初中物理沪科版九年级全册第十六章 电流做功与电功率第四节 科学探究：电流的热效应课后练习题

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沪科版九年级
第十六章《电流做功与电功率》
16.4 科学探究：电流的热效应
【知识梳理】
一、电流热效应
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关
电热与通电时间的关系可以通过实验过程体现出来，对于某一个电阻丝所在容器，通电时间越长，温度升高的度数越高，说明通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
在研究电流与电流关系的实验中，通过调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，发现电流越大，电阻所在容器温度上升的较高，说明在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生热量越多。
在研究电热与电阻关系的实验中，利用两个电阻串联的电流相等，电阻大的容器中的温度计升高的温度高，说明电流通过电阻产生热量多。即在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。
通过本次实验可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关。电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
3.在设计电路时要利用控制变量的思想，电流、电阻和通电时间都能影响电热的大小，在探究其中一个物理量时，要控制其它量相同。在探究电热与电阻关系时，要控制电流相同，结合串、并联电路的特点，利用串联电路电流相等，所以把两个阻值不同的电阻串联进行实验。在探究电热与电流关系时，要控制电阻一定，电流不同，因而通过调节滑动变阻器改变通过电阻的电流。
4.本实验是利用电阻丝加热液体（煤油）来反映电流通过电阻产生热量的多少，现象比较明显，测量方便。实验中也可以利用空气的热胀冷缩的性质，用密闭容器连接U型管，通过U型管两侧液面高度差的变化来比较放出热量多少。
二、焦耳定律
1.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
2.焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
3.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
4.电热和电能的关系：在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=W。如电炉子。在非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能，电热小于电能，即Q 【易错点】
使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。
注意:W=Pt=UIt适用于所有电路，而只用于纯电阻电路(全部用于发热)。
【规律总结】
在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。
具体比例关系为：
在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比。
具体比例关系为：
【典例分析】
（2022·江苏无锡·中考真题）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素，三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1=R3=6Ω、R2=3Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0；接通电源，同时闭合开关S1、S2，记录下电流I，通电相同时间，记录下煤油的末温度，结果如表所示，则R1、R2所在锥形瓶中的煤油升温所吸收的热量之比为_________ 比较①③可知，导体产生的热量与____________有关；比较____________（选填序号）可知，导体产生的热量与电阻有关，若要探究导体产生的热量与通电时间的关系，应进行的探究是：____________。
序号
电阻
电流I/A
初温度t0/℃
末温度/℃
①
R1
1.0
20
30
②
R2
1.0
20
24
③
R3
1.5
20
44


【答案】     5:2     电流     ①②     只闭合开关S2，改变通电时间，观察温度计示数的变化量
【解析】[1]因为三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油，根据可得，吸收的热量与温度变化量成正比，R1所在锥形瓶内的液体温度升高
30℃-20℃=10℃
R2所在锥形瓶内的液体温度升高
24℃-20℃=4℃
故吸收热量之比为5:2；
[2]由题可知，R1=R3=6Ω，两个电阻阻值相同，由表格数据可知，③的电流大于①的电流，而升高的温度是③多一些，根据控制变量法，所以能够得出导体产生的热量与电流有关。
[3]根据题目可知R1 =6Ω、R2=3Ω，电阻不同，且①②电流相同，①升高的温度比②高，能够得出导体产生的热量与电阻有关。
[4]只闭合开关S2，改变通电时间，观察温度计示数的变化量就能够探究导体产生的热量与通电时间的关系。
【思路小结】
分析探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中，要特别注意科学研究方法的应用。一是控制变量法的应用，在探究电流产生的热量与电流、电阻、通电时间中某个因素的关系时，必须控制其他变量；二是转化法的应用，在实验中把无法直接测量的电热转换为便于观察的温度计示数。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2022·湖北湖北·中考真题）某款家用电热取暖器有两个档位，它正常工作时，下列说法正确的是（　　）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”档一定比“低温”档产生的热量多
C．“高温”档一定比“低温”档的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
【答案】D
【解析】A．取暖器中的电热丝的作用是发热，材料应电阻率大、熔点高，熔点高的目的是防止电热丝发热后熔化，故A错误；
B．高温挡的功率大，相同时间，高温挡产生的热量一定比低温挡产生的热量多，故B错误；
C．高温挡的功率大，家庭电路的电压为220V，电压一定，根据可知，高温挡的电阻小，故C错误；
D．接通电路后，连接电热丝的导线与电热丝是串联的，所以通过的电流相等，导线上产生的热量小，根据Q=I2Rt可知，导线的电阻小，故D正确。
故选D。
2．（2022·辽宁阜新·中考真题）下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是
A．电风扇 B．电饭锅 C．吸尘器 D．电视机
【答案】B
【分析】根据“下列家用电器中，利用电流的热效应工作的”可知，本题主要考查学生对：电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，根据电流的热效应就是把电能转化为内能进行求解．
【解析】电风扇、电冰箱主要是把电能转化为机械能；电视机主要是把电能转化为声能和光能．
只有电饭锅是把电能转化为内能，是利用电流的热效应．
故选B．
3．（2022·陕西咸阳·九年级期末）下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（　　）
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B．家里使用电饭锅煮饭
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服 D．电视机的后盖有很多孔
【答案】D
【解析】A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡，消耗电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．使用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故B不符合题意；
C．用电熨斗熨衣服，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．电视机的后盖有很多孔，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。
故选D。
4．（2022·贵州安顺·九年级期末）规格相同的用电器，它们正常工作时，相同时间内产生热量最多的是（　　）
A．电冰箱 B．电脑 C．电风扇 D．电烙铁
【答案】D
【解析】四个电器功率一样，正常工作相同时间，由W=Pt可知它们消耗的电能一样。
A．电冰箱工作时主要把电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电视机工作时主要把电能转化为光能、声能等，产生的热量较少，故B不符合题意；
C．电风扇工作时把电能主要转化为机械能，产生的热量较少，故C不符合题意；
D．电烙铁工作时把电能全部转化为内能，全部用来产生热量，产生的热量较多，故D符合题意。
故选D。
5．（2022·湖南常德·中考真题）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（　　）　

A．观察温度计的示数比较电流产生的热量
B．该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系
C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系
D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
【答案】D
【解析】A．电流做功产生热量，通过热传递使液体的温度升高，温度计的示数增大，观察温度计的示数比较电流产生的热量，这里体现了转换法，故A正确，A不符合题意；
B．该实验装置两电阻丝串联，电流相同，通电时间相同，电阻不同，产热不同，可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系，故B正确，B不符合题意；
C．通过移动滑动变阻器，改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流，观察温度计示数的变化，比较电流产生的热量，所以该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系，故C正确，C不符合题意；
D．质量相同的不同液体，比热容不同，吸热能力不同，吸收相同的热量温度变化不同，无法通过温度计的示数的变化比较产热的多少，故D不正确，D符合题意。
故选D。
6．（2022·重庆市璧山中学校九年级期末）如图所示，在“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置中，两个透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法错误的是（　　）

A．在相同时间内右侧容器中空气内能增加的更大
B．若R1和R2阻值等于10Ω，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
C．去掉5Ω的电阻，若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则R1和R2电阻不同
D．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系
【答案】A
【解析】A．由图可知，R2先与容器外的电阻并联，然后再与R1串联，根据并联电路的电流关系可知，通过R1的电流大于通过R2的电流，通电时间相同，不知道R1和R2的大小关系， 所以无法判断哪侧产生的热量多，无法判断内能，故A错误，符合题意；
B．若R1和R2阻值相等，通电时间相同，通过两个电阻的电流不同，所以能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故B正确，不符合题意；
C．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则可以去掉5Ω的电阻，此时R1和R2串联，通电时间相同，通过两个电阻的电流相同，使R1和R2电阻不同，即可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，，故C正确，不符合题意；
D．在实验过程中，通过开关的闭合和断开可以改变电流通过电阻R1和R2的时间，能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故D正确，不符合题意。
故选A。
7．（2022·河南新乡·九年级期末）如图所示，电炉丝与两根导线串联连接到家庭电路中，电炉子通电电炉丝很快就热得发红，而导线却几乎不热。你能根据这个现象可以提出的最有探究价值且易于探究的科学问题是（　　）

A．电流通过电炉丝产生的热量跟哪些因素有关？
B．电流通过导体产生的热量跟电流大小有什么关系？
C．电流通过导体产生的热量跟导体电阻有什么关系？
D．电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关？
【答案】C
【解析】通电一段时间后，电炉丝很热，而连接电炉丝的导线却不热，说明电炉丝产生的热量较多，已知电炉丝与导线是串联的，通过的电流和通电时间都相同，只有电阻不同，所以最有价值且易于探究的科学问题是:“电流通过导体产生的热量跟导体电阻有什么关系?”，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．（2022·陕西咸阳·九年级期末）如图所示，某商场一名顾客乘坐自动扶梯上楼，自动扶梯由电动机带动而匀速运动。电动机的电阻为R，两端的电压为U，工作电流为I，上楼时间为t，在此过程中，电动机产生的热量为（　　）

A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据焦耳定律可知，电动机产生的热量为

故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
9．（2022·重庆万州·九年级期末）如图所示，英国物理学家________，做了很多实验研究热与功之间的联系以及电流的热效应；研究电流的热效应时，由于有多个因素影响导体的发热，所以探究过程应采用________的科学探究方法。

【答案】     焦耳     控制变量法
【解析】[1]英国物理学家焦耳做了很多实验研究热与功之间的联系以及电流的热效应，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即著名的焦耳定律。
[2]研究电流的热效应时，由于电流通过电热器产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，即有多个因素影响导体的发热，所以，探究过程应采用控制变量法的科学探究方法。
10．（2022·广西贵港·九年级期末）小华家电热毯内的电阻丝断了，爸爸将两个断头接上后想继续使用，被小华阻止了。原因是：电阻丝接头处发热多，接头处与电阻丝其他部分是串联的，通过它们的电流大小是______的。但电阻丝接头处的______较大，长时间使用会导致电热毯被烧焦。
【答案】     相等     电阻
【解析】[1]由题意可知，接头处与电阻丝其他部分是串联的，因串联电路中电流处处相等，故通过它们的电流大小是相等的。
[2]将电阻丝重新接上后，接头处由于接触不良会导致电阻变大，通过的电流相等，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，相同时间内接头处释放的热量更多，长时间使用会导致电热毯被烧焦。
11．（2022·陕西咸阳·九年级期末）如图所示，电源电压恒为3V，R1的阻值为10Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.5A，则通过R1的电流为______A，R2的阻值为______Ω，通电5min，电路产生的总热量为______ J。

【答案】              
【解析】由电路图可知，两电阻并联，电流表测支路的电流。
[1]因为并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压，所以

通过的电流为

[2]由可得的阻值为

[3]并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的电流为

通电，电路产生的总热量为

12．（2022·广东阳江·九年级期末）两个电加热器的电热丝的电阻之比为R1∶R2＝3∶2，若将它们串联在电路中，它们两端的电压之比U1∶U2＝_____，在相同时间里产生的热量之比Q1∶Q2＝_____；若将它们并联在电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝_____。
【答案】     3∶2     3∶2     2∶3
【解析】[1]两电热丝串联时，串联电路中电流处处相等，所以，由知道，两电阻两端电压之比为
U1∶U2＝IR1∶IR2＝R1∶R2＝3∶2
[2]由焦耳定律知道两电阻相同时间里产生的热量之比为
Q1∶Q2＝I2R1t∶I2R2t＝R1∶R2＝3∶2
[3]两电热丝并联时，并联电路中各支路电压相等，通过它们的电流之比为

13．（2022·陕西咸阳·九年级期末）如图所示是通过导体A、B的电流与其两端电压的关系图像，分析图像可知导体A的电阻________（选填“>”“=”或“<”）导体B的电阻；当导体A两端的电压为0V时，导体A的电阻为________Ω；当通过导体B的电流为0.4A时，1min内，导体B产生的热量为________J。

【答案】     <     10     192
【解析】[1]由图可知，当通过导体的电流
I=0.3A
时，导体A、B两端的电压为
UA=3V，UB=6V
根据欧姆定律的计算公式可得，导体A的电阻为

导体B的电阻为

所以
RA [2]导体的电阻是导体本身的一种性质，只与导体的长度、材料、横截面积、温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关，则当导体A两端的电压为0V时，导体A的电阻还是10Ω。
[3]当通过导体B的电流为0.4A时，1min内，根据焦耳定律得计算公式可得，导体B产生的热量为

14．（2022·山东淄博·九年级期末）如图所示的电路中，R1的阻值为15Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为3V，则R2的阻值为 _____Ω，通过R1的电流为 _____A，通电1min电阻R1产生的热量是 _____J，电路消耗的总功率为 _____W。

【答案】     10     0.2     36     1.5
【解析】[1]由图可知闭合开关S，该电路为R1和R2的并联电路，电流表测通过R2的电流，电压表测电源电压；已知此时电流表的示数为0.3A，即通过R2的电流为I2=0.3A；已知此时电压表的示数为3V，即电源电压为U=3V；由 可知，R2的阻值为

[2]通过R1的电流为

[3]通电1min电阻R1产生的热量为

[4]由并联电路的电流特点可知干路的电流为

则电路消耗的总功率为

15．（2022·江苏镇江·九年级期末）如图甲所示为某型号的电烤箱，有“高温”和“低温”两挡，内部结构的电路示意图如图乙所示，其中R1和R2均为发热电阻；当开关S接1时，电路是 _____（选填“高温”或“低温”）挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数分别为5A和2A，则电阻R2为 _____Ω；电烤箱处于“高温”挡工作10min产生热量为 _____J。

【答案】     高温     66     6.6×105
【解析】[1]开关S接1时，R2被短路，此时电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，电路中的总电阻最小，由可知，此时总功率最大，则此时是高温挡。
[2]由题知，开关S接1时，电流表的示数为I1＝5A，则电源电压为

即

解得。
当开关接“2”时，此时电路为R1和R2的串联电路，电流表测电路中的电流，由题知此时电路中的电流为I2＝2A，则电源电压为

即

解得R2＝66Ω。
[3]开关S接1时，处于高温挡，工作10min产生的热量为

三、简答题
16．（2022·福建省宁德市教师进修学院九年级期末）物理实验室里经常使用电烙铁，电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具，主要用途是焊接元件和导线。工作时，烙铁头温度达到300℃，可以熔化金属锡，而连接它的导线却不怎么热，解释其中的原因。

【答案】见解析
【解析】电烙铁的烙铁头与导线是串联的，串联电路电流处处相等，烙铁头的电阻远大于导线的电阻，由

可知，使用时烙铁头产生的热量远大于导线产生的热量。
四、实验题
17．（2022·陕西咸阳·九年级期末）利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻。

（1）实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察______反映出来的。这里采用的物理研究方法是______法；
（2）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B两瓶中要装入______相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容______（选填“大于”、“等于”或“小于”）水的比热容；
（3）通电一定时间后，可以看到______瓶中煤油温度升得高，这表明在相同时间内，电流相同的情况下，导体的电阻越______，电流通过导体时产生的热量越多；
（4）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值______（选填“相同”或“不同”）的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。
【答案】     温度计示数的变化     转换     质量     小于     B     大     相同
【解析】（1）[1][2]电阻丝产生热量的多少可以通过温度计示数的变化反映出来，电阻丝产生热量的多少转化为温度计示数的变化，这种方法做转换法。
（2）[3]为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。
[4]为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容小于水的比热容，相同条件下，煤油吸热升温比水快。
（3）[5][6]闭合开关，两电阻串联接入电路，两电阻丝串联的目的是控制通过电阻丝的电流与通电时间相同，根据焦耳定律可知在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，所以B瓶中煤油温度升得高。
（4）[7]探究两种不同液体的吸热性质需要控制液体吸收的热量相同，如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，根据焦耳定律可知应接入两根阻值相同的电阻丝，可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。
18．（2022·吉林·大安市乐胜乡中学校九年级期末）如图是小红探究“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质量和初温相同的空气。接通电源后，容器中的空气被加热而膨胀，通过观察U形管中液面高度变化比较电流通过电阻丝产生的热量。
（1）小红利用如图的装置探究电流产生的热量与______的关系，通电一段时间后______（选填“甲”或“乙”）容器内的电阻丝产生的热量多；
（2）断开电路，让实验装置冷却到初始状态，把乙容器并联的两根电阻丝都放入乙容器中，小红这样做是为了探究电流产生的热量与______的关系，通电一段时间后，甲、乙两个容器中______容器中电阻丝产生的热量多；
（3）如果乙装置中R3发生断路，则左侧容器中电阻丝R1的发热功率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】     电流     甲     电阻     甲     变小
【解析】（1）[1][2]由图可知，R2与R3并联后再与R1串联，通过R1的是干路电流，通过R2的是支路电流，由此可知，此装置探究电流产生的热量与电流的关系；由可知，当电阻和通电时间相同时，电阻丝R1产生的热量更多，所以通电一段时间后甲容器内的电阻丝产生的热量多。
（2）[3][4]把乙容器并联的两根电阻丝都放入乙容器中，因为两电阻并联后，其总电阻小于其中一个分电阻，即小于5Ω，所以小红这样做是为了探究电流产生的热量与电阻的关系，由可知，当电流和通电时间相同时，电阻丝R1产生的热量更多，所以通电一段时间后甲容器中电阻丝产生的热量多。
（3）[5]若乙装置中R3发生断路，则右侧的电阻变大，根据串联电路的电阻关系可知，电路的总电阻增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，根据可知，电阻丝R1的发热功率将变小。
19．（2022·河北保定·九年级期末）小明用如图所示的装置探究电流产生的热量与电阻的关系。已知R甲>R乙，烧瓶及配属装置的材料、规格相同。
（1）甲、乙两烧瓶中装入质量___________的煤油。（选填“相等”或“不相等”）。实验过程中通过比较___________来反映电流产生热量的多少；
（2）将两电阻丝串联是为了控制通过电阻丝的___________和通电时间相等，闭合开关，通电一段时间后。观察发现___________瓶中煤油吸收的热量更多；
[拓展]小华提议。利用该装置改做“探究水和煤油吸热升温的快慢”的实验。为此，他们对装置及实验条件进行变换，一是甲、乙两烧瓶中安装的电阻丝的阻值___________（选填“相等”或“不相等”）；二是将其中一个烧瓶中的煤油换成___________和初温相等的水。闭合开关，通电一段时间后，小华发现甲瓶中温度计示数升高10℃，乙瓶中温度计示数升高5℃，则___________（选填“甲”或“乙”）瓶中液体的比热容较大。

【答案】     相等     温度计示数的变化     电流     甲     相等     质量     乙
【解析】（1）[1]根据控制变量法的要求可知，要探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制甲、乙两烧瓶中的煤油质量相同、初温相同，通过电阻丝的电流相同，只改变电阻丝的阻值大小，所以甲、乙两烧瓶中装入质量相同的煤油。
[2]实验过程中用煤油吸收电阻丝产生的热量，用温度计测量煤油的温度，通过比较温度计示数的变化来反映电流产生热量的多少。
（2）[3]串联电路中电流处处相等，所以将两电阻丝串联是为了控制通过电阻丝的电流和通电时间相等。
[4]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，由于R甲>R乙，所以甲烧瓶中温度计示数升高较快，甲瓶中煤油吸收的热量更多。
[5][6]利用该装置改做“探究水和煤油吸热升温的快慢”的实验，实际上是探究水和煤油比热容的大小，根据Q=cmΔt，需要控制水和煤油吸收的热量、质量相同，比较两种液体升高的温度。要控制水和煤油吸收热量的相同，就要保证电热丝相同时间内放出的热量相等，所以需要在甲、乙两烧瓶中安装的电阻丝的阻值相等，除此以外还将其中一烧瓶中的煤油换成质量和初温相等的水。
[7]闭合开关，通电一段时间后，小华发现甲瓶中温度计示数升高10℃，乙瓶中温度计示数升高5℃，根据Q=cmΔt可知，吸收热量相同，质量相等时，升高的温度越小，比热容越大，所以乙瓶中液体的比热容较大。
五、计算题
20．（2022·河北唐山·九年级期末）如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝4Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A。求：
（1）电源电压；
（2）电压表的示数和R1的功率；
（3）电阻R2在1min内产生的热量。

【答案】（1）3V；（2）1V，0.5W；（3）60J
【解析】解：（1）闭合开关S后，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。根据电阻串联的特点可知总电阻为

根据欧姆定律可知电源电压为

（2）根据欧姆定律可知电压表的示数

R1的功率为

（3）电阻R2在1min内产生的热量为

答：（1）电源电压为3V；
（2）电压表的示数和R1的功率为；
（3）电阻R2在1min内产生的热量为。
21．（2022·江西·九年级期末）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”。现在市场上流行如图1所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图2甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图2乙所示，求：
（1）电饭锅的最大电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）30min内电饭锅产生的热量。

【答案】（1）660W；（2）220Ω；（3）9.9×105J
【解析】（1）由图丙可知，通过电饭锅的最大电流为3A，则电饭锅的最大电功率为

（2）由图乙可知，当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最大（大于并联时的总电阻），电路的总电流最小，即I小=2A；当开关S、S1闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路的总电流最大，且I大=3A；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变（始终为2A），因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流为

因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，电热丝R2的阻值为

（3）由图丙可知，电路中的电流I大=3A和I小=2A时工作的时间均为

则30min内电饭锅产生的热量

答：（1）电饭锅的最大电功率为660W；
（2）电热丝R2的阻值为220Ω；
（3）30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J。