内蒙古通辽中考真题）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。
3．（2023·北京石景山二模）小晨同学要“探究电流产生的热量与哪些因素有关”，准备了如下器材：两个保温烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，温度计和阻值分别为和的电热丝，且，如图所示，还有满足实验要求的学生电源、滑动变阻器、秒表各一个，电流表两块，开关、导线若干，关于此实验说法正确的是（ ）
A．在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，必须要将两电热丝串联在电路中
B．将其中一个电热丝接入电路中，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系
C．实验过程中通过加热时间长短反映电流通过电热丝产生热量的多少
D．电流通过电热丝产生的热量一定比通过电热丝产生的热量多
【答案】B
【解析】A．探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系，保持电流不变，改变电阻的大小，可以将两电阻丝并联在电路中，一个支路接入电流表，另一个支路接入变阻器和电流表，通过移动变阻器的滑片使另一个支路的电流和一个支路的电流相等，故A错误；
B．将其中一个电热丝接入电路中，通过移动变阻器的滑片改变电路中的电流，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，故B正确；
C．实验中，通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，故C错误；
D．通电时间和电流大小未知，电流通过电热丝产生的热量不一定比通过电热丝产生的热量多，故D错误。
4．（2023·江苏盐城一模）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）
A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1W
D．开关S1、S2都闭合时，在 1min 内电阻R产生的热量为24J
【答案】D
【解析】A．由图像知，L电压的变化大于电流的变化，所以其两端电压越大时，电阻增大，故A错误；
BC．由图乙知S1、S2都闭合时，L与R并联，根据并联电路的电压规律知 UL＝UR＝U＝2V
由图像知IL＝0.5A，IR＝0.2A，根据并联电路的电流规律知干路的电流为 I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A
即电流表的示数为0.7A；此时电路总功率为 P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W
故BC错误；
D．开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量为 QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J
故D正确。
5．（2023·广东佛山·统考模拟预测）某家用电器的能量流向图如图所示，该用电器可能是（ ）
A．电视机B．电风扇C．电饭煲D．电水壶
【答案】B
【解析】由图可知，该用电器工作时，将电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。
A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能和部分内能，故A不合题意；
B．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，并产生少部分内能，故B符合题意；
．电饭煲和电水壶工作时，主要将电能转化为内能，故CD不合题意。
故选。
6．（2022·湖南株洲·统考中考真题）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A． I1=I2，A管中的液面较低B． I1>I2，A管中的液面较高
C． I1=I2，A管中的液面较高D． I1
【解析】由题图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，I1>I2；由Q=I²Rt可知，通电时间相同时，I1>I2，R1=R2，所以左侧电阻产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A测玻璃管液面较高。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应（ ）
A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半 B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍 D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍
【答案】C
【解析】A．根据焦耳定律可知，当电阻不变时，使通过电热器的电流减小一半，则电热变为原来的，故A不符合题意；
B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故B不符合题意；
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故C符合题意；
D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故D不符合题意。
故选C。
8．（2023·广东广州一模）如图1所示，规格相同的容器装了相同质量的纯净水和油。用相同实际功率的电加热器加热，得到图2所示的温度与加热时间的图线，若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量，且c水>c油，则（ ）
A．加热相同时间，由于甲杯液体升高温度大，所以甲杯液体吸收热量多
B．升高相同的温度，两杯液体吸收相同的热量
C．甲杯液体是水
D．加热相同时间，两杯液体吸收的热量相同
【答案】D
【解析】AD. 根据焦耳定律可知，加热器产生的热量等于加热器电流做的功
可知，甲乙加热器的实际功率相同，加热相同时间，所以加热器提供的热量相同，液体吸收热量相同，故A不符合题意，D符合题意；
B. 由图2可知，甲乙升高相同的温度，乙需要的时间更长，加热时间越长，液体吸收热量越多，所以乙吸收更多的热量，故B不符合题意；
C. 根据
可知，液体质量和升高的温度相同时，液体吸收热量越多，比热容越大，所以乙的比热容大于甲的比热容，所以乙杯液体是水，故C不符合题意。
9．（2022·广东珠海模拟）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置。电源电压恒不变，R1、R2为阻值恒定的电热丝且R1∶R2＝3∶1，闭合开关S1、断开S2，R1电功率为P。下列说法正确的是（ ）
A．此时可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B．经过相同时间，R1与R2产生的热量之比为1∶3
C．若S1、S2均闭合，可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．若S1、S2均闭合，R1电功率变为P'，则P∶P'＝9∶16
【答案】D
【解析】A．由图知，闭合开关S1、断开S2，两电阻丝串联，两电阻丝阻值不同，通过的电流大小和通电时间相等，此时可以探究电流产生热量与电阻大小关系，故A错误；
B．根据焦耳定律公式可得，相同时间，R1与R2产生的热量之比
故B错误；
C．由图知，若S1、S2均闭合，R2短路，只有R1连入电路中，不能改变电阻的大小，所以不能探究电流产生热量与电阻大小关系，故C错误；
D．闭合开关S1、断开S2时，两电阻串联，由分压原理有
所以，S1、S2均闭合，只有R1连入电路中，U1′＝U，由可得
故D正确。
10．如图所示，某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极，发现铝箔纸发热并燃烧，关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时电路中没有电流B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸没有发生化学变化D．该实验能说明短路带来的危害
【答案】D
【解析】A．铝箔纸是导体，将它接在干电池的正负极上，形成通路，有电流通过，故A错误；
B．普通纸是绝缘体，接在干电池两端，不会形成回路，没有电流通过，不会产生热量，温度不会升高，不能燃烧，故B错误；
C．铝箔纸在燃烧时，有二氧化碳产生，是化学变化，故C错误；
D．该实验中，铝箔纸接在干电池两端，有电路通过，而铝箔纸的电阻极小，电源被短路，通过铝箔纸的电流过大，产生的热量多，铝箔纸会燃烧，则说明短路可能引发火灾，损坏电路，故D正确。
故选D。
11．（2022·广东中山三模）如图为探究“焦耳定律”的实验装置，将容器中的5Ω和10Ω电阻丝串联在电路中，两个透明容器中密封着等量的空气，初始时甲、乙U形管中液面高度相同。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置用于探究“通电导体产生的电热与电流的关系”
B．闭合开关后，通过5Ω电阻丝的电流大于10Ω的电流
C．闭合开关后，比较U形管中液面高度差，甲的比乙小
D．闭合开关后，要使液面上升更快，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C
【解析】AB．闭合开关，两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，该实验中两电阻丝电阻不同，通过它们的电流相同，该实验装置用于探究“通电导体产生的电热与电阻的关系”，故AB错误；
C．闭合开关后，因为R1＜R2，通过它们的电流相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt得相同时间左侧产生的热量少，反映在U形管上是液面上升得慢，所以甲的高度差比乙的小，故C正确；
D．闭合开关后，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知要使液面上升更快，即相同时间产生热量更多，应该增大电流，由欧姆定律可知，应减小电路总电阻，所以滑片应该向右移动，故D错误。
故选C。
12．（2023·山东淄博一模）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如下图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗
B．小灯泡的额定功率为0.5W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是15Ω
D．当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J
【答案】D
【解析】A．由电路图可知，灯泡与R串联，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，电流变大，则灯泡变亮，故A错误；
B．由图像可知，当灯泡电压为额定电压2.5V时，其电流为0.3A，故灯泡的额定功率为
故B错误；
C．当灯泡正常发光时，变阻器两端电压为
滑动变阻器R接入电路的阻值为
故C错误；
D．由图像可知，当小灯泡消耗的功率为0.2W时, 灯泡电压为1V，电流为0.2A，变阻器两端电压为
通电1min，滑动变阻器R产生的热量是
故D正确。
13．（2022·陕西西安）张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体a的电阻大于导体b的电阻
B．将导体b单独接入电路，电流通过导体b产生的电热等于电功
C．当导体b两端电压为0V时，其电阻变为0Ω
D．通过导体a的电流与其两端的电压成反比
【答案】B
【解析】A．由图像知，当
时，，根据可得两电阻分别为
即导体a的电阻小于导体b的电阻，故A错误；
B．只有在纯电阻的电路中，电路消耗的电能都转化为内能来发热，所以电功和电热相等，即，故B正确；
C．电阻是导体本身的一种性质，与电流和电压无关，故C错误；
D．由图像可知，通过a电阻的电流与其两端的电压成正比例函数，即通过导体a的电流与其两端的电压成正比，故D错误。
故选B。
14．如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象，将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω B．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
C．再闭合开关S2后，电路总功率为1.5W D．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.2A
【答案】D
【解析】A．只闭合开关S1时，电路为L的简单电路，由图象可知，当UL=2V、IL=0.5A时，灯泡的实际功率
PL=ULIL=2V×0.5A=1W
则电源电压 U=UL=2V
电流表示数为0.5A，小灯泡L的电阻为
故A错误；
BCD．再闭合开关S2时，L与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻R两端的电压 UR=U=2V
由图象可知，通过R的电流IR=0.2A，在1min内电阻R产生的热量 Q=W=URIRt=2V×0.2A×60s=24J
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以电流表示数增加了0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流 I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A
电路的总功率 P=UI=2V×0.7A=1.4W
故BC错误，D正确。
15．（2023·天津河东二模）小明想用两个相同的发热电阻、设计一种“暖手宝”。开关闭合时，为低温发热状态：再闭合，为高温发热状态；再断开，暖手宝停止发热。如图所示电路的设计符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】由题意可知，只闭合S1时，为低温发热状态，电路中的电流最小，电阻最大，说明R1与R2串联；再闭合S2后，为高温发热状态，说明电阻R2被短路，通过电路的电流最大；断开S1时，暖手宝停止发热，说明开关S1控制整个电路，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
16.如图，电源电压恒为9 V，闭合开关S后，电流表和电压表的示数分别为0.3 A和3 V。现用一个定值电阻R0替换R1或R2，要求替换后两电表示数均变小，且电流表示数变为0.2 A。则下列判断正确的是（ ）
A．替换前R1在1 min内产生的热量为145 JB．R2的阻值为20 Ω
C．替换电阻后电路的总功率为1.2 WD．电阻R0替换R1，阻值为35 Ω
【答案】D
【解析】A．替换前R1与R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2电流，R1电压为
R1在1 min内产生的热量为
故A错误；
B．由欧姆定律得，R2的阻值为
故B错误；
C．依题意得，替换电阻后电路的总功率为
故C错误；
D．电阻R0替换R1，由欧姆定律得，电路中的电阻变为
阻值为
故D正确。
17．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙两实验都运用了控制变量法
B．甲图通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
C．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4∶1
【答案】C
【解析】A．Q与I、R及t有关，甲实验电阻丝串联，电流和通电时间相等，是探究电热与电阻关系的；乙实验中右侧电阻丝并联一个电阻丝后与左侧电阻丝串联，容器内的电阻和通电时间均相同，是探究电热与电流关系的，都用到控制变量法，故A正确，不符合题意；
B．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt知道，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B正确，不符合题意；
C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右容器中电阻丝的电阻和通电时间均相同，但通过电阻的电流不同，所以是研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误，符合题意；
D．根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即 I右＝I左
两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知道 I左＝I1+I2
两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即
由图知道，电阻、通电时间相同；由Q＝I2Rt知道，左边电阻产生的热量
右边电阻产生的热量
则
故D正确，不符合题意。
故选C。
18．（2023·广东广州三模）有一款网红产品“发热围脖”，其原理很简单；内置两个发热电阻，当开关S1闭合时，为低温状态；再闭合S2，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，围脖停止发热。如图所示，以下简化模拟电路设计正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】A．由图可知，闭合开关S1时，电路处于开路状态，故A错误；
B．由图可知，闭合开关S1时，电阻R1、R2串联，为低温状态；再闭合S2，电阻R2被短路，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热。故B正确；
C．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热。故C错误；
D．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电阻R2还处于通路状态，围脖不会停止发热。故D错误。
故选B。
19．（2023·广东深圳二模）小明对实验室的小灯泡有研究兴趣。他取来一个灯泡（它的I-U图像如图所示）和一个阻值为5Ω的定值电阻R，分别将灯泡与R串、并联接入电路，下列说法正确的是（ ）
A．由图可知灯泡电阻恒定不变
B．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，通过灯的电流是0.25A
C．灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，R两端的电压为1.5V
D．灯泡与R并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W
【答案】D
【解析】A．由图可知灯泡的I-U图像为曲线，则灯泡的电阻会发生变化，故A错误；
B．从图中可知灯泡两端的电压为2V时，通过灯泡的电流为0.25A；灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，根据串联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压小于2V，由图像可知此时通过灯的电流小于0.25A，故B错误；
C．灯泡与R串联，从图中可知，当通过灯泡的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为1V，此时通过定值电阻的电流也为0.2A，定值电阻两端的电压为
根据串联电路的电压特点可知，电源电压为
所以，若灯泡与R串联在电源电压为2V的电路中，R两端的电压为1V，故C错误；
D．灯泡与R并联在电源电压为1V的电路中，根据并联电路的电压特点可知，灯泡和R两端的电压均为1V，从图中可知通过灯泡的电流为0.2A。根据C选项分析可知，当定值电阻两端的电压为1V，通过定值电阻的电流为0.2A。此时干路电流为
电路的功率为
故D正确。
故选D。
20．（2023·天津和平二模）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些 B．电压表能测量电源电压
C.电流表示数不等于两灯电流大小之和 D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
【答案】A
【解析】BCD．分析电路图可知，灯泡L1与L2并联，电流表测通过灯泡L1的电流，不等于两灯电流大小之和，电压表测并联电路中的电压，即电源电压；若电流表无示数，则电流表所在支路断路，L2发光且电压表有示数，则L2所在支路是通路，且干路中是通路，所以可能是L1断路，故BCD正确，不符合题意；
A．灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，则灯泡L2的阻值
电源电压为3V，所以灯泡L1正常发光，功率为0.75W；L2的功率
由于0.5625W<0.75W，所以灯泡L1发光亮一些，故A错误，符合题意。
二、填空题
21．（2023·四川成都中考真题）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝，，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将接入电路工作3min产生的热量是 J。
【答案】 a 432
【解析】[1]闭合开关S，当开关接通触点a时，连入电路中，当开关接通触点b时，R2连入电路中，已知R1的阻值较小，根据可知，当开关接通触点a时，“电饭锅”的功率更大。
[2]将接入电路工作3min产生的热量是
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
三、计算题
23．（2023·江苏苏州中考真题）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、，断开，电流表示数为0.4A，再闭合开关，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻产生的热量。
【答案】（1）8V；（2）；（3）108J
【解析】（1）闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压
（2）再闭合开关S2，R1与R2并联，则通过R2的电流
R2的阻值
（3）若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量
答：（1）电源电压为8V；
（2）R2的阻值是40Ω；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为108J。
24．（2023·新疆中考真题）如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为，电流表的示数为。求：
（1）通过电阻的电流；
（2）电阻 的阻值；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
【答案】（1）0.30A；（2）5Ω，10Ω；（3）162J
【解析】解：（1）两电阻并联，根据并联电路的电流规律可得，通过电阻的电流
（2）两电阻并联在电源两端，则电阻 两端的电压
由欧姆定律可得，的阻值
的阻值
（3）该电路为纯电阻电路，由焦耳定律可得，整个电路在1min内产生的热量
答：（1）通过电阻的电流为0.30A；
（2）电阻的阻值5Ω，电阻的阻值10Ω；
（3）整个电路在1min内产生的热量是162J。
25．（2023·广东中考真题）题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】解：（1）由题意可知，电源电压恒为6V，只闭合S1时，电路中只有R1一个用电器，则R1两端电压为6V，R1=4Ω，根据欧姆定律可得
（2）只闭合S1时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
（3）S1、S2都闭合时高温挡工作，R1和R2并联，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，即
则高温档的功率为
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即
则R2的电功率为
根据
可得，R2的电阻值为
答：（1）低温挡工作时，通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
26．（2023·辽宁抚顺中考真题）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。【c中药取4.0×103J/(kg·℃)】求：
（1）中药壶在文火状态下的电流；
（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。
【答案】（1）1A；（2）9.6×105J；（3）1920s
【解析】解：（1）根据，中药壶在文火状态下的电流
（2）中药吸收的热量
（3）当S1接b时，R1和R2串联在电路中，为文火状态，根据
电路的总电阻
根据串联电路电阻的特点，R1的阻值为
当S1接a时，只有R1在电路中，为急火状态
不计热量损失W=Q吸，根据，加热过程所用时间
答：（1）中药壶在文火状态下的电流1A；
（2）中药吸收的热量9.6×105J；
（3）加热过程所用时间1920s。
27．（2023·山东济南二模）如图所示，是一款电热水壶和它的简化工作电路。S1闭合、S2断开时，电水壶处于保温挡；S1、S2都闭合时，电水壶处于加热挡。已知其加热功率为1760W，它处于保温挡时电路中的电流是0.2A。求：
（1）电水壶在加热时干路中的电流是多少？
（2）R1的阻值；
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量是多少？
【答案】（1）8A；（2）1100Ω；（3）26400J
【解析】解：（1）由P=UI可知，电水壶在加热时干路中的电流
（2）S1闭合、S2断开时，电水壶处于保温挡，由图可知，此时只有R1工作，此时通过R1的电流为0.2A，由可知，R1的阻值
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量 Q=I12R1t=（0.2A）2×1100Ω×10×60s=26400J
答：（1）电水壶在加热时干路中的电流是8A；
（2）R1的阻值为1100Ω；
（3）电水壶保温10min，R1产生的热量是26400J。
28．（2021·云南昆明·校考三模）如图所示的电路中，电源电压恒定且U＝6V，灯泡L标有“6V 3W”字样，R＝8Ω。假设灯泡L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）闭合S1、S3，断开S2时，电流表的示数；
（3）只闭合S2时，电路中的总功率及通电10s电阻R产生的热量。
【答案】（1）12Ω；（2）1.25A；（3）1.8W；7.2J
【解析】解：（1）由题意可知：灯泡的额定电压
额定功率
由得，小灯泡L的电阻
（2）闭合S1、S3，断开S2时，灯泡与电阻R并联，电流表测总电流，因并联电路中各支路电压等于电源电压，则通过灯泡的电流
通过电阻R的电流
电流表的示数
（3）只闭合S2时，电阻R与灯泡串联，此时电路中的电流
电路中的总功率
通电10s电阻R产生的热量
答：（1）小灯泡L的电阻为12Ω；
（2）电流表的示数为1.25A；
（3）电路中的总功率为1.8W，通电10s电阻R产生的热量为7.2J。
29．（2023·陕西咸阳二模）如图1是某品牌国产电热茶吧机，图2是其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位，工作电压为220V，R1和R2均为加热元件，R2的阻值为110Ω，保温挡的额定功率为440W。
（1）茶吧机处于加热挡时，两开关的开闭情况是 ；
（2）电阻R1的阻值为多少 ？加热挡的额定功率是多少 ？
（3）某次茶吧机工作时电功率随时间变化的图像如图3所示，则此过程中茶吧机产生的热量是多少 ?
【答案】 S1闭合、S2接触触点3和4 110Ω 880W 1.98×106J
【解析】（1）[1]由图2可知，当开关S1闭合，S2接触3、4时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，茶吧机处于加热挡；当开关S1闭合，S2接触2、3时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，由可知，总功率最小，茶吧机处于保温挡。
（2）[2][3]当开关S1闭合，S2接触2、3时，只有R1工作，为保温挡，电阻R1的阻值为
R2的电功率
茶吧机加热挡的额定功率 P加热=P2+P保温=440W+440W=880W
（3）[4]由图3可知，茶吧机加热挡工作的时间 t1=30min=1800s
保温挡工作的时间 t2=45min-30min=15min=900s
茶吧机在加热过程中产生的热量 Q1=W1=P加热t1=880W×1800s=1.584×106J
茶吧机在保温过程中产生的热量 Q2=W2=P保温t2=440W×900s=3.96×105J
整个过程中茶吧机产生的热量 Q=Q1+Q2=1.584×106J+3.96×105J=1.98×106J
30．（2022·广东中山三模）某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示。闭合开关，滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U﹣I图像如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）电路消耗的最大电功率；
（3）当滑片P处于最左端时，电阻R1在10s内产生的热量（结果保留1位小数）。
【答案】（1）30Ω；（2）3.6W；（3）216.0J
【解析】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电压表测电源的电压，电路中的电流最大，由图乙可知，电压表的最大示数为6V，则电源的电压U＝6V，电路中的最大电流I＝0.6A。由可得，R1的阻值
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I'＝0.15A，此时R1的电压为1.5V，则滑动变阻器R2的电压
由可得，R2的最大阻值
（2）电路消耗的最大电功率
（3）滑动变阻器滑片P在最左端时，电路中的电流最大，则1min内电流通过R1产生的热量
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为30Ω；
（2）电路消耗的最大功率为3.6W；
（3）滑动变阻器滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量216.0J。
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