中考物理复习专题训练：焦耳定律(解析版)

中考复习专题训练:焦耳定律

一、选择题

1.要使电阻在单位时间内产生的热量减少一半，则应（）

A. 使它的电阻减少一半

B. 使加在它两端的电压减少一半

C. 使通过它的电流减少一半

D. 使电压和电阻均减少一半

2.一阻值为60Ω的电热丝接在电源上，通过它的电流为2A，通电1min产生的热量为（）

A. 1.2×102J

B. 3.6×103J

C. 7.2×103J

D. 1.44×104J

3.电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是（）

A. 铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热

B. 铜导线有绝缘层，所以不怎么热

C. 铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红

D. 通过电炉丝的电流比通过电线的电流小

4.如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值．比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（）

A. U甲＜U乙，Q甲＜Q乙

B. U甲＜U乙，Q甲＞Q乙

C. U甲=U乙，Q甲=Q乙

D. U甲＞U乙，Q甲＜Q乙

5.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

6.一电阻丝通过1A的电流时，在t时间内放出的热量为Q，如果通过它的电流增加到2A时，在2t时间放出的热量为（）

A. 2Q

B. 4Q

C. 8Q

D. 16Q

7.如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（）

A. 只有甲、实验应用了控制变量法

B. 甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多

C. 乙实验时为了研究电流产生的热量与电阻的关系

D. 乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小

8.有两根电热丝R1和R2，其大小关系是R1:R2=3:1，若单独用R1对一壶水加热，则所需时间为t0．若将这两根电热丝并联连入电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热损失）（）

A. B. C. D.

9.甲导体的电阻为10Ω，乙导体的电阻为5Ω，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体产生的热量，正确的是（）

A. 甲导体产生的热量是乙的2倍

B. 甲导体产生的热量是乙的4倍

C. 甲、乙两导体产生的热量一样多

D. 条件不足，无法判断

10.下列说法正确的是（）

A. 白炽灯烧断后，可以通过摇晃使灯丝暂时搭上，应急使用，但相比正常发光的亮度更亮了，是因为电阻变大了

B. 在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，是因为连接处电阻小

C. 家用电炉通电正常工作后，电炉丝热的发红，而与之相连的导线却不热，是因为电炉丝电阻大

D. 并联电路中并联的用电器越多，电路中总功率越大，干路中电流越大，通过每个用电器的电流也越大

11.标有“220V 40W”字样的电风扇、电视机、电烙铁、节能灯都正常工作相同时间，产生热量最多是（）

A. 电风扇

B. 电视机

C. 电烙铁

D. 节能灯

12.同学们要应用如图所示的装置（R1＝R2），若干节干电池、开关、导线和停表探究电热跟电流关系，提出的下列说法错误的是（）

A. 实验时通过比较红色液柱上升的高度比较电热的大小

B. 实验时应该将1、2两装置并联接到电池节数不变的电源上

C. 实验时应该将1、2两装置分别接到电池节数不同的电源上

D. 只用装置1和给出的器材也能完成探究

二、填空题

13.有甲、乙两根电阻丝和一个电源电压不变的电源。将甲、乙两根电阻丝串联接在电源两端，在时间t内，产生的热量分别为Q1、Q2；将甲电阻丝单独接在电源两端，在时间t内，产生的热量为________ （不计电阻丝随温度的变化）。

14. 电热器是利用电流的________来工作的．某发热元件的阻值为420Ω，通过的电流为1A，通电10min 产生的热量是________J，这些热量能使2kg的冷水温度升高________℃．[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]．15.走进物理世界，基本概念和规律非常重要，请你写出一个电学物理定律的名称及它的数学表达式，名称：________，数学表达式________．

16. 电动机是一种广泛应用的动力设备，它主要上把电能转化为机械能，因其线圈存在电阻，还有一小部分电能转化为内能．现有一台电动机，其线圈电阻为0.4欧，当它的两端电压为220V时，通过它线圈的电阻的电流为10A，则在1分钟内该电动机消耗的电能是________ J，线圈产生的热量是________ J．17.据报道：近几年有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良所造成的，教训十分深刻. 线路连接处接触不良引起火灾的原因是：当线路连接处接触不良时，该处的电阻将________（减小/增大），电流通过该接触处产生的热量________（减少/增多），从而使局部温度升高，同时接触处的电阻又将随着温度的升高而________（减小/增大），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾.

18. 甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样，把它们串联在220V的电路中．在相同时间内产生热量较多的是________，将它们并联在电路中，产生热量较多的是________（选填“甲”或“乙”）．串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为________．

19.在文具铅笔芯、塑料尺、橡皮中，通常情况下是导体的有________；在工具钢丝钳、羊角锤、筷子的使用中，属于费力杠杆的有________；在家庭用具电风扇、电视机、电水壶中，属于电热器的有________。

20. 把一个电阻为44Ω的电炉接入电压为220V的电路中，通电10min产生的热量为________J．连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况．若接触不良，电流通过时产生的热量会更多．容易引起火灾．因为相比接触良好时连接处的电阻________（选填“更大”或“更小”）

三、实验探究题

21. 小华做了以下电学实验．

（1）他用“伏安法”测电阻；①请用笔画线代替导线，将图1所示的实物电路连接完整________．

②在连接电路时，开关应________，滑动变阻器滑片P应位于________端（选填“A”或“B”）．

③闭合开关，滑动变阻器滑片P移动到某一位置，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，其示数为________ A，则R的阻值是________Ω．实验中需要多次测量求平均值的目的是________．

（2）他想设计一个电路探究电流产生的热量与电流和电阻的关系．提供的器材是：图3所示的三个插有温度计的相同玻璃瓶（瓶内装有质量、温度相同的煤油，三根电阻丝的电阻大小关系为：R甲=R乙＞R丙），还有一个滑动变阻器，一个单刀单掷开关，一个单刀双掷开关（符号），电源以及若干导线．①本实验中通过观察________比较电流产生的热量多少．

②请你选择合适的器材，设计一个不能拆装且合理的实验电路，在虚线框内画出实验电路图，并标出选择的电阻________．

22. 小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．

（1）通电一段时间后，小明发现________ 烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越________ ，产生的热量越多．

（2）本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式，控制________ 及________ 相同；还使用了转换的科学性，实验中采取的措施是________ ．

（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成________ 相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的________ 相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理．

四、计算题

23. 在厨房里安装如图甲所示俗称“小厨宝”的电热水龙头，使用起来非常方便，旋转手柄S可处于冷水档

a、温水档b或热水档c，它的简要工作电路如图乙所示，虚线方框内有“小厨宝”的两个发热电阻（未画出），温水档的发热电阻R1=44Ω，电源电压为220V．

①当S旋到b档位时，求通电10秒电流产生的热量．

②当S旋c档位时，水龙头的电功率为2019W，求此时发热电阻的总阻值．

③请你在虚线方框内画出发热电阻的电路，并连接到相应的档位和“c”点．

24. 如图所示，电源电压和小灯泡L电阻不变，小灯泡L标有“6V6W”字样，滑动变阻器阻值变化范围为0～18Ω．当开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡L正常发光，电流表的示数为1.5A．求：

（1）小灯泡L正常发光时的电阻；

（2）通电5min电流通过R1产生的热量；

（3）当S1闭合，S2、S3断开，小灯泡功率的变化范围．

五、综合题

25.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力．某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4Ω．

（1）电动机的工作原理是什么？

（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？电动机线圈产生多少热量？

（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象．

26.寒冷的冬天，小明给住在农村的奶奶买了一个如图所示的“暖手宝”，铭牌如表所示，请回答下列问题：

（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流和电阻各是多少？

（2）该“暖手宝”正常工作5分钟产生的热量是多少？

（3）小明奶奶家离变电站较远（变电站输出的电压为220V），输电导线的总电阻为11?，当小明在奶奶家断开其它用电器只使用该“暖手宝”时，“暖手宝”消耗的实际功率是多少？（小数后面保留一位小数，不考虑温度对电阻的影响）

产品名称暖手宝

产品货号OB32

额定功率440W

额定电压220V

通电储热5﹣8分钟

电源线长约80cm

暖手宝直径约200mm

答案解析

一、选择题

1.【答案】D

【解析】【解答】A、由W=t可知，电阻减少一半时，单位时间产生的热量将变为原来的2倍，不符合题意；

B、由W=t可知，使加在它两端的电压减少一半，单位时间产生的热量将变为原来的，不符合题意；

C、由W=I2Rt可知，使通过它的电流减少一半，单位时间所产生的热量将变为为原来的，不符合题意；

D、由W=t可知，使电压和电阻均减少一半，在单位时间内产生的热量将变为原来的，即减少一半，符合题意；

故选D．

【分析】纯电阻电路中电阻产生的热量和电流所做的功相等，计算公式通用，选择合理的电功率公式逐项分析即可得出结果．

2.【答案】D

【解析】【解答】解：通电时间t=1min=60s，

电热丝产生的热量：Q=I2Rt=（2A）2×60Ω×60s=1.44×104J．

故选D．

【分析】电热丝产生热量的多少利用焦耳定律可直接求出．

3.【答案】C

【解析】【解答】解：电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，由于电炉丝的电阻大，所以产生的热量多，因此电炉丝通电后热得发红，而铜导线却不怎么热．

由上述可知选项A、B、D都不正确．

故选C．

【分析】电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，因此在分析电流通过导体产热多少时应用控制变量法．在电流、通电时间相等时，电阻越大产生的热量越多；在电流、电阻一定时，通电时间越长产生的热量越多；在电阻、通电时间一定时，电流越大产生的热量越多．

4.【答案】A

【解析】【解答】由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，因为R甲＜R乙，由U=IR可知：U甲＜U乙；由Q=I2Rt知：Q甲＜Q乙；故选A

【分析】两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，由U=IR判断它们间的电压关系，由Q=I2Rt判断它们产生的热量关系．

5.【答案】D

【解析】【解答】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．

故选D．

【分析】由Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间有关，电饭锅跟导线串联在一起，因此通电时间和电流大小相等时，插头处电源线发现很热，说明此处电阻大．电阻的大小又与导线的长度和粗细有关，导线越长、越小电阻越大．

6.【答案】C

【解析】【解答】解：一电阻丝通过1A的电流时，在t时间内放出的热量为Q=I2Rt，

同一电阻丝的电阻值是不变的，I′=2A=2I，t′=2t，

通过它的电流增加到2A时，在2t时间放出的热量：

Q′=I′2Rt′=（2I）2R×2t=8I2Rt=8Q．

故选C．

【分析】同一电阻丝的电阻值是不变的，根据Q=I2Rt求出热量关系的大小．

7.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、甲、乙两次实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法，故A错误．

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可知，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错误；

C、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；

D、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左侧电阻产生热量多；则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故D正确；

故选D．

【分析】由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法进行分析．

8.【答案】A

【解析】【解答】烧开一壶水所需热量为Q吸，

单独用R1对一壶水加热，

Q吸=，

由题知，R1：R2=3：1，R2=R1，

将这两根电热丝并联连入电路，并联电阻：

R并=R1，

将这两根电热丝并联连入电路，则烧开同一壶水所需时间为t，

Q吸=

由水吸收的热量相同可得：=

解得：t=t0．

故答案为：A。【分析】先根据Q=表示出单独利用R1加热一壶水所吸收的热量，然后将两根电热丝并联的总电阻利用R1表示出来，再根据Q=将两根电热丝并联连入电路烧开同一壶水所吸收的热量，最后根据烧开同一壶水所吸收的热量相同求出两根电阻丝并联时的时间。

9.【答案】A

【解析】【解答】解：甲、乙两导体串联在电路中时，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，由Q=I2Rt可得，通电一段时间后，它们产生的热量之比：

即甲导体产生的热量是乙的2倍．

故选A．

【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等，根据Q=I2Rt求出它们产生热量的比值，然后得出答案．10.【答案】C

【解析】【解答】

A．白炽灯烧断后，可以通过摇晃使灯丝暂时搭上，由于灯丝变短，电阻变小，根据P=可知，电压不变时，实际功率变大，因此相比正常发光的亮度更亮了，故A错误；

B．在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，是因为连接处电阻变大，根据Q=I2Rt可知，串联电流相等，通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多，故B 错误；

C．家用电炉通电正常工作后，电炉丝热的发红，而与之相连的导线却不热，是因为电炉丝电阻大，根据焦耳定律可知，在电流相等和通电时间相同时，产生的热量多，故C正确；

D．并联电路中并联的用电器越多，电路中总功率越大，由I=可知，干路中电流越大，但是通过每个用电器的电流不变，故D错误．

故选：C．

【分析】（1）利用P=分析解答；

（2）利用焦耳定律结合连接处电阻变化分析解答；

（3）利用焦耳定律和串联电流相等特点分析解答；

（4）利用P=UI和并联电路特点分析解答．

11.【答案】C

【解析】【解答】∵U=220V，

∴四种用电器的实际功率：

P=P额=40W；

又∵W=Pt

∴四种用电器消耗的电能相同；

∵电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电视机将一部分电能转化为光能，电烙铁将电能全部转化为内能，节能灯把大部分电能转化为光能．

∴产生热量最多的是电烙铁．

故选C．

【分析】分别接入220V的电路中，四个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器．

12.【答案】B

【解析】【解答】在探究电热跟电流关系时，通过比较红色液柱上升的高度比较电热的大小，利用了转换法；如果将1、2两装置并联接到电池节数相同的电源上，R1和R两端电压相等，且R1＝R2，所以通

过R1和R2的电流相等，无法探究电流与电热的关系，所以B选项中的说法不正确；而将R1和R2分别接在电池节数不同的电源上时，通过R1和R2的电流不同，那么就可以在电阻和通电时间一定的条件下，去探究电流与电热的关系。如果把节数不同的电池分别接在装置一的两端，同样也可以起到与C选项相同的效果.

故答案为：B.

【分析】（1）控制变量法是物理中经常用到的一种探究方法；适用范围：当一个物理量受多个因素影响时，可用控制变量法进行探究其关系，即使探究的因素发生改变，其它因素都保持不变；

（2）由于两电阻丝的阻值不同，所以两电阻丝分得的电压不相同，然后根据电流做的功全部转化为煤油的内能进行分析，即根据煤油温度判断电流做功与电压的关系；

（3）根据Q=I2Rt可知，当电流和通过时间一定时，电流通过导体做的功与电阻成正比．

二、填空题

13.【答案】

【解析】【解答】设电源电压为U, 甲、乙两根电阻丝串联时甲两端电压为U1，电阻为R1，乙两端电压为U2，电阻为R2，由题意得：

甲电阻丝时间t内产生热量为

【分析】

焦耳定律Q=I2Rt,电能计算W=UIt，Q=W,串联电路电压规律，串联电路电流规律，综合分析处理问题能力，抽象逻辑思维能力。

14.【答案】热效应；25200；3

【解析】【解答】解：

电热器是利用电流的热效应工作的；

电流产生热量Q=I2Rt=（1A）2×420Ω×60s=25200J；

由题意知，水吸收的热量应等于电流产生的热量，则Q吸=25200J；

由Q吸=cm△t得：

△t= = =3℃．

故答案为：热效应；25200；3．

【分析】（1）电热器是将电能转化为内能的用电器，是利用电流的热效应来工作的；（2）根据Q=I2Rt 来计算产生热量的多少；（3）根据Q=cm△t来计算水升高的温度．本题是电和热的综合计算题目，考查了电流的热效应、焦耳定律及热量的计算公式应用，属基础性题目．

15.【答案】欧姆定律（或焦耳定律）；I= （或Q=I2Rt）

【解析】【解答】解：电学中的定律有：欧姆定律和焦耳定律，表达式分别为：I= 和Q=I2Rt．答：欧姆定律（或焦耳定律）；I= （或Q=I2Rt）．

【分析】初中物理中电学物理定律有欧姆定律和焦耳定律，由此解答．

16.【答案】1.32×105；2.4×103

【解析】【解答】解：（1）电动机1分钟内消耗的电能W=UIt=220V×10A×60s=1.32×105J；（2）线圈每秒产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×0.4Ω×60s=2.4×103J．故答案为：1.32×105；2.4×103．

【分析】（1）已知电压与电流，由功的公式W=UIt可求出电动机消耗的电能；（2）由公式Q=I2Rt可求出电动机线圈产生的热量；

17.【答案】增大；增多；增大

【解析】【解答】线路连接处由于接触不良，即接触面积变小，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；线路连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，接触处温度升高，使接触处的电阻进一步变大，产生更多的热量，使温度迅速升高，温度过高容易引发火灾 .

故答案为：增大；增多；增大.

【分析】线路连接处接触不良时，接触面积变小，电阻增大；根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量；导体的电阻随升高而增大.

18.【答案】甲；乙；111：250

【解析】【解答】解：（1）由P= 得，电炉的电阻R= ，因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率P甲＜P乙，

所以甲、乙两只电炉的电阻：R甲＞R乙，

又因为串联电路中的电流处处相等，

即通过甲、乙两只电炉的电流：I甲=I乙，

根据Q=I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＞Q乙，故串联时产生热量较大的是甲；

将它们并联在220V电路上，

根据并联电路中各支路两端的电压相等，即U甲=U乙=220V，

则两电炉的实际功率等于额定功率，即：P甲=500W；P乙=1000W，

根据Q=W=Pt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＜Q乙，故并联时产生热量较大的是乙；（2.）甲电炉的电阻为R甲= = =96.8Ω，乙电炉的电阻为R乙= = =48.4Ω，

串联在220V电路中甲消耗的实际功率为P实甲=I实2R甲=（）2×R甲=（）

2×96.8Ω≈222W；

当甲电炉并联在220V电路中，P实甲′=P额甲=500W，

所以两种情况下甲消耗的功率之比为P实甲：P实甲′=222W：500W=111：250．

故答案为：甲；乙；111：250．

【分析】（1）知道两只电炉的额定电压和额定功率，根据R= 比较两只电炉的电阻，根据串联电路的电流特点和焦耳定律比较两电炉的产生热量关系；

根据并联电路中各并联支路两端的电压相等和Q=W=Pt比较两电炉的产生热量关系；（2）分别计算两种情况下甲消耗的实际功率并确定其比例关系．

19.【答案】铅笔芯；筷子；电水壶

【解析】【解答】由图知道铅笔芯容易导电是导体，塑料尺、橡皮都不容易导电是绝缘体；钢丝钳、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；电热器是将电能转化为内能的用电器，电风扇是利用电动机将电能主要转化为风扇的机械能，少部分转化为内能的用电器，不属于电热器；电视机工作时将电能主要转化为光能和声能，同时有少部分转化为内能，不属于电热器；电水壶是将电能转化为内能的用电器，属于电热器。

故答案为：铅笔芯；筷子；电水壶.【分析】铅笔芯是导体，筷子是费力杠杆，电水壶产生内能，是电热用电器.

20.【答案】6.6×105；更大

【解析】【解答】解：（1）电炉通电10min产生的热量：Q=W= t= ×10×60s=6.6×105J；（2）连接处接触不良时，会使该处的电阻增大，

由焦耳定律的公式Q=I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，所以，电流经过线路连接处时产生的热量增多，容易引起火灾．

故答案为：6.6×105；更大．

【分析】（1）知道电炉的电阻和电压以及通电时间，根据Q=W= t求出产生的热量；（2）由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比；导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知

电阻大的产生的热量越多，据此分析．本题考查了电热公式和焦耳定律的灵活应用，知道导线和导线的连接处接触不良时，电阻增大是本题的解题关键．

三、实验探究题

21.【答案】（1）；断开；B；0.3；5；减小误差

（2）温度计示数；

【解析】【解答】解：（1）①在连接电路时，电压表要与被测电阻并联，因电源为两节干电池，所以接线柱选择“3”即可，如图1所示；

②连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，本图中，应将滑片置于B端；③图2中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则电流表的读数为0.3A；

根据欧姆定律I= 得，

电阻的大小R= = =5Ω；实验中需要多次测量求平均值的目的是为了减小误差；（2）①在探究电流产生的热量与电流和电阻的关系的实验中，通过观察温度计的示数比较电流产生热量的多少；②方法一：根据控制变量法，在探究电流产生的热量与电阻的关系时，应使电流的大小相同，使用两只阻值不同的电阻，将它们串联，为了探究与电流的关系，还要增加滑动变阻器，其电路图如下图4所示：

方法二：R甲与R丙串联后，再与R乙并联，直接比较R甲与R丙可探究产生热量与电阻的关系，比较R甲与R乙可探究产生热量与电流的关系，如图5所示．

故答案为：（1）①见上图；②断开；B；③0.3；5；减小误差；（2）①温度计示数；②见上图4和图5．【分析】（1）①在连接电路时，电压表要与被测电阻并联，且注意接线柱的选择；②连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处；

③根据电流表的量程和分度值，看准指针位置读数；再根据欧姆定律的变形公式计算电阻的大小；实验中多次测量取平均值可减小误差；（2）①在探究电流产生的热量与电流和电阻的关系的实验中，通过观察温度计的示数比较电流产生热量的多少；②根据控制变量法，分别探究与电流和电阻的关系，并控制相应的量不变，据此选择合适的电阻设计出电路图．

22.【答案】（1）乙；大

（2）电流大小；通电时间；观测煤油温度的变化多少

（3）质量；电阻

【解析】【解答】解：

（1）因为两电阻串联，所以通过它们的电流相等；由焦耳定律Q=I2Rt得，电阻大的在相同时间产生的热量多，升高的温度快．因此，甲烧瓶中温度计的示数升高快；

（2）实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中，这是为了控制通过两电阻的电流相同；

实验中，我们通过温度计的示数变化反应导体产生热量的多少，即采用转换法；

（3）探究“比较水和煤油比热容的大小”的实验，控制水和煤油两种物质的质量相等，吸收相等的热量，通过比较温度变化量来比较比热，或控制水和煤油两种物质的质量相等，升高相同的温度，通过吸收热量的多少来比较比热．所以将其中一烧瓶的煤油换成质量相等的水，将乙烧瓶中的铜丝换成与甲烧瓶中镍铬合金丝的电阻相等的镍铬合金丝．

故答案为：（1）乙；大；（2）电流大小；通电时间；观测煤油温度的变化多少；（3）质量；电阻．【分析】（1）根据图示可知，两电阻串联，即通过它们的电流相等，由焦耳定律可知阻值越大的电阻产生的热量越多，温度升高越快；

（2）通电导体产生热量的多少与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究与电阻大小的关系，让通过的电流和通电时间相同，即采用控制变量法；

实验中，我们通过温度计的示数变化反应导体产生热量的多少，即采用转换法；

（3）探究“比较水和煤油比热容的大小”的实验，根据Q=cm△t，控制水和煤油两种物质的质量相等，吸收相等的热量，通过比较温度变化量来比较比热，或控制水和煤油两种物质的质量相等，升高相同的温度，通过吸收热量的多少来比较比热．

四、计算题

23.【答案】①当S旋到b档位时，电热水龙头处于温水档，

则通电10秒电流产生的热量：

Q b=W b= t= ×10s=1.1×104J；

②当S旋c档位时，电热水龙头处于热水档，

由P= 可得，此时发热电阻的总阻值：

R= = =24.2Ω；

③由电路图可知，当S旋到b档位时，电路为R1的简单电路，当S旋c档位时，R1与R2并联，如下图所示：

答：①当S旋到b档位时，通电10秒电流产生的热量为1.1×104J；②当S旋c档位时，发热电阻的总阻值为24.2Ω；③如上图所示．

【解析】【分析】①当S旋到b档位时，电热水龙头处于温水档，根据Q=W= t求出通电10秒电流产生的热量；②当S旋c档位时，电热水龙头处于热水档，根据P= 求出此时发热电阻的总阻值；③由电路图可知，当S旋到b档位时，电路为R1的简单电路，当S旋c档位时，R1与R2并联，据此连接电路图．

24.【答案】（1）根据P= 可知：小灯泡的电阻R L= = =6Ω答：小灯泡L正常发光时

的电阻为6Ω

（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡与R1的并联，由于灯L正常发光，则电源电压为U=U L

=6V；

额

此时通过灯泡的电流I L= = =1A；

由并联电路的电流规律可知，通过R1的电流I1=I﹣I L=1.5A﹣1A=0.5A；

通电5min电流通过R1产生的热量：W1=UI1t=6V×0.5A×5×60s=900J

答：通电5min电流通过R1产生的热量为900J

（3）当S1闭合，S2、S3断开时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡实际功率最大，最大为6W．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡实际功率最小，

由欧姆定律可得，电路中的最小电流：I min= = =0.25A，

则灯泡的最小实际功率：P Lmin=（I min）2R L=（0.25A）2×6Ω=0.375W，

即小灯泡功率的变化范围为0.375W～6W

答：当S1闭合，S2、S3断开，小灯泡功率的变化范围为0.375W～6W

【解析】【分析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R= 求出灯泡的电阻；（2）当开关S1、S2、S3都闭合，灯泡与R1并联，滑动变阻器被短路，小灯泡L正常发光，所以电源电压为6V，已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式P=UI可求正常工作时的电流，电流表测量干路电流，通过R1的电流等于总电流减去通过灯泡的电流，根据公式W=UIt可求通电5min电流通过R1产生的热量．（3）当S1闭合，S2、S3断开，灯泡与滑动变阻器串联，当滑片在最左端时，灯泡正常发光，实际功率为额定功率，当滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为18Ω，根据公式P=UI求出此时电路的电流，再利用公式P=I2R求出此时灯泡的实际功率．从而求出灯泡电功率的变化范围．

五、综合题

25.【答案】（1）解：通电导体在磁场中受到力的作用

（2）解：电动机消耗的电能W=Pt=5.5kW×1h=5.5kW?h，

∵P=UI，∴电动机正常工作时的电流为I= = =25A，

线圈产生的热量Q=I2Rt=（25A）2×0.4Ω×3600s=9×105J

（3）解：线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能．消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高.

【解析】【分析】（1）电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；

（2）利用公式W＝pt计算电动机消耗的电能；利用焦耳定律：Q=I2Rt计算线圈产生的热量；

（3）电动机主要将电能转化为机械能，同时也将电能转化为内能，当电能无法转化为机械能时，便全部转化成了内能.

26.【答案】（1）解：由P=UI可得，暖手宝正常工作时的电流：I= = =2A，

由P= 可得，暖手宝电热丝的电阻：

R= = =110Ω

（2）解：由P= 可得，“暖手宝”正常工作5分钟产生的热量：Q=W=Pt=440W×300s=1.32×105J （3）解：电路总电阻：R串=R+R线=110Ω+11Ω=121Ω，通过暖手宝的实际电流：I实= = = A，暖手宝的实际功率：P实=I实2?R=（A）2×110Ω≈363.6W

【解析】【分析】（1）已知用电器的额定电压和额定功率，利用公式I= 得到正常工作电流，利用公式R= 得到电阻；（2）已知电热器的额定功率和正常工作时间，利用公式Q=Pt得到产生的热量；（3）暖手宝与导线是串联的，已知暖手宝和导线的电阻，可以得到电路总电阻，已知电源电压和总电阻，可以得到电路电流；已知暖手宝电阻和通过的电流，利用公式P=I2R得到暖手宝的实际功率．