第第頁\o"10.3物體的浮沉條件及應用"15.3\o"15.3電熱器電流的熱效應"電熱器電流的熱效應（第2課時）（考點解讀）（解析版）4、焦耳定律（1）內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律；

（2）公式：Q=I2Rt，公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆（Ω），通過的時間t的單位要用秒（s）這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）；

（3）變形公式：，Q=UIt。（4）在純電阻電路中，電能全部轉化為熱能，電功等于電熱，即W=Q；在非純電阻電路中，電能大部分轉化為其他能，已小部分轉化為熱能，電功大于電熱，W=Q+W其他；

5、焦耳定律的應用（1）純電阻電路：純電阻電路就是除電源外，只有電阻元件的電路，或有電感和電容元件，但它們對電路的影響可忽略；電壓與電流同頻且同相位．電阻將從電源獲得的能量全部轉變成內能，這種電路就叫做純電阻電路；基本上，只要電能除了轉化為熱能以外沒有其他能的轉化，此電路為純電阻電路。（2）焦耳定律的推導公式：，Q=UIt，適用范圍，純電阻電路；

（3）電熱器的“雙擋”問題：

①“雙擋”中的電阻：電熱器通常設計有“高溫擋”和“低溫擋”．根據(jù)可知，當U一定時，電阻越大，電功率越??；電阻越小，電功率越大，所以高溫擋總電阻最小，低溫擋總電阻最大；

②“雙擋”的控制開關

a短路式

兩個電阻串聯(lián)，把開關與其中一個電阻并聯(lián)，如下圖所示；

當閉合開關時，有一個電阻短路，只有一個電阻工作，此時為高溫擋；當斷開開關時，兩電阻串聯(lián)，電阻大一些，電熱器的功率小一些，此時為低溫擋；

b單刀雙擲式

主要工作電阻放在干路上，一條支路用導線，一條支路連接在附加電阻上，如下圖所示；

當開關擲向附加電阻的支路時，兩電阻串聯(lián)，為低溫擋；當開關擲向導線支路時，只有主要工作電阻工作，此時為高溫擋?！⒁猓弘娏魍ㄟ^電動機做功消耗的電能，一部分轉化為機械能，另一部分是轉化為內能，也就是W≠Q．那么，用來計算電功的公式W=UIt不能用來計算電熱，電熱智能用焦耳定律Q=I2Rt來計算。6、電功與熱量的綜合計算（1）電能與電熱的關系：對于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉化為內能（Q=W），這時以下公式均成立；對于非純電阻電路，電能除了轉化為內能，還要轉化為其他形式的能量。求Q時只能用Q=I2Rt。（2）串并聯(lián)電路電功特點：

①在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產生的總熱量等于部分電熱之和；

②串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成正比，即；

③并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成反比，即（各支路通電時間都相同）

（3）電熱的綜合計算：

①水吸收的熱量的計算：Q=cmΔt。②用電器消耗電能放出的熱量的計算：I2Rt=Q=W=Pt=UIt=（純電阻電路）。

③明確Q與W的比例關系。根據(jù)比例關系列出等式，求出未知量?！究键c4焦耳定律】【典例4-1】（2023?華鎣市二模）如圖所示，是研究電流熱效應的部分實驗電路（R1＞R2）．根據(jù)不同的連接方式，比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U甲、U乙以及它們在相同時間內分別產生的熱量Q甲、Q乙的大小，下面關系中正確的是（）A．若將甲、乙串聯(lián)，U甲＞U乙，Q甲＞Q乙 B．若將甲、乙并聯(lián)，U甲＝U乙，Q甲＞Q乙 C．若將甲、乙串聯(lián)，U甲＞U乙，Q甲＜Q D．若將甲、乙并聯(lián)，U甲＝U乙，Q甲＝Q乙【答案】A【分析】（1）串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)U＝IR比較兩電阻絲兩端的電壓關系，根據(jù)Q＝I2Rt比較兩電阻絲產生的熱量關系；（2）兩電阻絲并聯(lián)，加在它們兩端的電壓相等，然后由公式Q＝W＝t判斷電流通過它們產生熱量的關系。【解答】解：（1）兩電阻絲串聯(lián)，由題意可知R甲＞R乙，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由I＝的變形式U＝IR可知，U甲＞U乙，由Q＝I2Rt知：Q甲＞Q乙，故A正確，C錯誤；（2）兩電阻絲并聯(lián)，加在它們兩端的電壓相等，由題意知：R甲＞R乙，因為是電熱絲，在通電時間t相等時，由Q＝W＝t可知：Q甲＜Q乙，故BD錯誤。故選：A?！镜淅?-2】（2022秋?集賢縣期末）如圖是焦耳定律的實驗裝置。通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)左側容器連接的U形管液面高度差較大，若將R3拆下，R1換成10Ω的電阻，此裝置還能探究電流產生的熱量與電阻大小的關系?！敬鸢浮孔?；電阻大小?！痉治觥浚?）探究焦耳定律實驗中，通過比較U形管液面高度差來反映電阻產生熱量的多少，產生的熱量越多，U形管液面高度差越大；（2）將R3拆下，將R1換成10Ω的電阻，此時兩電阻串聯(lián)，串聯(lián)電路的電流處處相等，且兩電阻的阻值不同，據(jù)此分析?！窘獯稹拷猓禾骄拷苟蓪嶒炛?，通過比較U形管液面高度差來反映電阻產生熱量的多少，產生的熱量越多，U形管液面高度差越大。由圖可知，R2與R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，根據(jù)串、并聯(lián)電路電流特點可知，通過R1大于通過R2的電流，R1和R2電阻相同，根據(jù)Q＝I2Rt可知，電流通過R1產生的熱量多，所以左側容器連接的U形管液面高度差較大；若將R3拆下，R1換成10Ω的電阻，則10Ω電阻與R2串聯(lián)，通過它們的電流相等，電阻不等，所以可以探究電流產生的熱量與電阻大小的關系。故答案為：左；電阻大小?！镜淅?-3】（2023?云南）實驗小組在老師的指導下探究“電流通過導體產生的熱量與電流的關系”。同學們在燒瓶內安裝一根電阻絲，裝入適量的煤油，插入一支溫度計，設計了如圖甲所示的電路。（1）用筆畫線代替導線，將圖甲的電路連接完整。要求滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數(shù)變大，且導線不交叉。（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉，經(jīng)檢查僅電阻絲R有故障，則電阻絲R開路（選填“短路”或“開路”）。排除故障后進行實驗，實驗中通過觀察溫度計示數(shù)的變化來比較相同時間內不同電流產生熱量的多少。（3）調節(jié)滑動變阻器改變電流的大小，經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)：電阻絲阻值和通電時間一定時，電流I越大，通電導體產生的熱量Q越多。小明猜想：當電阻和通電時間一定時，Q可能與I成正比。隨后在老師幫助下，實驗小組測出了多組Q與I的數(shù)據(jù)。請?zhí)岢鲆环N判斷小明猜想是否正確的方法：將測得的Q與I的數(shù)據(jù)描點畫出Q﹣I圖像，若Q﹣I圖像為過原點的一條直線，則Q與I成正比，否則不成正比。（4）同學們進一步學習了解到：物理學家焦耳1840年就確定了當電阻和通電時間一定時，電流產生的熱量跟電流的二次方成正比的關系。生活中利用電熱工作的家用電器有電飯鍋（請舉一例）。（5）若要探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系，可選擇圖乙中B（選填“A”或“B”）燒瓶中的電阻與圖甲燒瓶中的電阻串聯(lián)（選填“串”或“并”）進行實驗。（6）本實驗應用的研究方法有轉換法和控制變量法。【答案】（1）見解答圖；（2）開路；溫度計示數(shù)的變化；（3）將測得的Q與I的數(shù)據(jù)描點畫出Q﹣I圖像，若Q﹣I圖像為過原點的一條直線，則Q與I成正比，否則不成正比；（4）電飯鍋；（5）B；串；（6）控制變量法。【分析】（1）滑片向右滑動時，電流表示數(shù)變大，說明滑動變阻器連入電路的電阻變小，從而確定滑動變阻器接入的接線柱；（2）電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電流產生的熱量不能用眼睛直接觀察，可以根據(jù)轉換法：通過溫度計示數(shù)變化來反映產生熱量的多少；（3）根據(jù)數(shù)學知識分析判斷Q與I是否成正比的方法；（4）根據(jù)電流的熱效應結合生活常識舉例；（5）探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系，應控制電流相等，改變電阻的阻值；（6）根據(jù)實驗中分別保持電阻和通電時間或電流和通電時間相同分析所用的研究方法?！窘獯稹拷猓海?）滑片向右滑動時，電流表示數(shù)變大，說明滑動變阻器連入電路的電阻變小，故滑動變阻器右下接線柱連入電路中，如圖所示：；（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉，說明電路斷路，由于經(jīng)檢查僅電阻絲R有故障，則電阻絲R開路；由于電流產生的熱量不能用眼睛直接觀察，此時應采用轉換法，通過溫度計示數(shù)的變化來反映產生熱量的多少；（3）實驗小組測出了多組Q與I的數(shù)據(jù)，由數(shù)學知識可知，可以將測得的Q與I的數(shù)據(jù)描點畫出Q﹣I圖像，若Q﹣I圖像為過原點的一條直線，則Q與I成正比，否則不成正比（或求出Q與I的比值，若Q與I的比值為定值，則Q與I成正比，否則不成正比）；（4）利用電熱工作的家用電器的特點是將電能轉化為內能，根據(jù)生活常識可知，電飯煲、電熱水壺等都是利用電熱工作；（5）根據(jù)控制變量法可知，探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系時，應控制電流相等，改變電阻的阻值，因此應該選用阻值與原來燒瓶中電阻絲阻值不同的B燒瓶中的電阻，由于要控制兩電阻的電流相等，因此應將圖乙中B燒瓶中的電阻與圖甲燒瓶中的電阻串聯(lián)；（6）在研究某個因素對電流通過導體產生的熱量的影響時，只改變這個因素，而保持其他因素不變，從而確定該因素是否影響電流通過導體產生熱量的多少，這種研究方法稱為控制變量法，因此還采用了控制變量法。故答案為：（1）見解答圖；（2）開路；溫度計示數(shù)的變化；（3）將測得的Q與I的數(shù)據(jù)描點畫出Q﹣I圖像，若Q﹣I圖像為過原點的一條直線，則Q與I成正比，否則不成正比；（4）電飯鍋；（5）B；串；（6）控制變量法。【變式4-1】（2023?鳳翔縣二模）關于下列各圖所示的實驗，說法正確的是（）A．圖甲中，將兩個鉛柱壓在一起，下面能夠懸掛一個鉤碼，說明分子之間存在間隙B．圖乙中，按壓活塞對空氣做功，硝化棉點燃，此過程與汽油機做功沖程的能量轉化相同 C．圖丙中，相同質量的水和煤油加熱相同時間，煤油升溫更快，煤油吸熱能力較弱 D．圖丁中，接通電路后可探究電流通過導體產生的熱量與電阻大小的關系【答案】C【分析】（1）分子間存在著相互作用的引力和斥力；（2）做功可以改變物體的內能，當外界對物體做功時，物體的內能增大，當物體對外界做功時，物體的內能就會減?。唬?）相同質量的不同物質吸收相同的熱量，比較溫度的變化，溫度變化大的（?。┪鼰崮芰θ酰◤姡?，比熱容?。ù螅唬?）電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關，研究與其中一個因素的關系時，要控制另外兩個因素不變，結合串聯(lián)、并聯(lián)電路電流的規(guī)律分析?！窘獯稹拷猓篈、壓緊的兩鉛塊，下面懸掛鉤碼而不分開，說明分子間存在引力，故A錯誤；B、當活塞迅速壓下去時，活塞對氣體做功，使氣體的內能增大，溫度升高，達到棉花的著火點，因此棉花燃燒起來，機械能轉化為內能，與汽油機壓縮沖程的能量轉化相同，故B錯誤；C、相同質量的不同物質吸收相同的熱量，比較溫度的變化，溫度變化大的吸熱能力弱，比熱容小，煤油升溫更快，煤油吸熱能力較弱，故C正確；D、裝置中，右側兩電阻并聯(lián)后再與左側電阻串聯(lián)，容器內兩電阻大小相等，根據(jù)并聯(lián)和串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過左側容器中電阻的電流大于通過右側容器中電阻的電流，而通電時間相同，故甲實驗可以研究電流產生的熱量與電流的關系，故D錯誤。故選：C。【變式4-2】（2023?浉河區(qū)模擬）任何偉大的發(fā)現(xiàn)都離不開科學家們堅持不懈的探索、歐姆進行了大量的實驗，探究出電流與電阻和電壓之間的關系；另一位偉大的物理學家根據(jù)所測電流通過電阻放出的熱量，提出了焦耳定律?！敬鸢浮繗W姆；焦耳?！痉治觥繗W姆研究并總結出電流跟電壓和電阻的關系，得出歐姆定律；在大量實驗的基礎上，英國物理學家焦耳找出了電流產生的熱量與電流、電阻、通電時間間的關系，即發(fā)現(xiàn)了焦耳定律，物理學中以焦耳的名字作為物理量能量的單位?！窘獯稹拷猓喝魏蝹ゴ蟮陌l(fā)現(xiàn)都離不開科學家們堅持不懈的探索、歐姆進行了大量的實驗，探究出電流與電阻和電壓之間的關系；另一位偉大的物理學家根據(jù)所測電流通過電阻放出的熱量，提出了焦耳定律。故答案為：歐姆；焦耳?！咀兪?-3】（2023?烏蘭浩特市校級一模）某同學在探究“電流通過導體產生的熱量與什么因素有關”時，采用如圖所示的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣。（1）實驗中通過觀察A、B兩個U形管中液面的高度差，來比較電流通過電阻絲產生的熱量的多少，這種實驗研究的方法叫轉換法。（2）甲裝置可探究電流產生的熱量與電阻的關系。（3）乙裝置中的電阻R3的作用主要是使通過容器中兩電阻的電流不同。通電一段時間后，左側U形管中液面的高度差較大。【答案】（1）轉換法；（2）電阻；（3）電流；（4）使通過容器中兩電阻的電流不同；左側?！痉治觥浚?）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法；（2）圖甲中將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過它們的電流I與通電時間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻；（3）裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和并聯(lián)電路電流特點可知乙裝置中的電阻R3的作用，根據(jù)焦耳定律可知哪側U形管中液面的高度差較大?！窘獯稹拷猓海?）電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉換法；（2）圖甲中將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過它們的電流I與通電時間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻，所以探究的是電流通過導體時產生的熱量與電阻的關系；（3）裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右＝I左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I右＝I1+I2，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I1＝I2，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側通過電流的一半，所以乙裝置中的電阻R3的作用主要是使通過容器中兩電阻的電流不同，由Q＝I2Rt可知，左邊容器中的電阻產生的熱量多，溫度升得較快。故答案為：（1）轉換法；（2）電阻；（3）電流；（4）使通過容器中兩電阻的電流不同；左側?！究键c5焦耳定律的應用】【典例5-1】（2023?新化縣模擬）測溫棚內的自動測溫裝置除測量體溫外還能記錄通過的人數(shù)。如圖所示，R0為定值電阻，R是光敏電阻，電源電壓為3V。閉合開關S，無人通過時，電壓表示數(shù)為2.5V，有人通過時，擋住入射到光敏電阻上的光，光敏電阻阻值變?yōu)?0Ω，電壓表示數(shù)變?yōu)?V，裝置計數(shù)一次。下列分析正確的是（）A．無人通過，R的阻值為25Ω B．有人通過時，電路總功率變小 C．有人通過時，流過R0的電流會變小 D．無人通過，R0在10s內產生的熱量為5J【答案】A【分析】由圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測光敏電阻R兩端的電壓；（1）由題意可知，有人通過時R兩端的電壓減小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點分析得出R0兩端的電壓變化，根據(jù)歐姆定律分析通過R0的電流變化；（2）根據(jù)P＝UI分析有人通過時，電路總功率的變化；（3）有人通過時，光敏電阻阻值變?yōu)?0Ω，電壓表示數(shù)變?yōu)?V，利用歐姆定律求出此時電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R0兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出R0的阻值；無人通過時，電壓表示數(shù)為2.5V，利用串聯(lián)電路的電壓特點求出R0兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流，進而求出此時R的阻值；（4）根據(jù)Q＝I2Rt求出無人通過時R0在10s內產生的熱量?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測光敏電阻R兩端的電壓；根據(jù)題意在電路圖中標出相關數(shù)據(jù)，如圖所示：A．有人通過時，電路中的電流為，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，此時R0兩端的電壓為：U0有＝U﹣UR有＝3V﹣2V＝1V，則定值電阻R0的阻值：，無人通過時，電壓表示數(shù)為2.5V，此時R0兩端的電壓為：U0無＝U﹣UR無＝3V﹣2.5V＝0.5V，此時電路的電流為：，此時R的阻值為：，故A正確；BC．有人通過時，電路中的電流為0.2A，無人通過時，電路中的電流為0.1A，所以，有人通過時電路中的電流變大（流過R0的電流會變大）；電源電壓不變，電路中的電流變大，根據(jù)公式P＝UI可知，有人通過時電路的總功率變大，故BC錯誤；D．無人通過，R0在10s內產生的熱量為：Q＝I無2R0t＝（0.1A）2×5Ω×10s＝0.5J，故D錯誤。故選：A?！镜淅?-2】（2022秋?南開區(qū)校級期末）額定電壓為220V的家用電暖器正常工作時，通過內部電熱絲的電流為5A，則電熱絲正常工作時的電阻為44Ω，工作10min產生的熱量為6.6×105J。【答案】44；6.6×105?！痉治觥恳阎娕魉与妷汉屯ㄟ^的電流，利用歐姆定律求電阻；又知道工作時間，再利用焦耳定律求產生熱量?！窘獯稹拷猓河深}知，電暖器在220V電路中工作時，通過電熱絲的電流為5A，由歐姆定律可得，電熱絲正常工作時的電阻：R＝＝＝44Ω；工作10min產生的熱量：Q＝I2Rt＝（5A）2×44Ω×10×60s＝6.6×105J。故答案為：44；6.6×105。【典例5-3】（2023?大連一模）圖甲是一款電熱杯墊，有高、低溫兩個擋位。杯墊內部簡化電路如圖乙所示，R1、R2為加熱電阻，電源電壓為220V，R1的阻值為2200Ω。閉合S1、S2是高溫擋，高溫擋功率為66W；只閉合S1是低溫擋。試求：（1）在低溫擋工作時，電路中的電流是多少？（2）低溫擋工作20min，杯墊產生的熱量是多少？（3）電阻R2的阻值是多少？【答案】（1）在低溫擋工作時，電路中的電流是0.1A；（2）低溫擋工作20min，杯墊產生的熱量是2.64×104J；（3）電阻R2的阻值是1100Ω?！痉治觥浚?）根據(jù)題意可知，只閉合S1是低溫擋，由圖乙可知，此時只有R1工作，根據(jù)歐姆定律求出低溫擋工作時，電路中的電流；（2）根據(jù)Q＝W＝UIt求出低溫擋工作20min，杯墊產生的熱量；（3）根據(jù)題意可知，閉合S1、S2是高溫擋，由圖乙可知，此時R1、R2并聯(lián)；根據(jù)P＝求出R1的功率，根據(jù)高溫擋功率和R1的功率求出R2的功率；根據(jù)P＝求出R2的阻值。【解答】解：（1）根據(jù)題意可知，只閉合S1是低溫擋，由圖乙可知，此時只有R1工作，低溫擋工作時，電路中的電流：I低＝I1＝＝＝0.1A；（2）低溫擋工作20min，杯墊產生的熱量：Q＝W＝UI低t＝220V×0.1A×20×60s＝2.64×104J；（3）根據(jù)題意可知，閉合S1、S2是高溫擋，由圖乙可知，此時R1、R2并聯(lián)；R1的功率：P1＝＝＝22W，由于電路中的總功率等于各用電器的電功率之和，所以R2的電功率：P2＝P高﹣P1＝66W﹣22W＝44W，由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝1100Ω。答：（1）在低溫擋工作時，電路中的電流是0.1A；（2）低溫擋工作20min，杯墊產生的熱量是2.64×104J；（3）電阻R2的阻值是1100Ω?！咀兪?-1】（2023?無錫模擬）在綜合實踐活動課上，小明設計了如圖甲所示的模擬調光燈電路，電源電壓恒定，R1為定值電阻，閉合開關S后，將滑動變阻器R2的滑片P由最右端向左移動，直至燈泡L正常發(fā)光，此過程中，電流表A的示數(shù)隨兩電壓表V1、V2（電壓表V2未畫出）示數(shù)變化關系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．電源電壓為3.5V B．小燈泡正常發(fā)光時，定值電阻R1與燈泡L的電功率之比為1：2 C．滑動變阻器的滑片處于最右端時，定值電阻R1在2min內產生的熱量為5J D．實驗過程中，滑動變阻器接入電路的阻值范圍為2～35Ω【答案】B【分析】由電路圖可知，閉合開關S后，燈泡、R1、R2串聯(lián)，電壓表V1測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）根據(jù)燈泡兩端的電壓越大時通過的電流越大判斷出小燈泡的I﹣U圖像，根據(jù)圖乙可知電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化關系，然后結合電流相等時兩電壓表的示數(shù)之和不相等判斷出電壓表V2并聯(lián)的位置；當滑動變阻器的滑片處于最右端時，變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，根據(jù)圖乙讀出電表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律表示出電源的電壓；當燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流最大，根據(jù)圖乙讀出電表的示數(shù)，同理表示出電源的電壓，然后聯(lián)立等式即可求出R1的阻值和電源的電壓；（2）由圖像得，燈泡正常發(fā)光時，電路電流和燈泡電壓，由歐姆定律算出定值電阻R1兩端的電壓，由P＝UI算出定值電阻R1與燈泡L的電功率之比；（3）滑動變阻器的滑片處于最右端時，接入電路中電阻最大，電路中電流最小，由圖像得出此時電路中電流，：由Q＝R1t算出定值電阻R1在2min內產生的熱量；（4）當滑動變阻器的滑片處于最右端時，變阻器接入電路中的電阻最大；當燈泡正常發(fā)光時，變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出其最大和最小值，然后得出滑動變阻器接入電路的阻值范圍?！窘獯稹拷猓河蓤D甲得，燈泡、定值電阻R1、滑動變阻器R2串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表V1測量燈泡電壓；A、因燈泡兩端的電壓越大時通過的電流越大，所以圖乙中圖線①是小燈泡的I﹣U圖像，由圖線②可知，電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)的增大而減小，所以電壓表V2測滑動變阻器兩端的電壓或測定值電阻和滑動變阻器兩端的電壓之和，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且總電壓等于各分電壓之和，所以，由電流相等時兩電壓表的示數(shù)之和不相等可知，電壓表V2測滑動變阻器R2兩端的電壓，即并聯(lián)在滑動變阻器R2兩端；當滑動變阻器的滑片處于最右端時，變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，由圖乙可知，燈泡兩端的電壓UL＝0.5V，變阻器R2兩端的電壓U2＝3.5V，電路中的電流I＝0.1A，則電源的電壓為：U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①當燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流最大，由圖乙可知，燈泡兩端的電壓UL′＝2.5V，變阻器R2兩端的電壓U2′＝0.75V，電路中的電流I′＝0.25A，則電源的電壓為：U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：R1＝5Ω，U＝4.5V，故A錯誤；B、由圖像得，燈泡正常發(fā)光時，電路電流為0.25A時，燈泡電壓為2.5V，由歐姆定律得，定值電阻R1兩端的電壓為：U1′＝I′R1＝0.25A×5Ω＝1.25V，由P＝UI得，定值電阻R1與燈泡L的電功率之比為：P1′：PL額＝U1′：UL額＝1.25V：2.5V＝1：2，故B正確；C、滑動變阻器的滑片處于最右端時，接入電路中電阻最大，電路中電流最小，由圖像得，此時電路中電流為0.1A，定值電阻R1在2min內產生的熱量為：Q＝R1t＝（0.1A）2×5Ω×2×60s＝6J，故C錯誤；D、由圖像得，當變阻器的電流為0.25A，電壓為0.75V時，變阻器接入電路中的電阻最小，為R2大＝＝＝3Ω；當變阻器的電流為0.1A，電壓為3.5V時，變阻器接入電路中的電阻最大，為：R2大＝＝＝35Ω，滑動變阻器接入電路的阻值范圍為3～35Ω，故D錯誤。故選：B?！咀兪?-2】（2023?蜀山區(qū)二模）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R1＝15Ω，當閉合開關S時，電流表示數(shù)為0.2A；當再閉合開關S1，電流表示數(shù)為0.5A；則通電1min后R2產生的熱量為54J?！敬鸢浮?4【分析】當閉合開關S時，電路為R1的簡單電路，根據(jù)I＝計算電源電壓，再閉合開關S1，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，由并聯(lián)電路電流規(guī)律可求通過R2的電流，根據(jù)Q＝W＝UIt計算通電1min后R2產生的熱量?！窘獯稹拷猓河蓤D知，當閉合開關S時，電路為R1的簡單電路，由I＝可得，電源電壓：U＝U1＝I1R1＝0.2A×15Ω＝3V，再閉合開關S1，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，通過R1的電流不變，由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可得，通過R2的電流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，通電1min后R2產生的熱量：Q＝W＝UIt＝3V×0.3A×1×60s＝54J。故答案為：54?！咀兪?-3】（2023?吉安模擬）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡的規(guī)格是“3V，1.5W”，R1＝10Ω，滑動變阻器R2上標有“20Ω，1A”，電壓表選用0～3V量程。斷開S2，閉合S和S1，當滑片P移到變阻器中點時，小燈泡正常發(fā)光。求：（1）電源電壓；（2）小燈泡正常發(fā)光時，通電10s滑動變阻器R2產生的熱量；（3）斷開S1，閉合S和S2，在保證電路元件安全前提下，電路消耗的最大功率。【答案】（1）電源電壓為8V；（2）小燈泡正常發(fā)光時，通電10s滑動變阻器R2產生的熱量為25J；（3）斷開S1，閉合S和S2，在保證電路元件安全前提下，電路消耗的最大功率為2.4W。【分析】（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P＝UI可求燈泡的正常發(fā)光電流；斷開S2，閉合S和S1時，變阻器與燈泡串聯(lián)，當滑片P移到變阻器中點時，小燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可求電源電壓；（2）根據(jù)Q＝I2Rt計算小燈泡正常發(fā)光時，通電10s鐘滑動變阻器R2產生的熱量；（3）斷開S1，閉合S和S2，R1與R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律，結合電表量程，分析計算出電路的最大電流，從而計算電路消耗的最大功率?！窘獯稹拷猓海?）由P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流IL＝＝0.5A；由圖知，斷開S2，閉合S和S1時，變阻器與燈泡串聯(lián)，當滑片P移到變阻器中點時，小燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路電流規(guī)律知，I2＝IL＝0.5A，由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律可得，電源電壓U＝U2+U額＝I2×0.5R2+U額＝0.5A×0.5×20Ω+3V＝8V；（2）小燈泡正常發(fā)光時，通電10s鐘滑動變阻器R2產生的熱量：Q2＝I22×R2中t＝（0.5A）2×0.5×20Ω×10s＝25J；（3）斷開S1，閉合S和S2，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端電壓，為保證電路安全，R1兩端電壓最大為3V，電路中電流最大I最大＝＝＝0.3A＜1A，滑動變阻器安全，所以電路消耗的最大功率：P最大＝UI最大＝8V×0.3A＝2.4W。答：（1）電源電壓為8V；（2）小燈泡正常發(fā)光時，通電10s滑動變阻器R2產生的熱量為25J；（3）斷開S1，閉合S和S2，在保證電路元件安全前提下，電路消耗的最大功率為2.4W?！究键c6電功與熱量的綜合計算】【典例6-1】（2022?麒麟?yún)^(qū)校級模擬）用兩只相同的電加熱器，分別給相同體積的水和某種油加熱，在開始和加熱3min時各記錄一次溫度，如下表所示．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ油＝0.8×103kg/m3，加熱的效率都為90%，油的末溫沒有達到它的沸點．下列說法正確的是（）加熱時間（min）03水的溫度（℃）1828油的溫度（℃）1843A．水和油的質量之比是4：5 B．這種油的比熱容為2.1×103J/（kg?℃） C．加熱3min，油吸收的熱量比水吸收的熱量多 D．加熱效率沒有達到100%，是因為電加熱器沒有把電能全部轉化為內能【答案】B【分析】（1）體積相同的不同物質，質量與密度成正比；（2）（3）由相同的加熱器可以體現(xiàn)出水與這種液體在相同的時間內吸收的熱量相同。取相同的時間，利用他們溫度的變化，結合吸熱公式即可求出該液體的比熱容；（4）能量在轉化和轉移時會有一定的損失，很難做出百分之百?！窘獯稹拷猓篈、由題意可知，水和油的體積相等，根據(jù)ρ＝可知，水和油的質量與密度成正比，即m水：m油＝ρ水：ρ油＝1.0×103kg/m3：0.8×103kg/m3＝5：4，故A錯誤；BC、取兩種液體都加熱了3分鐘為研究對象，因為是用的兩個相同的電加熱器，且加熱效率都為90%，所以Q水＝Q油，設它們的體積為V，則水的質量：m水＝ρ水V，油的質量：m油＝ρ油V，因為Q水＝c水m水（t水﹣t0），Q油＝c油m油（t油﹣t0）所以c水ρ水V（t水﹣t0）＝c油ρ油V（t油﹣t0），4.2×103J/（kg?℃）×1.0×103kg/m3×（28℃﹣18℃）＝c油×0.8×103kg/m3×（43℃﹣18℃）解得：c油＝2.1×103J/（kg?℃），故B正確、C錯誤；D、加熱效率沒有達到100%，主要是因為電加熱器產生的熱量沒有全部被液體吸收，而不是因為電加熱器沒有把電能全部轉化為內能，故D錯誤。故選：B?！镜淅?-2】（2023?德州）如圖所示，某家用電熱水壺有“高溫”、“低溫”兩擋，已知定值電阻R1與R2阻值相等，“低溫擋”正常工作時的功率為484W，則R2的阻值為50Ω。在標準大氣壓下，用“高溫擋”加熱初溫為15℃、質量為1kg的水7min，該過程消耗的電能為4.0656×105J，若產生的熱量全部被水吸收，則水的溫度升高了85℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】50；4.0656×105；85?！痉治觥浚?）由圖可知，當開關S2閉合、S1斷開時，R1、R2串聯(lián)，當開關S1、S2都閉合時，只有R2工作，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和P＝可知電熱水壺高溫擋和低溫擋的電路連接；根據(jù)P＝可求出R1、R2的串聯(lián)總電路，根據(jù)串聯(lián)電路的特點求出R2的阻值；（2）根據(jù)P＝可求出電熱水壺高溫擋的電功率，根據(jù)W＝Pt求出電熱水壺高溫擋工作7min消耗的電能；根據(jù)題意可知水吸收的熱量，根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）求出水理論上的末溫，根據(jù)一個標準大氣壓下水的沸點確定水的實際末溫，根據(jù)Δt＝t﹣t0求出水升高的溫度。【解答】解：由圖可知，當開關S2閉合、S1斷開時，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最大，由P＝可知，此時電路總功率最小，電熱水壺處于低溫擋；當開關S1、S2都閉合時，只有R2工作，電路中的總電阻最小，總功率最大，電熱水壺處于高溫擋；由P＝可知，R1、R2的串聯(lián)總電阻：R＝＝＝100Ω，根據(jù)題意和串聯(lián)電路的電阻特點可知，R2的阻值：R2＝R1＝R＝×100Ω＝50Ω；電熱水壺高溫擋的電功率：P高＝＝＝968W；電熱水壺高溫擋工作7min消耗的電能：W＝P高t＝968W×7×60s＝4.0656×105J；根據(jù)題意可知水吸收的熱量：Q吸＝W＝4.0656×105J，由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水理論上的末溫：t′＝+t0＝+15℃＝111.8℃，一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃，所以水的實際末溫為100℃，則水升高的溫度：Δt＝100℃﹣15℃＝85℃。故答案為：50；4.0656×105；85。【典例6-3】（2023?阜新模擬）如圖所示，是一種電熱鍋的內部簡化電路圖，它有高溫和低溫兩種擋位。額定高溫擋功率為1000W，R2＝72.6Ω，求：（1）電熱鍋將1kg的水，從25℃加熱到100℃，水吸收的熱量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（2）電熱鍋的低溫擋功率是多少？（3）若實際電壓為額定電壓的80%，此時電熱鍋的實際高溫擋功率是多少？【答案】（1）電熱鍋將1kg的水，從25℃加熱到100℃，水吸收的熱量是3.15×105J；（2）電熱鍋的低溫擋功率是400W；（3）若實際電壓為額定電壓的80%，此時電熱鍋的實際高溫擋功率是640W。【分析】（1）根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；（2）由圖可知當開關S閉合、S1接2時，R1、R2串聯(lián)，當開關S閉合、S1接1時，只有R1工作，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和P＝可知電熱鍋低溫擋和高溫擋的電路連接，由P＝可求出R1的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知求出R1、R2的串聯(lián)總電阻，根據(jù)P＝可求出低溫擋的功率；（3）根據(jù)P＝可求出實際電壓為額定電壓的80%，此時電熱鍋的實際高溫擋功率?！窘獯稹拷樱海?）水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J；（2）由圖可知，當開關S閉合、S1接2時，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最大，由P＝可知，電路中的總功率最小，電熱鍋處于低溫擋；當開關S閉合、S1接1時，只有R1工作，電路中的總電阻最小，總功率最大，電熱鍋處于高溫擋，由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝48.4Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，R1、R2的串聯(lián)總電阻：R＝R1+R2＝48.4Ω+72.6Ω＝121Ω，則電熱鍋的低溫擋功率：P低＝＝＝400W；（3）若實際電壓為額定電壓的80%，U實＝80%U＝80%×220V＝176V，此時電熱鍋的實際高溫擋功率：P實＝＝＝640W。答：（1）電熱鍋將1kg的水，從25℃加熱到100℃，水吸收的熱量是3.15×105J；（2）電熱鍋的低溫擋功率是400W；（3）若實際電壓為額定電壓的80%，此時電熱鍋的實際高溫擋功率是640W?！咀兪?-1】（2023?陽信縣二模）（多選）暑假的一天，李強同學逛街時，聽到攤點的售貨員在大聲吆喝：“熱得快，熱得快，快來看，3分鐘，水燒開！”，李強同學走近觀看，售貨員給了他一份推銷電熱水壺的廣告，其內容為“水壺品牌：××牌節(jié)能熱水器；額定電壓：220V；額定功率：1000W；容積：2L；超溫保護器：自動斷開溫度110℃；優(yōu)點：高效、節(jié)能，燒開一壺水僅需3分鐘！”，[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]設當?shù)卮髿鈮簽?標準大氣壓，夏季水溫約為30℃。以下說法正確的是（）A．電熱水壺正常工作時的電流為5A B．電熱水壺正常工作時的電阻阻值為48.4Ω C．燒開一壺水需要的熱量為5.88×105J D．3分鐘燒開一壺水的廣告是可信的【答案】BC【分析】（1）根據(jù)P＝UI求出電熱水壺正常工作時的電流；（2）根據(jù)歐姆定律求出電熱水壺正常工作時的電阻阻值；（3）根據(jù)ρ＝求水的質量，1標準大氣壓下水的沸點為100℃，根據(jù)Q吸＝cmΔt求出水吸收的熱量；（4）根據(jù)P＝求出3分鐘電熱水壺消耗的電能，與水吸收的熱量進行比較，進而判斷廣告是否可信?！窘獯稹拷猓篈、由P＝UI可知，電熱水壺正常工作時的電流：I＝I額＝＝＝A≈4.5A，故A錯誤；B、由歐姆定律可知，電熱水壺正常工作時的電阻阻值：R＝＝＝48.4Ω，故B正確；C、由ρ＝可知，水的質量為：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，1標準大氣壓下水的沸點為100℃，燒開一壺水需要的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣30℃）＝5.88×105J，故C正確；D、由P＝可知，3分鐘電熱水壺消耗的電能：W＝Pt＝1000W×3×60s＝1.8×105J＜5.88×105J，即3分鐘電熱水壺消耗的電能小于燒開一壺水需要的熱量，因此廣告不可信，故D錯誤。故選：BC。【變式6-2】（2023?貴池區(qū)二模）某品牌電熱水杯如圖甲所示，水杯容量為330mL，有高、中、低三個加熱擋位，乙圖為其工作電路簡圖，其中U恒為220V，R1＝200Ω，R2＝550Ω，若該電熱水杯加熱效率為90%，則用高溫擋將滿杯水從20℃加熱到98℃，需要364s?！敬鸢浮?64。【分析】由乙圖可知，只閉合開關S1，電路為R1的簡單電路，只閉合開關S2，電路為R2的簡單電路，兩開關同時閉合，兩電阻并聯(lián)接入電路，根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律結合電功率公式P＝UI＝可知高、中、低三個加熱擋位的電路結構，根據(jù)P＝進一步計算高溫擋功率；根據(jù)m＝ρV計算滿杯水的質量，根據(jù)Q＝cmΔt計算滿杯水從20℃加熱到98℃吸收的熱量，根據(jù)效率公式計算消耗的電能，根據(jù)t＝計算需要的時間。【解答】解：由乙圖可知，只閉合開關S1，電路為R1的簡單電路，只閉合開關S2，電路為R2的簡單電路，兩開關同時閉合，兩電阻并聯(lián)接入電路，因為R1＝200Ω，R2＝550Ω，且并聯(lián)電路總電阻小于任何一個分電阻，由P＝UI＝可知兩開關同時閉合時為高溫擋，只閉合開關S1時為中溫擋，只閉合開關S2時為低溫擋。則高溫擋功率為：P高＝+＝+＝330W；滿杯水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×330×10﹣6m3＝0.33kg，滿杯水從20℃加熱到98℃吸收的熱量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×0.33kg×（98℃﹣20℃）＝108108J，消耗的電能：W＝＝＝120120J，需要的時間：t＝＝＝364s。故答案為：364?！咀兪?-3】（2023?惠州校級一模）每天一杯熱牛奶有益身體健康；但加熱牛奶時，溫度不能太高，否則會破壞營養(yǎng)物質；小明媽媽為奶奶買了一款牛奶鍋，其內部簡化電路如圖，部分技術參數(shù)如表；求：額定電壓220V加熱功率100W保溫功率22W（1）這款牛奶鍋保溫時，電路中的電流大?。唬?）電阻R2的阻值大?。唬?）在額定電壓下，用該牛奶鍋把初溫為20℃、質量為0.4kg的純牛奶，加熱到60℃所需要的時間。[牛奶的比熱容為c＝2.5×103J/（kg?℃），不計熱量損失]【答案】（1）這款牛奶鍋保溫時，電路中的電流大小為0.1A；（2）電阻R2的阻值大小為484Ω；（3）在額定電壓下，用該牛奶鍋把初溫為20℃、質量為0.4kg的純牛奶，加熱到60℃需要40s?！痉治觥浚?）根據(jù)P＝UI算出這款牛奶鍋保溫時電路中的電流大小；（2）分析電路，根據(jù)P＝算出電阻R2的阻值大?。唬?）利用吸熱公式Q吸＝cm（t﹣t0）求出牛奶吸收的熱量，再利用P＝算出加熱時間?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)P＝UI知牛奶鍋保溫時電路中的電流大小為：I＝＝＝0.1A；（2）由電路圖可知，開關S2斷開時兩電阻串聯(lián)，電路電阻較大，開關S2閉合時，只有電阻R2接入電路，電阻R1被短路，此時電路電阻較小，電源電壓U一定，由P＝可知，電阻越大，電路功率越?。浑娮柙叫?，牛奶鍋功率越大。因此當開關S2斷開時，電路阻值較大，電功率較小，牛奶鍋處于保溫狀態(tài)；當開關S2閉合時，電路阻值較小，電功率較大，牛奶鍋處于加熱狀態(tài)。R2的電阻為：R2＝＝＝484Ω；（3）牛奶吸收的熱量為：Q吸＝cm（t﹣t0）＝2.5×103J/（kg?℃）×0.4kg×（60℃﹣20℃）＝4×104J；由于不計熱量損失，所以消耗的電能為：W＝Q吸＝4×104J，由P＝可得加熱時間為：t＝＝＝400s。答：（1）這款牛奶鍋保溫時，電路中的電流大小為0.1A；（2）電阻R2的阻值大小為484Ω；（3）在額定電壓下，用該牛奶鍋把初溫為20℃、質量為0.4kg的純牛奶，加熱到60℃需要400s。1．（2023?平邑縣模擬）下列說法中正確的是（）A．測量時選用精密的工具可以消除誤差 B．水的比熱容較大，供暖效果好，但冷卻效果差 C．電流通過導體產生的熱量跟電流成正比 D．連通器內的水不流動時，各容器中的水面相平【答案】D【分析】（1）減小誤差的方法有：采用多次測量求平均值的辦法、利用更精密的測量儀器、改進測量方法等，誤差可以減小，不可以消除；（2）水的比熱容較大：相同質量的水和其它物質比較，吸收或放出相同的熱量，水的溫度升高或降低的少；升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多；（3）電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律；（4）連通器里只有一種液體，在液體不流動的情況下，連通器各容器中液面的高度總是相平的?！窘獯稹拷猓篈、選用精密的測量工具可以減小誤差，誤差可以減小，不可以消除，故A錯誤；B、水的比熱容較大，相同質量的水和其它物質相比，升高或降低相同溫度時，水吸收或放出的熱量多，所以利用水供暖或冷卻效果都比其他物質好，故B錯誤；C、當導體電阻和通電時間一定時，電流通過導體產生的熱量與電流的平方成正比，故C錯誤；D、由連通器的原理知，連通器內的水不流動時，各容器中的水面相平，故D正確。故答案為：D。2．（2023?濰坊模擬）根據(jù)對應圖示，判斷以下說法正確的是（）A．壓強計是測量液體內部壓強的儀器，從結構上看，壓強計是連通器 B．往B管中輕輕吹氣，可以看到A管中的液面有所上升C．通過大量實驗精確得出電流產生的熱量跟哪些因素有關的是德國物理學家歐姆 D．通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，固體熔化時都要吸收熱量，溫度不斷上升【答案】B【分析】（1）測量液體壓強的儀器叫壓強計；上端開口，下端連通的容器叫連通器；壓強計測量液體壓強時是通過橡皮膜來感知壓強的，通過橡膠管中氣體壓強的變化來改變U形管中液面高度差的；（2）吸管和燒杯構成連通器，吹氣之前，吸管內和燒杯內液面相平。當向B管吹氣時，A管上方的空氣流動速度增大，壓強減小，A管下方壓強不變，A管內的液體受到向上的壓強大，液面上升；（3）英國物理學家焦耳發(fā)現(xiàn)了導體中的電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系；（4）晶體在熔化過程中，不斷吸熱，但溫度保持不變?！窘獯稹拷猓篈、壓強計是測量液體內部壓強的儀器，從結構上看，壓強計一端開口，一端封閉，不是連通器，故A錯誤；B、往B管中吹氣，A管上端附近的空氣流速變大，壓強變小，燒杯中水面上氣體的壓強不變，A管中液體受到向上的壓強大于向下的壓強，在大氣壓的作用下A管中的液面會有所上升，故B正確；C、英國物理學家焦耳發(fā)現(xiàn)了導體中的電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系，故C錯誤；D、固體熔化時都要吸收熱量，非晶體熔化時溫度不斷上升，晶體熔化過程中溫度不變，故D錯誤。故選：B。3．（2023?市南區(qū)二模）甲、乙兩電熱器的電阻之比為4：3，通過的電流之比為1：2，通電時間之比為3：2，則產生熱量之比為（）A．2：1 B．2：9 C．9：2 D．1：2【答案】D【分析】已知甲、乙兩個電熱器的通過的電流、通電時間以及電阻之比，根據(jù)Q＝I2Rt求出產生的熱量之比。【解答】解：由題意可知，I甲：I乙＝1：2，t甲：t乙＝3：2，R甲：R乙＝4：3，由Q＝I2Rt可得，電流通過甲、乙兩個電熱器產生的熱量之比：＝＝（）2××＝（）2××＝。故選：D。4．（2023?南漳縣模擬）如圖甲是小燈泡L和電阻R的I?U圖象。將小燈泡L和電阻R接入如圖乙所示電路中，只閉合開關S1時，小燈泡L的實際功率為1W。下列說法錯誤的是（）A．只閉合開關S1時，小燈泡L的電阻為4Ω B．再閉合開關S2時，電流表示數(shù)增加了0.2A C．開關S1、S2同時閉合時，電路總功率為1.8W D．閉合開關S1、S2時，在1min內電阻R產生的熱量為24J【答案】C【分析】A、只閉合開關S1時，為只接燈泡L的簡單電路。分析圖中數(shù)據(jù)，結合P＝UI得出小燈泡L的實際功率為1W時，通過小燈泡的電流和燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律得出此時小燈泡電阻；B、再閉合開關S2時，電阻R和小燈泡L并聯(lián)，R和L相互不影響，故小燈泡L電流不變。電阻R的電阻R的電壓與小燈泡的電壓相同，從圖中得出電阻R的電流；電流表在干路上，測量總電流，根據(jù)并聯(lián)電路的特點得出電流表示數(shù)增加量；CD、再閉合開關S2時，電阻R和小燈泡L并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的特點得出總電流，根據(jù)P＝UI得出此時電路總功率；利用Q＝W＝UIt求得在1min內電阻R產生的熱量?！窘獯稹拷猓篈、只閉合開關S1時，為只接燈泡L的簡單電路。從甲圖中看出，當小燈泡電流為0.5A，電壓為2V時，電功率為1W。此時小燈泡電阻R＝＝＝4Ω，故A正確。B、再閉合開關S2時，電阻R和小燈泡L并聯(lián)，R和L相互不影響，故小燈泡L電流為0.5A不變。電阻R的電阻R的電壓與小燈泡的電壓相同，為2V。電阻R的電流可從圖中讀出，為0.2A。電流表在干路上，測量總電流，原來的示數(shù)為小燈泡的電流0.5A，現(xiàn)在有多了電阻R的電流，故電流表示數(shù)增加0.2A。故B正確。CD、再閉合開關S2時，電阻R和小燈泡L并聯(lián)，總電流為電阻R和小燈泡L的電流之和，即I＝0.2A+0.5A＝0.7A。此時電路總功率為W＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C錯誤。在1min內電阻R產生的熱量Q＝W＝UIt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D正確。故選：C。5．（2022秋?長壽區(qū)期末）如圖甲所示，是某家用電熱壺“加熱”和“保溫”兩個擋位的簡化電路。電熱絲的阻值R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小明為測量電熱壺的實際電功率，他把家中的其它用電器都與電源斷開，僅讓電熱壺工作，如圖乙所示的電能表在1min內轉盤轉動了16轉[不計熱量損失，已知水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]。下面說法正確的是（）A．電熱壺的正常加熱功率為100W B．開關S接“2”時，電熱壺為“加熱”擋位 C．測量時電熱壺的實際加熱功率為800W D．電熱壺將1kg的水從25℃加熱到75℃，需要正常工作2100s【答案】C【分析】（1）由P＝UI＝可知，當電源電壓一定時，電路電阻越大，功率越小，根據(jù)電路圖分析電路結構，結合串聯(lián)電路電阻規(guī)律和P＝UI＝可知各擋位時電路的連接；（2）根據(jù)P＝UI＝求出電熱壺的正常加熱功率；（3）根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸水的熱量，根據(jù)不考慮熱量損失求出電熱壺加熱時消耗的電能，根據(jù)P＝求電熱壺正常加熱的時間；（4）1200r/（kW?h）表示電路中用電器每消耗1kW?h的電能，電能表的轉盤轉1200轉，據(jù)此可以計算出能表的轉盤轉16r時電熱壺消耗的電能，根據(jù)P＝計算出電熱壺的實際加熱功率?！窘獯稹拷猓築、開關S接“1”時，電路為R1的簡單電路，開關S接“2”時，電熱絲R1、R2串聯(lián)；因為串聯(lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導體的電阻，所以由P＝UI＝可知，電路為R1的簡單電路時，電路中的電阻最小，電功率最大，電熱壺為“加熱”擋；R1、R2串聯(lián)時，電路中的電阻最大，電功率最小，此時電熱壺為“保溫”擋，因此開關S接“2”時，電熱壺為“保溫”擋，故B錯誤；A、電熱壺的正常加熱功率：P加熱＝＝＝1000W，故A錯誤；D、水吸水的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃﹣25℃）＝2.1×105J，因為不考慮熱量損失，所以電熱壺加熱時消耗的電能：W＝Q吸＝2.1×105J，由P＝可知，電熱壺正常加熱的時間：t'＝＝＝210s，故D錯誤；C、1200r/（kW?h）表示電路中用電器每消耗1kW?h的電能，電能表的轉盤轉1200轉，電能表的轉盤轉16r時，電熱壺消耗的電能：W實＝＝kW?h，電蒸鍋的實際功率：P實＝＝＝0.8kW＝800W，故C正確。故選：C。6．（2023春?永豐縣期中）（多選）圖像法是利用圖像這種特殊且形象的工具，表達各科學量之間存在的內在關系或規(guī)律的方法。下列關于圖像的解釋，不正確的是（）A．甲圖是某物體的熔化圖像，其固態(tài)的比熱容大于液態(tài)的比熱容 B．乙圖是電阻和通電時間一定時，電熱Q與電流I的關系圖像 C．丙圖說明，當電阻一定時，電壓與電流成正比 D．丁圖是燈絲電阻的U﹣I圖像，說明燈絲電阻隨溫度的升高而增大【答案】ABC【分析】（1）非晶體在熔化過程中溫度逐漸升高；而晶體熔化的特點是：吸收熱量，溫度保持不變；由圖象可知，此物質固態(tài)時在2min溫度升高40℃，而液態(tài)時4min溫度升高12℃，由此可知單位時間內溫度變化越大，比熱容就越?。唬?）根據(jù)Q＝I2Rt知，電阻和通電時間一定時，產生的熱量與電流的平方成正比；（3）從圖象可以得出的信息有：該圖象是正比例函數(shù)，因此由圖象可得：在電阻一定時，通過導體的電流與其兩端的電壓成正比；（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。【解答】解：A、非晶體在熔化過程中溫度逐漸升高，而圖象中有一段溫度是不變的，所以這是晶體的熔化圖象，由圖象可知，此物質固態(tài)時在2min溫度升高40℃，而液態(tài)時4min溫度升高12℃，由此可知單位時間內固體時溫度變化大，比熱容就小，故A錯誤；B、根據(jù)Q＝I2Rt知，電阻和通電時間一定時，產生的熱量與電流的平方成正比，而不是和電流成正比，其圖象為過原點的直線，故B錯誤；C、由圖象可得出的結論是：當電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大，并且電流與電壓成正比，但不能說電壓與電流成正比，故C錯誤；D、當小燈泡燈絲的溫度升高，燈絲的電阻變大，故D正確。故選：ABC。7．（2023?湖北三模）（多選）甲圖是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖象。將小燈泡L和電阻R接入乙圖所示電路中，只閉合開關S1時，小燈泡L的實際功率為1W，下列說法正確的是（）A．只閉合開關S1時，小燈泡L的電阻為40Ω B．再閉合開關S2時，電流表示數(shù)增加0.2A C．再閉合開關S2時，電路總功率為1.4W D．再閉合開關S2后，在1min內電阻R產生的熱量為2.4J【答案】BC【分析】（1）由圖乙可知，只閉合S1時，該電路為只含有燈L的簡單電路，電流表測電路中的電流；已知此時燈L的實際功率，利用P＝UI，結合圖甲可讀出此時L的電流和兩端的電壓，再利用I＝的變形式可求出燈L的電阻；（2）由圖乙可知，閉合S1，再閉合S2時，該電路為L和R的并聯(lián)電路，電流表測干路電流；由并聯(lián)電路的電流特點可知電源電壓和R兩端的電壓；由圖甲讀出此時R的電流，并聯(lián)電路中各個支路之間互不影響，則通過R的電流即電流表示數(shù)增加的電流值；（3）并聯(lián)電路中總電流等于各個支路通過的電流之和，據(jù)此求出干路總電流，再利用P＝UI求出電路總功率；（4）電阻R是純電阻用電器，可以利用Q＝I2Rt＝IUt求出在1min內電阻R產生的熱量?！窘獯稹拷猓篈、由圖乙可知，只閉合S1時，該電路為只含有燈L的簡單電路，電流表測電路中的電流；已知此時燈L的實際功率為P＝UI＝1W，由圖甲可知，此時燈L的電流為IL＝0.5A，UL＝2V，由I＝可知此時小燈泡L的電阻為：RL＝＝＝4Ω，故A錯誤；B、由圖乙可知，閉合S1，再閉合S2時，該電路為L和R的并聯(lián)電路，電流表測干路電流；由并聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓為：U＝UL＝2V，則R兩端的電壓為UR＝U＝2V，由圖甲可知，此時通過R的電流為：IR＝0.2A，并聯(lián)電路中各個支路之間互不影響，因此電流表示數(shù)增加了0.2A，故B正確；C、再閉合開關S2時，電路總電流為I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，則電路總功率為：P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C正確；D、再閉合開關S2時，在1min內電阻R產生的熱量為：Q＝IR2Rt＝IRURt＝0.2A×2V×1×60s＝24J，故D錯誤。故選：BC。8．（2023?安陽二模）英國物理學家焦耳做了大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系，為電熱應用做出了杰出的貢獻，在物理學中，把他的名字作為熱量和功（或能量）的單位。【答案】焦耳；功（或能量）。【分析】在大量實驗的基礎上，英國物理學家焦耳找出了電流產生的熱量與電流、電阻、通電時間間的關系，即發(fā)現(xiàn)了焦耳定律?！窘獯稹拷猓河锢韺W家焦耳做了大量實驗，于1840年最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系，得出Q＝I2Rt．為了紀念他做出的貢獻，人們將他的名字命名為功和能（能量）以及熱量的單位。故答案為：焦耳；功（或能量）。9．（2023?叢臺區(qū)校級開學）兩個發(fā)熱電阻R1：R2＝1：4，當它們串聯(lián)在電路中時R1、R2的電功率之比P1：P2＝1：4；已知R1＝10Ω，那么它們并聯(lián)在6V電路中時，整個電路在100s內產生的熱量是450J?！敬鸢浮?：4；450。【分析】（1）R1、R2串聯(lián)電路中，通過R1、R2的電流相等，根據(jù)P＝UI＝I2R求出R1、R2的功率之比；（2）知道R1的電阻以及R1、R2的大小關系，求出R2的阻值，根據(jù)并聯(lián)電路的特點和Q＝Rt+Rt＝t+t求出整個電路在100s內產生的熱量?！窘獯稹拷猓篟1、R2串聯(lián)電路中，通過R1、R2的電流相等，R1、R2的功率之比：P1：P2＝I2R1：I2R2＝R1：R2＝1：4；R2的阻值：R2＝4R1＝4×10Ω＝40Ω，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知，R1、R2的電壓相等，都等于電源電壓，整個電路在100s內產生的熱量：Q＝Q1+Q2＝t+t＝×100s+×100s＝450J。故答案為：1：4；450。10．（2023秋?蓬江區(qū)月考）如圖所示是一款新型節(jié)能裝置——空氣能熱水器，它的制熱能效比（制熱量和壓縮機所耗電能之比）為4：1。某同學洗一次澡用水30L，則所用的水的質量為30kg，這些水溫度由12℃升高到42℃吸收的熱量為3.78×106J。若這些熱量分別由空氣能熱水器和電熱水器（效率為90%）提供，則空氣能熱水器壓縮機所消耗的電能與電熱水器所消耗的電能相比，可節(jié)約電能3.255×106J。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】30；3.78×106；3.255×106。【分析】知道某同學洗一次澡用水的體積，利用ρ＝求出所用水的質量，又知道水的比熱容和初溫、末溫，根據(jù)Q吸＝c水m（t﹣t0）求出水吸收的熱量，利用空氣能熱水器的制熱能效比為4：1求出空氣能熱水器提供這些熱量時消耗的電能，利用η＝×100%求出用電熱水器加熱時消耗的電能，兩者的差值即為空氣能熱水器壓縮機所耗電能與電熱水器所耗電能相比可節(jié)約的電能。【解答】解：某同學洗一次澡用水的體積：V＝30L＝30dm3＝0.03m3，由ρ＝可得，所用水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.03m3＝30kg，這些水溫度由12℃升高到42℃吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×30kg×（42℃﹣12℃）＝3.78×106J，因空氣能熱水器的制熱能效比為4：1，所以，由空氣能熱水器提供這些熱量時，消耗的電能：W1＝Q吸＝×3.78×106J＝9.45×105J，已知電熱水器的效率為90%，由η＝×100%可得，用電熱水器加熱時消耗的電能：W2＝＝＝4.2×106J，則空氣能熱水器壓縮機所耗電能與電熱水器所耗電能相比可節(jié)約的電能：ΔW＝W2﹣W1＝4.2×106J﹣9.45×105J＝3.255×106J。故答案為：30；3.78×106；3.255×106。11．（2023?工業(yè)園區(qū)模擬）學校物理探究小組進行了以下三個熱學實驗：甲圖為“探究不同物質吸熱升溫現(xiàn)象”，乙圖為“比較不同燃料燃燒時放出的熱量”，丙圖“探究影響電流熱效應的因素”。（1）上述三個熱學實驗中都需要控制被加熱物質質量（體積/質量）相等，這些實驗中可利用加熱相同時間進行實驗有甲丙（甲乙/乙丙/甲丙）。（2）圖乙是比較不同燃料燃燒時放出的熱量實驗。小明發(fā)現(xiàn)用碎紙片加熱的燒杯中水溫升得快，這不能（能/不能）說明碎紙片的熱值大。（3）丙圖中是通過觀察溫度計示數(shù)變化多少反映兩電阻絲產生的熱量的多少。燒瓶中裝入的煤油是絕緣體（導體/絕緣體）。圖中將兩個電阻串聯(lián)起來，就是為了控制電流相等，實驗中可發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計的示數(shù)升高快，據(jù)此可初步得出結論：當電流和通電時間相同時，電阻越大產生的熱量越多。如果僅用丙圖中提供的器材，利用該裝置不可以（可以/不可以）探究電熱與電流的關系。【答案】（1）質量；甲丙；（2）不能；（3）溫度計示數(shù)變化多少；絕緣體；電流；當電流和通電時間相同時，電阻越大；不可以。【分析】（1）探究“不同物質吸熱升溫現(xiàn)象”，需要用相同的加熱裝置，燃燒相同的燃料（根據(jù)轉換法，確保相同時間放出的熱量相同），加熱相同的時間，比較質量和初溫相同的液升高的溫度；（2）探究“比較不同燃料燃燒時放出的熱量”，為比較不同燃料燃燒放出的熱量大小，要用不同的燃料，加熱質量相同的同種液體，液體升溫越高，則燃料放出的熱量越多；（3）探究“影響電流熱效應的因素”實驗中，用溫度計升高的度數(shù)體現(xiàn)電熱，用控制變量法研究與電阻的關系：串聯(lián)時控制電流和通電時間一定。【解答】解：（1）