人教版九年级全册第4节 焦耳定律课后测评

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（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业18.4 焦耳定律
一．选择题（共7小题）
1．下列各种方法和措施中，不是为了防止电热危害的是（ ）
A．电脑机箱中安有电风扇
B．炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿
C．天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电
D．电视机的后盖上有许多散热孔
2．额定功率相等的白炽灯和电风扇，它们在正常工作状态下工作1小时，下列说法正确的是（ ）
A．两种电器消耗的电能一样多，产生的热量也一样多
B．两种电器消耗的电能一样多，白炽灯产生的热量多
C．白炽灯耗的电能更多，电风扇产生的热量多
D．电风扇消耗的电能更多，白炽灯产生的热量多
3．如图是探究焦耳定律的实验装置，两个烧瓶中装着等质量、等温度的煤油，电阻阻值R1＞R2。闭合开关一段时间后，记录两支温度计的示数。下列说法中正确的是（ ）

A．闭合开关，电阻两端的电压关系为U1＜U2
B．通电1min后R2所在的烧瓶温度计示数更高
C．温度计示数的变化可反映电阻产生热量的多少
D．该装置只能探究电流产生的热量与电阻大小的关系
4．在家庭线路中，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的温度高，而且更容易老化，甚至引起火灾，这是因为（ ）
A．连接处的电阻大 B．连接处的电流大
C．连接处的电阻小 D．连接处的发热功率小
5．如图所示，将锡纸条的中间剪掉一些（如图乙所示），已知ab、bc、cd长度相等，ab段较细，将锡纸条接在电池两极，很快锡纸条开始冒烟、着火，如图甲所示．关于该实验的分析正确的是（ ）

A．ab段的电阻小于cd段的电阻
B．ab段产生的热量最少
C．用普通纸代替锡纸也能着火
D．该实验能说明短路带来的危害
6．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．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
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．甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4：1
7．某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻。将壶中装入1kg25℃的自来水。按下开关后3min水被烧开。则该电热水壶正常工作时的电阻约为[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（ ）
A．2Ω B．30Ω C．200Ω D．2000Ω
二．填空题（共3小题）
8．小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个，同时使用时它们之间是 （“串”或“并”）联的。若让它们各自正常工作相同时间， 产生的热量最多， 消耗的电能最少。
9．如图是研究“电流通过导体产生的热量和 大小的关系”的实验，通电相同的时间，R1产生的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）R2产生的热量。若通过R2的电流为0.5A，则通电1min后R1产生的热量为 J.

10．某电热水器简化电路如图所示，保温功率为220W，加热功率为1100W，R1和R2均为定值电热丝，S为自动开关，电热丝R1的阻值为 Ω；在一个标准大气压下，如果该电热水器的热效率为80%，将2L的水从12℃加热至沸腾需要 s。【在一个标准大气压下，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3】

三．实验探究题（共1小题）
11．如图是探究“电流通过导体时产生的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。甲、乙两装置使用的是同一电源。

（1）实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了 的研究方法。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，乙装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后，甲装置中 （选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面高度差较大。
（3）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为 。
四．计算题（共1小题）
12．如图（甲）所示一款“充电式”暖手宝，能装满200g水。加热部分的简化电路图如图（乙）所示，该充电式暖手宝可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现低温、高温两个挡位的变化。只闭合S1时为低温挡，功率为44W，再闭合S2时为高温挡，功率为110W。暖手宝充电时将水加热到50℃时自动断电。电源电压U＝220V保持不变，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），此时室温为28℃。请计算：
（1）暖手宝中水温度由28℃升高到50℃，需要吸收多少焦耳的热量？
（2）若用低温挡加热，需要“充电”多长时间？（不考虑热量损失）
（3）电热丝R2的阻值是多少？（保留整数）


（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业18.4 焦耳定律
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．下列各种方法和措施中，不是为了防止电热危害的是（ ）
A．电脑机箱中安有电风扇
B．炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿
C．天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电
D．电视机的后盖上有许多散热孔
【分析】结合生活中对电热现象的了解，辨别哪是利用电热来为我们服务的，哪些电热需要防止。
【解答】解：A、电脑机箱中安有电风扇，是为了加快空气流动速度，加快散热，使电脑内产生的热量能及时散出，属于防止电热危害，A不符合题意；
B、炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿，是为了防止产生过多的热量，影响电视机的正常使用，属于防止电热危害，B不符合题意；
C、天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电，是为了利用电热来防潮，属于利用电热的例子，C符合题意；
D、电视机的后盖上有许多散热孔，是为把各电器元件产生的热量及时散出，属于防止电热危害，D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查电热的利用与防止，属电学知识与生活实际的结合，难度不大。
2．额定功率相等的白炽灯和电风扇，它们在正常工作状态下工作1小时，下列说法正确的是（ ）
A．两种电器消耗的电能一样多，产生的热量也一样多
B．两种电器消耗的电能一样多，白炽灯产生的热量多
C．白炽灯耗的电能更多，电风扇产生的热量多
D．电风扇消耗的电能更多，白炽灯产生的热量多
【分析】用电器消耗的电能可以通过W＝Pt进行计算；白炽灯工作时电能转化为内能；电风扇工作时，电能主要转化为机械能，少部分电能转化为内能。
【解答】解：
额定功率相同的白炽灯和电风扇正常工作相同的时间，由W＝Pt可知，它们消耗的电能一样多，但它们产生的热量不相同。
白炽灯工作时将电能转化为较多的内能，电风扇工作时主要将电能转化为机械能，因此，白炽灯产生的热量较多；故ACD错、B正确。
故选：B。
【点评】知道白炽灯的发光原理是“发热发光”，所以它产生的热量多，同时知道消耗电能与产生热量的关系可做出判断。
3．如图是探究焦耳定律的实验装置，两个烧瓶中装着等质量、等温度的煤油，电阻阻值R1＞R2。闭合开关一段时间后，记录两支温度计的示数。下列说法中正确的是（ ）

A．闭合开关，电阻两端的电压关系为U1＜U2
B．通电1min后R2所在的烧瓶温度计示数更高
C．温度计示数的变化可反映电阻产生热量的多少
D．该装置只能探究电流产生的热量与电阻大小的关系
【分析】（1）根据欧姆定律分析电阻两端的电压关系；
（2）（3）（4）电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少；由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关。
【解答】解：
A、由图可知，电阻R1、R2、滑动变阻器串联接入电路中，通过三个电阻的电流是相同的，电阻阻值R1＞R2，根据U＝IR可知，电阻两端的电压关系为U1＞U2，故A错误；
B、电流相同，通电时间相同，电阻阻值R1＞R2，根据Q＝I2Rt可知，R1所在的烧瓶温度计示数更高，故B错误；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少，故C正确；
D、由图可知，电路中有滑动变阻器，移动滑动变阻器滑片，可以改变电路中的电流，能探究电流产生的热量与电流大小的关系，故D错误。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用。
4．在家庭线路中，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的温度高，而且更容易老化，甚至引起火灾，这是因为（ ）
A．连接处的电阻大 B．连接处的电流大
C．连接处的电阻小 D．连接处的发热功率小
【分析】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。
【解答】解：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，
因导线连接处与导线串联在电路中，
所以，通过的电流相等、通电时间相等，
由Q＝I2Rt可知，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。
综上可知，A正确，BCD不正确。
故选：A。
【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联（电流相等）是本题的关键。
5．如图所示，将锡纸条的中间剪掉一些（如图乙所示），已知ab、bc、cd长度相等，ab段较细，将锡纸条接在电池两极，很快锡纸条开始冒烟、着火，如图甲所示．关于该实验的分析正确的是（ ）

A．ab段的电阻小于cd段的电阻
B．ab段产生的热量最少
C．用普通纸代替锡纸也能着火
D．该实验能说明短路带来的危害
【分析】（1）导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料、温度有关，据此分析判断各段的电阻大小；
（2）根据三段锡纸条的连接方式和焦耳定律判断各段产生热量的多少；
（3）各种金属都是导体，普通纸是绝缘体，据此分析；
（4）导线直接将电源连接起来的电路叫短路，短路时产生过多热量，容易烧坏电路或形成火灾。
【解答】解：
A、由图知，锡纸条上ab、bc、cd段的材料和长度相等，ab段横截面积最小，cd段横截面积最大，在材料和长度相同时，横截面积越小电阻越大，所以ab段的电阻最大，cd段的电阻最小，故A错误；
B、ab、bc、cd段可看作是串联，通过三段的电流相等，根据Q＝I2Rt可知相等时间内，ab段的电阻最大，产生热量最多，故B错误；
C、普通纸是绝缘体，所以用普通纸代替锡纸接在电池两极上时，电路是断路，所以不会出现普通纸着火的现象，故C错误；
D、此时实验中，锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧，所以可以说明短路带来的危害，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电阻影响因素、焦耳定律的应用以及对短路的认识，知道短路时，电路中的电流很大，很容易烧坏电源或导线，是不可取的。
6．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．乙图实验装置是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
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．甲、乙实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
D．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4：1
【分析】电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。
（1）探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变；
（2）甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由Q＝I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差更大；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想；
（4）根据电流、电阻和通电时间关系，利用Q＝I2Rt可知两侧电阻产生热量的关系；。
【解答】解：A、乙图实验装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，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I右＝I1+I2，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1＝I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，左右侧两容器内电阻相同，所以该装置是研究电流产生的热量与电流的关系，故A正确；
B、甲图实验装置中两个电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，右边容器内的电阻比左边大，由Q＝I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差更大，故B正确；
C、该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故C错误；
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I右＝I1+I2，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1＝I2＝，由图可知电阻、通电时间相同。
根据Q＝I2Rt可得右边电阻产生的热量Q右＝（I右）2Rt，左边电阻产生的热量Q左＝（I1）2Rt＝
则：＝＝4：1，故D正确。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律的理解和掌握。
7．某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻。将壶中装入1kg25℃的自来水。按下开关后3min水被烧开。则该电热水壶正常工作时的电阻约为[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（ ）
A．2Ω B．30Ω C．200Ω D．2000Ω
【分析】本题需要估算该电热水壶正常工作时的电阻，可认为水沸腾时的温度约为100℃，消耗的电能近似等于水吸收的热量（即W＝Q吸）；根据Q吸＝cm△t计算水吸收的热量，再由W＝UIt＝t计算电热水壶正常工作时的电阻。
【解答】解：
水沸腾时的温度约为100℃，将电热水壶中1kg25℃的自来水烧开水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J，
电热水壶正常工作时消耗电能近似等于水吸收的热量，即W＝Q吸＝3.15×105J，
根据W＝UIt＝t可得，电热水壶正常工作时的电阻：
R＝t＝×3×60s≈27.7Ω，
B选项中30Ω与之比较接近，所以B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了热量和电能的计算，熟练掌握公式和估算的方法即可解题。
二．填空题（共3小题）
8．小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个，同时使用时它们之间是 并 （“串”或“并”）联的。若让它们各自正常工作相同时间， 电饭煲 产生的热量最多， 电熨斗 消耗的电能最少。
【分析】家庭电路中，各用电器都是并联的，工作时互不影响；根据电饭煲和电熨斗的额定功率情况可判断其产生热量与消耗电能的多少。
【解答】解：家庭电路中，各用电器都是并联的，工作时才会互不影响，由此可知，同时使用时它们之间是并联的；
电饭煲与电吹风的额定功率相同，但电饭煲将电能全部转化为内能，电吹风还会产生一部分机械能，因此，它们正常工作相同时间，电饭煲产生的热量最多；
因为电熨斗的额定功率最小，所以由W＝Pt可知工作相同的时间，电熨斗消耗的电能最少。
故答案为：并；电饭煲；电熨斗。
【点评】了解家庭电路的连接特点，知道不同用电器的能量转化特点，理解额定功率的含义，是解答本题的关键。
9．如图是研究“电流通过导体产生的热量和 电流 大小的关系”的实验，通电相同的时间，R1产生的热量 大于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）R2产生的热量。若通过R2的电流为0.5A，则通电1min后R1产生的热量为 300 J.

【分析】由图分析电路的连接方式，根据电路特点分析两电阻的电流关系，根据焦耳定律分析可得R1、R2产生热量的关系，根据并联电路特点结合欧姆定律可得通过电阻R1的电流，根据Q＝I2Rt计算若通过R2的电流为0.5A时通电1min后R1产生的热量。
【解答】解：由图知，右边容器中的两5Ω的电阻丝并联再与左边容器中5Ω电阻丝串联，
串联中电流处处相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以，I1＞I2，
因为R1＝R2＝5Ω，所以该实验是探究电流通过导体产生的热量和电流大小的关系，根据Q＝I2Rt可知，相同时间内R1产生的热量大于R2产生的热量；
若通过R2的电流为0.5A，R3＝R2＝5Ω，并联电路各并联支路两端电压相等，由欧姆定律可得通过R3和R2的电流相等，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，则通过电阻R1的电流为：I＝I2+I3＝0.5A+0.5A＝1A，
通电1min后R1产生的热量为：Q＝I2R1t＝(1A)2×5Ω×60s＝300J。
故答案为：电流；大于；300。
【点评】本题考查焦耳定律的应用，关键是正确分析电路的连接方式从而得到通过两个电阻的电流关系。
10．某电热水器简化电路如图所示，保温功率为220W，加热功率为1100W，R1和R2均为定值电热丝，S为自动开关，电热丝R1的阻值为 176 Ω；在一个标准大气压下，如果该电热水器的热效率为80%，将2L的水从12℃加热至沸腾需要 840 s。【在一个标准大气压下，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3】

【分析】（1）分析S闭合和断开时电路连接，根据串联电阻的规律结合P＝，分析不同挡位电路的结构，
从而得了加热和保温时功率的表达式，根据串联电阻的规律得出R1；
（2）由ρ＝得水的质量，因水在一个标准大气压强下的沸点为100℃，根据Q＝c水m（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据η＝＝求出该电热水器加热至沸腾所用的时间。
【解答】解：（1）当S闭合时，R1短路，电路为R2的简单电路，当S断开时，两电阻串联，根据串联电路的总电阻大于其中任一电阻，根据P＝可知，S闭合时，为加热状态，S断开时为保温状态，
根据P＝得电热丝R2的阻值为：
R2＝＝＝44Ω；
电热丝R1和R2的总阻值为：
R总＝＝＝220Ω，
根据串联电路电阻的规律知电热丝R1的阻值为：
R1＝R总﹣R2＝220Ω﹣44Ω＝176Ω；
（2）由ρ＝得水的质量：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg；
水在一个标准大气压强下的沸点为100℃，
水吸收的热量为：
Q＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣12℃）＝7.392×105J，
根据η＝＝，该电热水器的热效率为80%，
加热至沸腾所用的时间：
t＝＝＝840s。
故答案为：176；840。
【点评】本题为电热综合题，考查串联电路的规律及P＝和吸热公式、电功公式、密度公式、效率公式的运用，为中考的热点问题。
三．实验探究题（共1小题）
11．如图是探究“电流通过导体时产生的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。甲、乙两装置使用的是同一电源。

（1）实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了 转换法 的研究方法。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系，乙装置可探究电流产生的热量与 电流 的关系，通电一段时间后，甲装置中 右 （选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面高度差较大。
（3）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 电阻 成正比，跟 通电时间 成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为 Q＝I2Rt 。
【分析】（1）实验中有些实验现象无法直接观察到，需要通过其他相关的现象来反映，这种研究方法叫做转换法；
（2）电流通过导体产生的热量与电阻、电流和通电时间有关，若探究与其中一个因素的关系时，需要控制另外两个因素不变，而改变该因素；
根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，甲装置中哪侧的电阻丝产生的热量更多，即可知道哪侧容器中U形管的液面高度差较大；
（3）如果乙装置中R3发生断路，则此时左右两容器中的电阻丝串联，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知通过的电流变小，电阻不变，通电时间相同，根据Q＝I2Rt分析左侧U形管中液面的高度差的变化；
（4）根据焦耳定律的定义作答即可。
【解答】解：（1）电阻丝产生的热量无法直接观察到，但可以通过比较U形管中液面的高度差来反映电阻丝产生的热量的多少，这是采用了转换法的研究方法；
（2）甲装置中，左右两侧容器中的电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，因此甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系；
乙装置中，右侧容器中的电阻与外面的电阻并联后，再与左侧容器中的电阻串联，两容器中的电阻和通电时间相同，而通过两容器中电阻的电流不同，因此乙装置可探究电流产生的热量与电流的关系；
由Q＝I2Rt可知，通电一段时间后，甲装置中右侧容器中的电阻较大，因此右侧容器中的电阻产生的热量较多，即右侧容器中U形管中液面高度差较大；
（3）如果乙装置中R3发生了断路，则两容器中的电阻串联，通过的电流相同，而电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，乙装置中左侧容器中的电阻不变，通过的电流变小，而通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知，乙装置中左侧容器中的电阻产生的热量变小，即左侧U形管中液面的高度差将变小；
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为Q＝I2Rt。
故答案为：（1）转换法；（2）电阻；电流；右；（3）变小；（4）电阻；通电时间；Q＝I2Rt。
【点评】本题考查了探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验，熟练运用控制变量法和转换法是解题的关键。
四．计算题（共1小题）
12．如图（甲）所示一款“充电式”暖手宝，能装满200g水。加热部分的简化电路图如图（乙）所示，该充电式暖手宝可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现低温、高温两个挡位的变化。只闭合S1时为低温挡，功率为44W，再闭合S2时为高温挡，功率为110W。暖手宝充电时将水加热到50℃时自动断电。电源电压U＝220V保持不变，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），此时室温为28℃。请计算：
（1）暖手宝中水温度由28℃升高到50℃，需要吸收多少焦耳的热量？
（2）若用低温挡加热，需要“充电”多长时间？（不考虑热量损失）
（3）电热丝R2的阻值是多少？（保留整数）

【分析】（1）根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；
（2）根据W＝Q吸和W＝Pt求出低温挡加热时的加热时间；
（3）根据电路图可知，S1、S2都闭合时，两电阻并联，据此求出R2的加热功率，再根据P＝求出电热丝R2的阻值。
【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×200×10﹣3kg×（50℃﹣28℃）＝1.848×104J；
（2）因W＝Q吸，所以由W＝Pt可知，用低温挡加热，需要“充电”的时间：t＝＝＝＝420s；
（3）因S1、S2都闭合时，两电阻并联，所以R2的加热功率：P2＝P高温﹣P低温＝110W﹣44W＝66W，
由P＝可知，电热丝R2的阻值：R2＝＝≈733Ω。
答：（1）暖手宝中水温度由28℃升高到50℃，需要吸收1.848×104J的热量；
（2）若用低温挡加热，需要“充电”的时间为420s；
（3）电热丝R2的阻值是733Ω。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式、吸热公式的综合应用，关键会灵活选择合适的计算公式。