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浙教版（2024）九年级上册第6节 电能同步达标检测题
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这是一份浙教版（2024）九年级上册第6节 电能同步达标检测题，共36页。试卷主要包含了知识网络，知识掌握等内容，欢迎下载使用。
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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc140089662" 模块一 知识网络 PAGEREF _Tc140089662 \h 1
\l "_Tc140089663" 模块二 知识掌握 PAGEREF _Tc140089663 \h 2
\l "_Tc140089664" 知识点一、电流的热效应 PAGEREF _Tc140089664 \h 2
\l "_Tc140089665" 知识点二、焦耳定律、电热器 PAGEREF _Tc140089665 \h 4
\l "_Tc140089666" 知识点三、电动机 PAGEREF _Tc140089666 \h 6
\l "_Tc140089667" 【巩固提高】 PAGEREF _Tc140089667 \h 8
知识重点
模块一 知识网络
模块二 知识掌握
知识点一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成热能的现象叫做电流的热效应。
根据电功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示电流通过导体时产生热能的快慢。这个公式表明：
实验：探究电热与哪些因素有关？(如图)
(1)在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率与导体的电阻成正比；
(2)在导体电阻相同的条件下，电能转化成热能的功率与电流的平方成正比。
在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，由于导体产生的热量Q与电路消耗的电能W相等，因此计算电热的功率可用如下导出公式P＝eq \f(W,t)，P＝UI，P＝eq \f(U2,R)。
（2022秋•临海市期中）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电饭煲正常工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．三个用电器产生的热量一样多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三者消耗的电能相等
（2022•永嘉县模拟）小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（ ）
A．通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快
B．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系
C．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系
D．运用了控制变量法和转换法
（2021秋•西湖区期末）小金用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项错误的是（ ）
A．通电后油墨升温变色是由于电流的热效应
B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移
D．该实验可研究电流产生的热量与通电时间的关系
（2020秋•拱墅区期末）如图，2只相同的烧瓶，瓶塞上各插入1支温度计，瓶内装有电阻丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2；在2只烧瓶中装入煤油或水，两电阻丝接入相应电路，无法完成的实验是（ ）
A．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联，探究电热与电阻大小的关系
B．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，探究电热与电流大小的关系
C．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，比较水和煤油的吸热能力
D．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，粗略测量煤油的比热容
（2022•鄞州区模拟）小宁同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙，下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出导体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
⑤在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小相等
A．②③B．①⑤C．②④D．①④⑤
知识点二、焦耳定律、电热器
(1)电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式：Q＝I2Rt。
(2)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。其优点：①清洁卫生，②热效率高，③方便调控，缺点是非加热用电器工作时也产生热量。
(3)常见电热器类型
（2022秋•舟山期末）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
（2022秋•镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
（2022秋•拱墅区期末）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U形”再插入，如图所示。这种“U形形”接法可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更 （选填“大”或“小”），当电流、通电时间一定时，根据 （用公式表示）的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
（2022秋•慈溪市校级期末）图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为 W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为 J。
（2022秋•乐清市校级期末）如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。当人体温度超过设定值时测温枪报警，持续时间3秒。
（1）图乙是它的工作原理图，R是滑动变阻器，R0是热敏电阻，当人体温度升高时，电压表示数将变小。则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的 曲线。
（2）若热敏电阻R0在检测到体温达到37.5℃的人体而报警时，其阻值为100Ω，报警电压为2V，电源电压恒为5V，则图乙电路中滑动变阻器R在报警过程中产生的热量为 焦。
知识点三、电动机
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内(热)能？
电吹风机：电能转化成内能和机械能(由于有电动机的存在)
电熨斗：电能全部转化成内能
（2021秋•江干区校级期中）电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能按如图所示连接好电路，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至某一位置时，叶片刚好不转动，读出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0。移动变阻器滑片，使电压表示数为额定电压U，读出此时电流表的示数为I，电风扇正常工作。若忽略摩擦，只考虑线圈发热损耗，则下列说法正确的是（ ）
A．电风扇正常运转时，电动机的发热功率P热＝U0I0
B．电风扇的电动机将电能转化为机械能效率η=UI−U0I0UI
C．电风扇正常工作时的电动机内阻为r=UI
D．电风扇正常工作时的电功率P＝UI
（2021•杭州一模）如图所示是某型号的爆米花机的电路图，闭合开关S时，R加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米＝1.2×103J/（kg•℃）]
（1）电路中R的阻值是多少？
（2）将200g、20℃的玉米加热到320℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；
（3）电阻R发热，把200g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时10min，求R的加热效率。
（2022秋•镇海区期末）如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
【巩固提高】
（2020秋•永嘉县期末）下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A．收音机B．电风扇
C．电饭锅D．电视机
（2020秋•婺城区期末）如果热熔胶枪（一种电热器）和电风扇上都标有“220V，45W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，以下科学量大小不相同的是（ ）
A．用电器消耗的电能B．用电器产生的热量
C．通过用电器的电流D．用电器的实际功率
（2021秋•宁海县校级月考）将规格都是“220V、150W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A．电烙铁产生的热量最多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三个用电器产生的热量一样多
（2020秋•拱墅区校级期末）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，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。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
（2021秋•西湖区校级月考）如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（ ）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．若在该装置中串联一个滑动变阻器，就可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，不仅需要将其中一个烧瓶内的煤油换成等质量的水，还需使烧瓶内两个电阻的阻值不相同
（2022秋•余姚市校级月考）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（ ）
A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2
（2020秋•柯桥区期末）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为10V
B．电路消耗的总功率是6W
C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J
D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J
（2021•苍南县模拟）如图电路，电源电压为12伏且保持不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4伏：当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2伏，在10秒内定值电阻R1产生的热量为36焦，则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1安
B．电路消耗的最小电功率为9.6瓦
C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
D．滑片P在中点时，10秒内滑动变阻器R做功为60焦
（2021秋•余姚市月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．6JB．30JC．36JD．60J
（2022春•鄞州区校级期末）如图所示电路，闭合开关，标有“6V 4.8W”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为 A，2min内电动机产生的热量是 J。
（2022春•上城区月考）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 （选填“甲”或“乙”），将它们并联在220V电路中，在相同时间内产生热量较多的是 （选填“甲”或“乙”）。
（2022•婺城区一模）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：
（1）当开关S1闭合，S2接 （填“a”或“b”）时，电路处于保温状态。
（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？
（2022秋•西湖区校级期中）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，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，其简化电路如图乙所示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丙所示。
（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。
（2021秋•湖州期末）近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三挡通过三个开关来控制（调节每个温度挡时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
（1）当 （填开关状态）时，热敷仪处于低温挡。
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温挡，此时电路中的电流为 。
（3）当热敷仪处于中温挡时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？
（2022秋•西湖区校级期中）一种新型石墨烯电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。西溪中学综合实践活动小组的同学探究了它的原理。小组同学根据所学知识，讨论认为：两个电阻如需得到高、低两挡调温，则可能有图乙、丙两种电路。该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 挡（填“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）图乙中当电热桌垫处于低温挡时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
3.6 电能（2）
学习目录
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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc140089662" 模块一 知识网络 PAGEREF _Tc140089662 \h 1
\l "_Tc140089663" 模块二 知识掌握 PAGEREF _Tc140089663 \h 2
\l "_Tc140089664" 知识点一、电流的热效应 PAGEREF _Tc140089664 \h 2
\l "_Tc140089665" 知识点二、焦耳定律、电热器 PAGEREF _Tc140089665 \h 6
\l "_Tc140089666" 知识点三、电动机 PAGEREF _Tc140089666 \h 10
\l "_Tc140089667" 【巩固提高】 PAGEREF _Tc140089667 \h 13
知识重点
模块一 知识网络
模块二 知识掌握
知识点一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成热能的现象叫做电流的热效应。
根据电功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示电流通过导体时产生热能的快慢。这个公式表明：
实验：探究电热与哪些因素有关？(如图)
(1)在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率与导体的电阻成正比；
(2)在导体电阻相同的条件下，电能转化成热能的功率与电流的平方成正比。
在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，由于导体产生的热量Q与电路消耗的电能W相等，因此计算电热的功率可用如下导出公式P＝eq \f(W,t)，P＝UI，P＝eq \f(U2,R)。
（2022秋•临海市期中）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电饭煲正常工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．三个用电器产生的热量一样多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三者消耗的电能相等
【解答】解：由于三个用电器都正常工作，则三个用电器的实际功率：P＝P额＝100W；根据W＝Pt可知，三个用电器消耗的电能相同；因为电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电饭煲将电能全部转化为内能，所以产生热量最多的是电饭煲，故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2022•永嘉县模拟）小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（ ）
A．通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快
B．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系
C．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系
D．运用了控制变量法和转换法
【解答】解：AB、右侧容器中的5Ω电阻与容器外等值的电阻并联后与左侧5Ω的电阻丝串联，根据并联电路电压的规律和欧姆定律，通过B容器中的5Ω电阻与容器外等值的电阻的电流相等，根据并联电路的电流规律可知通过B容器中电阻丝的电流为通过A容器中电阻丝的电流的一半，两容器中电阻丝的通电时间相同，根据控制变量法可知探究的是电流通过导体产生的热量多少与电流大小的关系，故B错误；
根据焦耳定律Q＝I2Rt可知通电后左侧电阻产生的热量大于右侧电阻产生的热量，所以能观察到管①中的液面比管②中的液面升得更快，故A错误；
C、控制通过左侧电阻的电流不变，改变通电时间，比较U形管液面的高度差，可探究导体产生的热量与通电时间的关系，故C错误；
D、容器中电热丝产生的热量多少是通过与容器相连的U形管液面的高度差来反应的，用到了转换法；电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，研究某个因素时需控制其它因素不变，所以用到了控制变量法，故D正确。
故选：D。
（2021秋•西湖区期末）小金用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项错误的是（ ）
A．通电后油墨升温变色是由于电流的热效应
B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移
D．该实验可研究电流产生的热量与通电时间的关系
【解答】解：A、油墨升温变色是由于化学效应，故A错误；
BD、实验装置中，两电阻串联，甲乙电流和通电时间相同，电阻不同，该实验可研究电流产生的热量与电阻的关系，故B正确，D错误；
C、将滑动变阻器滑片P向左移动，会使电路中电流变小，根据Q＝I2Rt，产生热量变慢，使变色时间延迟，故C错误。
故选：ACD。
（2020秋•拱墅区期末）如图，2只相同的烧瓶，瓶塞上各插入1支温度计，瓶内装有电阻丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2；在2只烧瓶中装入煤油或水，两电阻丝接入相应电路，无法完成的实验是（ ）
A．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联，探究电热与电阻大小的关系
B．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，探究电热与电流大小的关系
C．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，比较水和煤油的吸热能力
D．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，粗略测量煤油的比热容
【解答】解：A、要探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，应控制电流相同、通电时间相同、液体的质量、种类相同，而电阻的大小不同，所以当烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联时，可以探究电热与电阻大小的关系，故A可以完成；
B、要探究“电流通过导体产生的热量与电流大小的关系”，应控制电阻相同、通电时间相同、液体种类和质量相同，而电流的大小不同，所以当烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，不能探究电热与电流大小的关系，故B无法完成；
C、在探究水和煤油的吸热能力时，采用的是控制变量法，需要控制水和煤油的质量和初温相同，实验中需要将阻值相同的两电阻丝串联，这样保证电热丝在相同时间内放出的热量相同，通过比较升高的温度来比较水和煤油的吸热能力，故C可以完成；
D、若R1＝R2且串联，两电阻的电流和电阻相同，根据Q＝I2Rt知在相同时间内电流产生的热量相同，可以让相同质量的水和食用油吸收相同的热量，则能粗略测量食用油的比热容，故D可以完成。
故选：B。
（2022•鄞州区模拟）小宁同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙，下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出导体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
⑤在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小相等
A．②③B．①⑤C．②④D．①④⑤
【解答】解：（1）借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观，称为转换法，电流此时的热量无法直接观察，通过观察玻璃管内液体高度的变化来反映，为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些，电流通过导体产生的热的多少跟电阻、电流、通电时间有关，实验采用控制变量法，故②③正确；
（2）平底烧瓶内装的液体应该是绝缘体，食盐溶液是导体，煤油是绝缘体，实验平底烧瓶内装的液体应该是煤油，故①错误；
由图可知，两电阻丝串联，则两烧瓶中电流相同，通电时间相同，乙瓶中电阻较大，产生热量越多，乙瓶中的温度计示数升高的快；
（3）实验装置的电路设计成串联电路是为了控制电流大小和通电时间相等，故⑤错误；
（4）利用玻璃管内液柱的高度无法准确计算液体吸收的热量，所以此实验不能得出导体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，故④错误。
故选：A。
知识点二、焦耳定律、电热器
(1)电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式：Q＝I2Rt。
(2)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。其优点：①清洁卫生，②热效率高，③方便调控，缺点是非加热用电器工作时也产生热量。
(3)常见电热器类型
（2022秋•舟山期末）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
【解答】解：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，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。
A．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，根据I=PU可知导线中的电流越大，说明电流产生的热量与电流大小有关，故A不符合题意；
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，两灯的实际功率分别为54W和6W，根据P＝UI有I=PU可知，此时两个灯泡的电流是不同的，说明电流产生的热量与电流大小有关，故B不符合题意；
C．电熨斗与导线串联，此时通过电熨斗和导线的电流及通电时间相同，而电熨斗的电阻远大于导线的电阻，工作时电熨斗发热明显，故C符合题意；
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高，说明电流产生的热量与时间长短有关，故D不符合题意。
故选：C。
（2022秋•镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
【解答】解：AB\甲方案中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总功率P甲1=U2R1；
开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P甲2=U2R1+R2，
因P甲1＞P甲2，
所以，开关S、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电热器处于低温挡；故AB正确；
C、乙图中两电阻R3和R4并联，电阻两端的电压都等于电源电压，
由P=U2R可得：
R3的阻值应为：R3=U2P3=(24V)2120W=4.8Ω；故C错误；
（3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×60s＝1.2×104J。故D正确。
故选：C。
（2022秋•拱墅区期末）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U形”再插入，如图所示。这种“U形形”接法可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更 （选填“大”或“小”），当电流、通电时间一定时，根据 （用公式表示）的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
【解答】解：“U”型接入法可以增大连接处的接触面积，在长度、材料不变时，连接处的电阻更小，根据Q＝I2Rt可得，当电流、通电时间一定时，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
故答案为：小；Q＝I2Rt。
（2022秋•慈溪市校级期末）图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为 W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为 J。
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，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，由图象可知最小和最大电流分别为I最小＝0.2A；I最大＝0.6A，
由I=UR及串联电路的电压规律可得：
U＝I最小（R1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
解①②得：R1＝30Ω；U＝18V；
滑动变阻器R2消耗的功率为：P2＝I2R2=(UR1+R2)2R2=U2R12+2R1R2+R22R2=U2(R1−R2)2+4R1R2R2=U2(R1−R2)2R2+4R1，当R1＝R2时，滑动变阻器R2消耗的功率最大，最大功率为：
P2=U24R1=(18V)24×30Ω=2.7W；
当滑片P在最左端时，R1产生的热量Q1＝I最大2R1t＝（0.6A）2×30Ω×60s＝648J；
故答案为：2.7；648。
（2022秋•乐清市校级期末）如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。当人体温度超过设定值时测温枪报警，持续时间3秒。
（1）图乙是它的工作原理图，R是滑动变阻器，R0是热敏电阻，当人体温度升高时，电压表示数将变小。则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的 曲线。
（2）若热敏电阻R0在检测到体温达到37.5℃的人体而报警时，其阻值为100Ω，报警电压为2V，电源电压恒为5V，则图乙电路中滑动变阻器R在报警过程中产生的热量为 焦。
【解答】解：由图乙可知，滑动变阻器R和热敏电阻R0串联接入电路，电压表测量热敏电阻R0两端的电压，
（1）当人体温度升高时，电压表示数将减小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器R两端的电压增大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流增大，即电路中的电流增大，根据欧姆定律可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻减小，根据串联电路电阻规律可知，热敏电阻的阻值将减小，即人体温度升高时热敏电阻的阻值减小，故图丙中表示热敏电阻R0的阻值随温度变化的特点是A曲线；
（2）热敏电阻R0在检测到体温达到37.3℃的人体而报警时，通过热敏电阻R0的电流：I0=U0R0=2V100Ω=0.02A，
根据串联电路的电流特点控制，通过滑动变阻器R的电流：I滑＝I0＝0.02A，
根据串联电路的电压特点控制，此时滑动变阻器R两端的电压：U滑＝U﹣U0＝5V﹣2V＝3V，
滑动变阻器R在报警过程中产生的热量：Q＝W＝U滑I滑t＝3V×0.02A×3s＝0.18J。
故答案为：（1）A；（2）0.18。
知识点三、电动机
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内(热)能？
电吹风机：电能转化成内能和机械能(由于有电动机的存在)
电熨斗：电能全部转化成内能
（2021秋•江干区校级期中）电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能按如图所示连接好电路，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至某一位置时，叶片刚好不转动，读出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0。移动变阻器滑片，使电压表示数为额定电压U，读出此时电流表的示数为I，电风扇正常工作。若忽略摩擦，只考虑线圈发热损耗，则下列说法正确的是（ ）
A．电风扇正常运转时，电动机的发热功率P热＝U0I0
B．电风扇的电动机将电能转化为机械能效率η=UI−U0I0UI
C．电风扇正常工作时的电动机内阻为r=UI
D．电风扇正常工作时的电功率P＝UI
【解答】解：
（1）叶片刚好不转动时（即电动机不工作时），可看作纯电阻电路，
则由欧姆定律可得，电动机内阻r=U0I0，
电动机内阻不变，所以电风扇正常工作时的电动机内阻仍然为r=U0I0；故C错误；
（2）电动机正常工作时的发热功率：P热＝I2r＝I2×U0I0=I2U0I0；故A错误；
电动机正常工作时的总功率为P总＝UI，故D正确。
则输出的机械功率：P机＝P总﹣P热＝UI−I2U0I0；
所以电动机将电能转化为机械能的效率：η=P机P总=UI−I2U0I0UI=1−U0IUI0；故B错误。
故选：D。
（2021•杭州一模）如图所示是某型号的爆米花机的电路图，闭合开关S时，R加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米＝1.2×103J/（kg•℃）]
（1）电路中R的阻值是多少？
（2）将200g、20℃的玉米加热到320℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；
（3）电阻R发热，把200g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时10min，求R的加热效率。
【解答】解：（1）电路中R的阻值为：R=U2P加热=(220V)2200W=242Ω；
（2）玉米吸收的热量：
Q吸＝c玉米m（t﹣t0）＝1.2×103J/（kg•℃）×200×10﹣3kg×（320℃﹣20℃）＝7.2×104J；
（3）由题知，电阻R发热，加工时给玉米加热的功率P加热＝200W，
由P=Wt可得，电阻R加热10min消耗的电能为：
W＝P加热t＝200W×10×60s＝1.2×105J，
R的加热效率：
η=Q吸W×100%=7.2×104J1.2×105J×100%＝60%；
答：（1）电路中R的阻值是242Ω。
（2）玉米粒需要吸收的热量为7.2×104J；
（3）R的加热效率为60%。
（2022秋•镇海区期末）如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
【解答】解：（1）由图知，灯泡与电动机串联，电动机不转时，电流通过电动机将电能全部转化为内能，
所以t时间内电流在电路中产生的热量：Q＝W=U2R+rt；
（2）灯泡工作时，将电能转化内能，即电流通过灯泡做的功等于灯丝产生的热量；
在电动机转动时，电动机将电能转化为机械能和内能，即电流通过电动机做的功大于电动机线圈产生的热量，所以整个电路中，电流做的功大于电路中产生的热量；
（3）电动机转动后，电动机将电能转化为内能和机械能，使得电能转化成的内能减小，
所以未转时，Q=I12（R+r）t，
电动转动时，Q'=I22（R+r）t，
则：I12（R+r）t＞I22（R+r）t，
所以I1＞I2，
即：电动机转动时，通过灯泡电流较小，故灯泡会更暗。
故答案为：（1）U2R+rt；做功；（2）大于；（3）暗。
【巩固提高】
（2020秋•永嘉县期末）下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A．收音机B．电风扇
C．电饭锅D．电视机
【解答】解：A．收音机工作时，主要将电能转化为声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电饭锅工作时主要将电能转化为内能，是利用了电流的热效应，故C符合题意；
D．电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选：C。
（2020秋•婺城区期末）如果热熔胶枪（一种电热器）和电风扇上都标有“220V，45W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，以下科学量大小不相同的是（ ）
A．用电器消耗的电能B．用电器产生的热量
C．通过用电器的电流D．用电器的实际功率
【解答】解：AD、两个用电器均正常工作时的实际功率P＝P额＝45W，
由P=Wt可得，W＝Pt，所以两种用电器消耗的电能相同；故AD不符合题意；
B、因为电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，热熔胶枪将电能全部转化为内能，热熔胶枪产生热量最多，所以用电器产生的热量不同，故B符合题意；
C、由P＝UI可得，通过用电器的电流相同，故C不符合题意。
故选：B。
（2021秋•宁海县校级月考）将规格都是“220V、150W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A．电烙铁产生的热量最多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三个用电器产生的热量一样多
【解答】解：由于U＝220V，则三种用电器的实际功率：P＝P额＝150W；通电时间相同，根据W＝Pt可知，所以三种用电器消耗的电能相同；
电视机将大部分电能转化为光能和声能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能，故产生热量最多的是电烙铁。
故选：A。
（2020秋•拱墅区校级期末）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，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。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
【解答】解：A、装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，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，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中的电流相同、改变电阻的阻值；
不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，此时I右＝I左，由于右侧容器中两个5Ω的电阻并联，所以总电阻小于5Ω，左右两侧容器中电阻丝的阻值不同，所以可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故B正确；
C、将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故C错误；
D、该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映，故D错误。
故选：B。
（2021秋•西湖区校级月考）如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（ ）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．若在该装置中串联一个滑动变阻器，就可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，不仅需要将其中一个烧瓶内的煤油换成等质量的水，还需使烧瓶内两个电阻的阻值不相同
【解答】解：
A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确；
B、由图可知，两瓶中电阻丝串联，实验中，移动滑动变阻器，可以改变电路中电流的大小，分析同一个烧瓶内温度计示数的变化，可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系，故B正确；
C、通电后电流通过电阻丝产生热量越多，煤油的温度升的越高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，应用了转换法，故C正确；
D、比较水和煤油的比热容大小时，烧瓶内分别装有质量相同的水和煤油，要使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以要使两瓶中电阻丝的阻值相同，故D错误。
故选：D。
（2022秋•余姚市校级月考）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（ ）
A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2
【解答】解：
由题意可知，R甲：R乙＝5：4，产生的热量之比Q甲：Q乙＝5：1，通电时间之比t甲：t乙＝1：1，
由Q＝I2Rt可得通过甲、乙两个电热器的电流之比：
I甲：I乙=Q甲R甲t甲：Q乙R乙t乙=55×1：14×1=1：12=2：1，故C正确、ABD错误。
故选：C。
（2020秋•柯桥区期末）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为10V
B．电路消耗的总功率是6W
C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J
D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J
【解答】解：A、由图知，定值电阻R与电动机串联，电压表V1测量电动机的电压，电压表V2测量电源的电压，电路中的电流为1A，定值电阻R的阻值为4Ω，根据I=UR得，定值电阻R的电压为：UR＝IR＝1A×4Ω＝4V，
电压表V2的示数是10V，则电源的电压为10V，根据串联电路的电压规律得，电动机两端的电压为：UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V，电压表V1与电动机并联，则电压表V1的示数为6V，故A错误；
B、电路中总功率为：P＝UI＝10V×1A＝10W，故B错误；
C、由题知，电动机的线圈电阻为1Ω，则通电1分钟电流通过电动机产生的热量为：Q＝I2RMt＝（1A）2×1Ω×60s＝60J，故C错误；
D、通电1分钟电动机消耗的总电能为：W＝UMIt＝6V×1A×60s＝360J，根据能量守恒定律知，则通电1分钟电动机产生的机械能为：W机械＝W﹣Q＝360J﹣60J＝300J，故D正确。
故选：D。
（2021•苍南县模拟）如图电路，电源电压为12伏且保持不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4伏：当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2伏，在10秒内定值电阻R1产生的热量为36焦，则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1安
B．电路消耗的最小电功率为9.6瓦
C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
D．滑片P在中点时，10秒内滑动变阻器R做功为60焦
【解答】解：根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压的规律可知，电压表示数（变阻器的电压）将增大，电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为：Ub＝4V+2V＝6V；
在10s内定值电阻R1产生的热量为36J，由Q＝UIt=U2Rt可得R1的阻值：R1=U12Q1t=(12V−6V)236J×10s＝10Ω；
A、当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：I最大=UR1=12V10Ω=1.2A，故A错误；
B、当滑片在b点时，变阻器接入的阻值最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：I最小=U1R1=12V−6V10Ω=0.6A，
则电路消耗的最小电功率为：P最小＝UI最小＝12V×0.6A＝7.2W，故B错误；
C、串联电路中各处的电流相等，滑片在中点时，电路中的电流：I中=U1'R1=12V−4V10Ω=0.8A，
由P＝UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比：P1中P1b=U1中I中U1bI最小=(12V−4V)×0.8A(12V−6V)×0.6A=169，故C正确；
D、滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑＝U滑I中t＝4V×0.8A×10s＝32J，故D错误。
故选：C。
（2021秋•余姚市月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．6JB．30JC．36JD．60J
【解答】解：灯泡正常发光时的电压UL＝10V，功率PL＝3W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：IL=PLUL=3W10V=0.3A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，
该电路工作10s定值电阻产生的热量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。
故选：A。
（2022春•鄞州区校级期末）如图所示电路，闭合开关，标有“6V 4.8W”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为 A，2min内电动机产生的热量是 J。
【解答】解：由P＝UI可知，小灯泡正常发光时的电流：IL=PLUL=4.8W6V=0.8A；
根据并联电路的电流规律可知，干路电流I＝IL+IM＝0.8A+0.5A＝1.3A；
2min内电动机产生的热量：Q＝IM2RMt＝（0.5A）2×1Ω×2×60s＝30J。
故答案为：1.3；30。
（2022春•上城区月考）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 （选填“甲”或“乙”），将它们并联在220V电路中，在相同时间内产生热量较多的是 （选填“甲”或“乙”）。
【解答】解：
（1）由P=U2R可得R=U2P，所以甲、乙两只电炉的电阻：R甲＞R乙，因为串联电路中电流处处相等，即：I甲＝I乙，所以根据Q＝I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＞Q乙，即串联时相同时间内产生热量较多的是甲；
（2）由题知，两电炉的额定电压相同（均为220V），且额定功率P甲＜P乙，并联在220V电路中时都能正常工作，即实际功率达到额定功率，由Q＝W＝Pt知，在相同时间内产生热量较多的是乙。
故答案为：甲；乙。
（2022•婺城区一模）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：
（1）当开关S1闭合，S2接 （填“a”或“b”）时，电路处于保温状态。
（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？
【解答】解：（1）当开关S1闭合，S2接b时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P=U2R可知总功率较大，电路处于加热状态；
当开关S1闭合，S2接a时，R1、R2串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P=U2R可知总功率较小，电路处于保温状态；
（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能：
W=U2R2t=(220V)2400Ω×10×60s＝72600J；
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，根据P=U2R可知总电阻：
R串=U2P=(220V)248.4W=1000Ω，
根据电阻串联的特点可知则电热丝R1连入电路的阻值：
R1＝R串﹣R2＝1000Ω﹣400Ω＝600Ω。
答：（1）a；
（2）通电10分钟消耗的电能是72600J；
（3）电热丝R1连入电路的阻值应为600Ω。
（2022秋•西湖区校级期中）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，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，其简化电路如图乙所示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丙所示。
（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。
【解答】解：（1）由乙电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，总电阻较小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流较大，根据P＝UI可知，电饭锅的功率最大。
由图丙可知，电饭锅的最大电流I＝3A，
则电饭锅最大的电功率：P1＝UI＝220V×3A＝660W；
（2）由乙电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单电路，总电阻较大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流较小，根据P＝UI可知，电饭锅的功率最小。
由丙图可知，通过R1的电流I1＝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：I2＝I﹣I1＝3A﹣2A＝1A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=UR可得，R2的阻值：R2=UI2=220V1A=220Ω；
（3）由图可知30min内电饭锅的加热时间为15min，产生的热量为：W1＝UIt1＝220V×3A×15×60S＝5.94×105J，
保温时间为15min，产生的热量为：W2＝UI1t2＝220V×2A×15×60s＝3.96×105J，
所以30min内电饭锅产生的热量为：W＝W1+W2＝5.94×105J+3.96×105J＝9.9×105J。
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。
（2021秋•湖州期末）近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三挡通过三个开关来控制（调节每个温度挡时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
（1）当 （填开关状态）时，热敷仪处于低温挡。
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温挡，此时电路中的电流为 。
（3）当热敷仪处于中温挡时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？
【解答】解：（1）由题意可知，调节每个温度挡时只闭合其中的一个开关，
当只有S1闭合时，只有R2工作，当只有S2闭合时，R1、R2串联，当只有S3闭合时，只有R1工作；
根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，
当只闭合S2时，R1、R2串联时，电路中的电阻最大，由P=U2R可知，此时的电功率最小，热敷仪处于低温挡；
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，只有R2工作，热敷仪处于高温挡，此时电路中的电流：I=UR2=6V4Ω=1.5A；
（3）当只闭合S3时，电路中只有R1工作，此时热敷仪处于中温挡，持续工作8分钟，产生的热量：Q＝W=U2R1t=(6V)26Ω×8×60s＝2880J。
故答案为：（1）只闭合S2；
（2）1.5A；
（3）当热敷仪处于中温挡时，持续工作8分钟，产生的热量为2880J。
（2022秋•西湖区校级期中）一种新型石墨烯电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。西溪中学综合实践活动小组的同学探究了它的原理。小组同学根据所学知识，讨论认为：两个电阻如需得到高、低两挡调温，则可能有图乙、丙两种电路。该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 挡（填“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）图乙中当电热桌垫处于低温挡时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
【解答】解：（1）由图乙知，当S1闭合、S2断开时两电阻串联，此时电路中电阻较大，电源电压一定，由P=U2R可知，此时电热垫电功率较小，为低温状态；
两开关都闭合时，只有R2连入电路中，此时电路中电阻较小，电源电压一定，由P=U2R可知，此时电热垫电功率较大，为高温状态；
（2）两开关都闭合时，电热桌垫消耗的最大功率：
P最大=U2R2=(8V)22Ω=32W；
（3）由串联电路特点和欧姆定律可得，低温挡时电路中电流：
I=UR1+R2=8V6Ω+2Ω=1A，
10分钟内产生的热量：
Q＝W＝UIt＝8V×1A×10×60s＝4800J。
故答案为：（1）低温；
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是32W
（3）图乙中当电热桌垫处于低温挡时，10分钟内产生的热量是4800J。
串联式
高温档P1=
低温档P2=
并联式
高温档P1=
低温档P2=
能量转化
功能计算
电热器
电能→内能
∵Q=W ∵W＝UIt
又根据欧姆定律U=IR
∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R
电动机
电能→内能+机械能
∵W＝UIt W=Q+W机
∴UIt=I2Rt+W机
∴U>IR 所以欧姆定律在电动机的计算中不适用，切记！
额定电压
220V
加热功率
200W
电动机功率
44W
串联式
高温档P1=
低温档P2=
并联式
高温档P1=
低温档P2=
能量转化
功能计算
电热器
电能→内能
∵Q=W ∵W＝UIt
又根据欧姆定律U=IR
∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R
电动机
电能→内能+机械能
∵W＝UIt W=Q+W机
∴UIt=I2Rt+W机
∴U>IR 所以欧姆定律在电动机的计算中不适用，切记！
额定电压
220V
加热功率
200W
电动机功率
44W
目录
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc140089662" 模块一 知识网络 PAGEREF _Tc140089662 \h 1
\l "_Tc140089663" 模块二 知识掌握 PAGEREF _Tc140089663 \h 2
\l "_Tc140089664" 知识点一、电流的热效应 PAGEREF _Tc140089664 \h 2
\l "_Tc140089665" 知识点二、焦耳定律、电热器 PAGEREF _Tc140089665 \h 4
\l "_Tc140089666" 知识点三、电动机 PAGEREF _Tc140089666 \h 6
\l "_Tc140089667" 【巩固提高】 PAGEREF _Tc140089667 \h 8
知识重点
模块一 知识网络
模块二 知识掌握
知识点一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成热能的现象叫做电流的热效应。
根据电功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示电流通过导体时产生热能的快慢。这个公式表明：
实验：探究电热与哪些因素有关？(如图)
(1)在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率与导体的电阻成正比；
(2)在导体电阻相同的条件下，电能转化成热能的功率与电流的平方成正比。
在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，由于导体产生的热量Q与电路消耗的电能W相等，因此计算电热的功率可用如下导出公式P＝eq \f(W,t)，P＝UI，P＝eq \f(U2,R)。
（2022秋•临海市期中）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电饭煲正常工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．三个用电器产生的热量一样多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三者消耗的电能相等
（2022•永嘉县模拟）小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（ ）
A．通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快
B．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系
C．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系
D．运用了控制变量法和转换法
（2021秋•西湖区期末）小金用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项错误的是（ ）
A．通电后油墨升温变色是由于电流的热效应
B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移
D．该实验可研究电流产生的热量与通电时间的关系
（2020秋•拱墅区期末）如图，2只相同的烧瓶，瓶塞上各插入1支温度计，瓶内装有电阻丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2；在2只烧瓶中装入煤油或水，两电阻丝接入相应电路，无法完成的实验是（ ）
A．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联，探究电热与电阻大小的关系
B．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，探究电热与电流大小的关系
C．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，比较水和煤油的吸热能力
D．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，粗略测量煤油的比热容
（2022•鄞州区模拟）小宁同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙，下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出导体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
⑤在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小相等
A．②③B．①⑤C．②④D．①④⑤
知识点二、焦耳定律、电热器
(1)电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式：Q＝I2Rt。
(2)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。其优点：①清洁卫生，②热效率高，③方便调控，缺点是非加热用电器工作时也产生热量。
(3)常见电热器类型
（2022秋•舟山期末）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
（2022秋•镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
（2022秋•拱墅区期末）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U形”再插入，如图所示。这种“U形形”接法可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更 （选填“大”或“小”），当电流、通电时间一定时，根据 （用公式表示）的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
（2022秋•慈溪市校级期末）图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为 W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为 J。
（2022秋•乐清市校级期末）如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。当人体温度超过设定值时测温枪报警，持续时间3秒。
（1）图乙是它的工作原理图，R是滑动变阻器，R0是热敏电阻，当人体温度升高时，电压表示数将变小。则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的 曲线。
（2）若热敏电阻R0在检测到体温达到37.5℃的人体而报警时，其阻值为100Ω，报警电压为2V，电源电压恒为5V，则图乙电路中滑动变阻器R在报警过程中产生的热量为 焦。
知识点三、电动机
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内(热)能？
电吹风机：电能转化成内能和机械能(由于有电动机的存在)
电熨斗：电能全部转化成内能
（2021秋•江干区校级期中）电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能按如图所示连接好电路，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至某一位置时，叶片刚好不转动，读出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0。移动变阻器滑片，使电压表示数为额定电压U，读出此时电流表的示数为I，电风扇正常工作。若忽略摩擦，只考虑线圈发热损耗，则下列说法正确的是（ ）
A．电风扇正常运转时，电动机的发热功率P热＝U0I0
B．电风扇的电动机将电能转化为机械能效率η=UI−U0I0UI
C．电风扇正常工作时的电动机内阻为r=UI
D．电风扇正常工作时的电功率P＝UI
（2021•杭州一模）如图所示是某型号的爆米花机的电路图，闭合开关S时，R加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米＝1.2×103J/（kg•℃）]
（1）电路中R的阻值是多少？
（2）将200g、20℃的玉米加热到320℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；
（3）电阻R发热，把200g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时10min，求R的加热效率。
（2022秋•镇海区期末）如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
【巩固提高】
（2020秋•永嘉县期末）下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A．收音机B．电风扇
C．电饭锅D．电视机
（2020秋•婺城区期末）如果热熔胶枪（一种电热器）和电风扇上都标有“220V，45W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，以下科学量大小不相同的是（ ）
A．用电器消耗的电能B．用电器产生的热量
C．通过用电器的电流D．用电器的实际功率
（2021秋•宁海县校级月考）将规格都是“220V、150W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A．电烙铁产生的热量最多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三个用电器产生的热量一样多
（2020秋•拱墅区校级期末）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，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。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
（2021秋•西湖区校级月考）如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（ ）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．若在该装置中串联一个滑动变阻器，就可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，不仅需要将其中一个烧瓶内的煤油换成等质量的水，还需使烧瓶内两个电阻的阻值不相同
（2022秋•余姚市校级月考）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（ ）
A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2
（2020秋•柯桥区期末）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为10V
B．电路消耗的总功率是6W
C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J
D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J
（2021•苍南县模拟）如图电路，电源电压为12伏且保持不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4伏：当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2伏，在10秒内定值电阻R1产生的热量为36焦，则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1安
B．电路消耗的最小电功率为9.6瓦
C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
D．滑片P在中点时，10秒内滑动变阻器R做功为60焦
（2021秋•余姚市月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．6JB．30JC．36JD．60J
（2022春•鄞州区校级期末）如图所示电路，闭合开关，标有“6V 4.8W”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为 A，2min内电动机产生的热量是 J。
（2022春•上城区月考）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 （选填“甲”或“乙”），将它们并联在220V电路中，在相同时间内产生热量较多的是 （选填“甲”或“乙”）。
（2022•婺城区一模）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：
（1）当开关S1闭合，S2接 （填“a”或“b”）时，电路处于保温状态。
（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？
（2022秋•西湖区校级期中）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，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，其简化电路如图乙所示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丙所示。
（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。
（2021秋•湖州期末）近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三挡通过三个开关来控制（调节每个温度挡时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
（1）当 （填开关状态）时，热敷仪处于低温挡。
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温挡，此时电路中的电流为 。
（3）当热敷仪处于中温挡时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？
（2022秋•西湖区校级期中）一种新型石墨烯电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。西溪中学综合实践活动小组的同学探究了它的原理。小组同学根据所学知识，讨论认为：两个电阻如需得到高、低两挡调温，则可能有图乙、丙两种电路。该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 挡（填“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）图乙中当电热桌垫处于低温挡时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
3.6 电能（2）
学习目录
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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc140089662" 模块一 知识网络 PAGEREF _Tc140089662 \h 1
\l "_Tc140089663" 模块二 知识掌握 PAGEREF _Tc140089663 \h 2
\l "_Tc140089664" 知识点一、电流的热效应 PAGEREF _Tc140089664 \h 2
\l "_Tc140089665" 知识点二、焦耳定律、电热器 PAGEREF _Tc140089665 \h 6
\l "_Tc140089666" 知识点三、电动机 PAGEREF _Tc140089666 \h 10
\l "_Tc140089667" 【巩固提高】 PAGEREF _Tc140089667 \h 13
知识重点
模块一 知识网络
模块二 知识掌握
知识点一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成热能的现象叫做电流的热效应。
根据电功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示电流通过导体时产生热能的快慢。这个公式表明：
实验：探究电热与哪些因素有关？(如图)
(1)在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率与导体的电阻成正比；
(2)在导体电阻相同的条件下，电能转化成热能的功率与电流的平方成正比。
在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，由于导体产生的热量Q与电路消耗的电能W相等，因此计算电热的功率可用如下导出公式P＝eq \f(W,t)，P＝UI，P＝eq \f(U2,R)。
（2022秋•临海市期中）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电饭煲正常工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．三个用电器产生的热量一样多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三者消耗的电能相等
【解答】解：由于三个用电器都正常工作，则三个用电器的实际功率：P＝P额＝100W；根据W＝Pt可知，三个用电器消耗的电能相同；因为电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电饭煲将电能全部转化为内能，所以产生热量最多的是电饭煲，故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2022•永嘉县模拟）小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（ ）
A．通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快
B．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系
C．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系
D．运用了控制变量法和转换法
【解答】解：AB、右侧容器中的5Ω电阻与容器外等值的电阻并联后与左侧5Ω的电阻丝串联，根据并联电路电压的规律和欧姆定律，通过B容器中的5Ω电阻与容器外等值的电阻的电流相等，根据并联电路的电流规律可知通过B容器中电阻丝的电流为通过A容器中电阻丝的电流的一半，两容器中电阻丝的通电时间相同，根据控制变量法可知探究的是电流通过导体产生的热量多少与电流大小的关系，故B错误；
根据焦耳定律Q＝I2Rt可知通电后左侧电阻产生的热量大于右侧电阻产生的热量，所以能观察到管①中的液面比管②中的液面升得更快，故A错误；
C、控制通过左侧电阻的电流不变，改变通电时间，比较U形管液面的高度差，可探究导体产生的热量与通电时间的关系，故C错误；
D、容器中电热丝产生的热量多少是通过与容器相连的U形管液面的高度差来反应的，用到了转换法；电流通过导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，研究某个因素时需控制其它因素不变，所以用到了控制变量法，故D正确。
故选：D。
（2021秋•西湖区期末）小金用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项错误的是（ ）
A．通电后油墨升温变色是由于电流的热效应
B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻
C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移
D．该实验可研究电流产生的热量与通电时间的关系
【解答】解：A、油墨升温变色是由于化学效应，故A错误；
BD、实验装置中，两电阻串联，甲乙电流和通电时间相同，电阻不同，该实验可研究电流产生的热量与电阻的关系，故B正确，D错误；
C、将滑动变阻器滑片P向左移动，会使电路中电流变小，根据Q＝I2Rt，产生热量变慢，使变色时间延迟，故C错误。
故选：ACD。
（2020秋•拱墅区期末）如图，2只相同的烧瓶，瓶塞上各插入1支温度计，瓶内装有电阻丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2；在2只烧瓶中装入煤油或水，两电阻丝接入相应电路，无法完成的实验是（ ）
A．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联，探究电热与电阻大小的关系
B．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，探究电热与电流大小的关系
C．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，比较水和煤油的吸热能力
D．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，粗略测量煤油的比热容
【解答】解：A、要探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，应控制电流相同、通电时间相同、液体的质量、种类相同，而电阻的大小不同，所以当烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联时，可以探究电热与电阻大小的关系，故A可以完成；
B、要探究“电流通过导体产生的热量与电流大小的关系”，应控制电阻相同、通电时间相同、液体种类和质量相同，而电流的大小不同，所以当烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，不能探究电热与电流大小的关系，故B无法完成；
C、在探究水和煤油的吸热能力时，采用的是控制变量法，需要控制水和煤油的质量和初温相同，实验中需要将阻值相同的两电阻丝串联，这样保证电热丝在相同时间内放出的热量相同，通过比较升高的温度来比较水和煤油的吸热能力，故C可以完成；
D、若R1＝R2且串联，两电阻的电流和电阻相同，根据Q＝I2Rt知在相同时间内电流产生的热量相同，可以让相同质量的水和食用油吸收相同的热量，则能粗略测量食用油的比热容，故D可以完成。
故选：B。
（2022•鄞州区模拟）小宁同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设计了如图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙，下列有关该实验的说法正确的是（ ）
①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液
②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些
③本实验运用了控制变量法和转换法
④通过此实验研究可以得出导体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
⑤在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小相等
A．②③B．①⑤C．②④D．①④⑤
【解答】解：（1）借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观，称为转换法，电流此时的热量无法直接观察，通过观察玻璃管内液体高度的变化来反映，为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些，电流通过导体产生的热的多少跟电阻、电流、通电时间有关，实验采用控制变量法，故②③正确；
（2）平底烧瓶内装的液体应该是绝缘体，食盐溶液是导体，煤油是绝缘体，实验平底烧瓶内装的液体应该是煤油，故①错误；
由图可知，两电阻丝串联，则两烧瓶中电流相同，通电时间相同，乙瓶中电阻较大，产生热量越多，乙瓶中的温度计示数升高的快；
（3）实验装置的电路设计成串联电路是为了控制电流大小和通电时间相等，故⑤错误；
（4）利用玻璃管内液柱的高度无法准确计算液体吸收的热量，所以此实验不能得出导体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，故④错误。
故选：A。
知识点二、焦耳定律、电热器
(1)电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式：Q＝I2Rt。
(2)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。其优点：①清洁卫生，②热效率高，③方便调控，缺点是非加热用电器工作时也产生热量。
(3)常见电热器类型
（2022秋•舟山期末）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
【解答】解：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，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。
A．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，根据I=PU可知导线中的电流越大，说明电流产生的热量与电流大小有关，故A不符合题意；
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，两灯的实际功率分别为54W和6W，根据P＝UI有I=PU可知，此时两个灯泡的电流是不同的，说明电流产生的热量与电流大小有关，故B不符合题意；
C．电熨斗与导线串联，此时通过电熨斗和导线的电流及通电时间相同，而电熨斗的电阻远大于导线的电阻，工作时电熨斗发热明显，故C符合题意；
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高，说明电流产生的热量与时间长短有关，故D不符合题意。
故选：C。
（2022秋•镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
【解答】解：AB\甲方案中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总功率P甲1=U2R1；
开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P甲2=U2R1+R2，
因P甲1＞P甲2，
所以，开关S、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电热器处于低温挡；故AB正确；
C、乙图中两电阻R3和R4并联，电阻两端的电压都等于电源电压，
由P=U2R可得：
R3的阻值应为：R3=U2P3=(24V)2120W=4.8Ω；故C错误；
（3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×60s＝1.2×104J。故D正确。
故选：C。
（2022秋•拱墅区期末）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U形”再插入，如图所示。这种“U形形”接法可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更 （选填“大”或“小”），当电流、通电时间一定时，根据 （用公式表示）的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
【解答】解：“U”型接入法可以增大连接处的接触面积，在长度、材料不变时，连接处的电阻更小，根据Q＝I2Rt可得，当电流、通电时间一定时，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
故答案为：小；Q＝I2Rt。
（2022秋•慈溪市校级期末）图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为 W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为 J。
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，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，由图象可知最小和最大电流分别为I最小＝0.2A；I最大＝0.6A，
由I=UR及串联电路的电压规律可得：
U＝I最小（R1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
解①②得：R1＝30Ω；U＝18V；
滑动变阻器R2消耗的功率为：P2＝I2R2=(UR1+R2)2R2=U2R12+2R1R2+R22R2=U2(R1−R2)2+4R1R2R2=U2(R1−R2)2R2+4R1，当R1＝R2时，滑动变阻器R2消耗的功率最大，最大功率为：
P2=U24R1=(18V)24×30Ω=2.7W；
当滑片P在最左端时，R1产生的热量Q1＝I最大2R1t＝（0.6A）2×30Ω×60s＝648J；
故答案为：2.7；648。
（2022秋•乐清市校级期末）如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。当人体温度超过设定值时测温枪报警，持续时间3秒。
（1）图乙是它的工作原理图，R是滑动变阻器，R0是热敏电阻，当人体温度升高时，电压表示数将变小。则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的 曲线。
（2）若热敏电阻R0在检测到体温达到37.5℃的人体而报警时，其阻值为100Ω，报警电压为2V，电源电压恒为5V，则图乙电路中滑动变阻器R在报警过程中产生的热量为 焦。
【解答】解：由图乙可知，滑动变阻器R和热敏电阻R0串联接入电路，电压表测量热敏电阻R0两端的电压，
（1）当人体温度升高时，电压表示数将减小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器R两端的电压增大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流增大，即电路中的电流增大，根据欧姆定律可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻减小，根据串联电路电阻规律可知，热敏电阻的阻值将减小，即人体温度升高时热敏电阻的阻值减小，故图丙中表示热敏电阻R0的阻值随温度变化的特点是A曲线；
（2）热敏电阻R0在检测到体温达到37.3℃的人体而报警时，通过热敏电阻R0的电流：I0=U0R0=2V100Ω=0.02A，
根据串联电路的电流特点控制，通过滑动变阻器R的电流：I滑＝I0＝0.02A，
根据串联电路的电压特点控制，此时滑动变阻器R两端的电压：U滑＝U﹣U0＝5V﹣2V＝3V，
滑动变阻器R在报警过程中产生的热量：Q＝W＝U滑I滑t＝3V×0.02A×3s＝0.18J。
故答案为：（1）A；（2）0.18。
知识点三、电动机
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内(热)能？
电吹风机：电能转化成内能和机械能(由于有电动机的存在)
电熨斗：电能全部转化成内能
（2021秋•江干区校级期中）电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能按如图所示连接好电路，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至某一位置时，叶片刚好不转动，读出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0。移动变阻器滑片，使电压表示数为额定电压U，读出此时电流表的示数为I，电风扇正常工作。若忽略摩擦，只考虑线圈发热损耗，则下列说法正确的是（ ）
A．电风扇正常运转时，电动机的发热功率P热＝U0I0
B．电风扇的电动机将电能转化为机械能效率η=UI−U0I0UI
C．电风扇正常工作时的电动机内阻为r=UI
D．电风扇正常工作时的电功率P＝UI
【解答】解：
（1）叶片刚好不转动时（即电动机不工作时），可看作纯电阻电路，
则由欧姆定律可得，电动机内阻r=U0I0，
电动机内阻不变，所以电风扇正常工作时的电动机内阻仍然为r=U0I0；故C错误；
（2）电动机正常工作时的发热功率：P热＝I2r＝I2×U0I0=I2U0I0；故A错误；
电动机正常工作时的总功率为P总＝UI，故D正确。
则输出的机械功率：P机＝P总﹣P热＝UI−I2U0I0；
所以电动机将电能转化为机械能的效率：η=P机P总=UI−I2U0I0UI=1−U0IUI0；故B错误。
故选：D。
（2021•杭州一模）如图所示是某型号的爆米花机的电路图，闭合开关S时，R加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米＝1.2×103J/（kg•℃）]
（1）电路中R的阻值是多少？
（2）将200g、20℃的玉米加热到320℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；
（3）电阻R发热，把200g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时10min，求R的加热效率。
【解答】解：（1）电路中R的阻值为：R=U2P加热=(220V)2200W=242Ω；
（2）玉米吸收的热量：
Q吸＝c玉米m（t﹣t0）＝1.2×103J/（kg•℃）×200×10﹣3kg×（320℃﹣20℃）＝7.2×104J；
（3）由题知，电阻R发热，加工时给玉米加热的功率P加热＝200W，
由P=Wt可得，电阻R加热10min消耗的电能为：
W＝P加热t＝200W×10×60s＝1.2×105J，
R的加热效率：
η=Q吸W×100%=7.2×104J1.2×105J×100%＝60%；
答：（1）电路中R的阻值是242Ω。
（2）玉米粒需要吸收的热量为7.2×104J；
（3）R的加热效率为60%。
（2022秋•镇海区期末）如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。请你回答：
（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为 （用符号表达）。
（2）电动机转动时，电路中电流做的功 电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变 （填“暗”或“亮”）。
【解答】解：（1）由图知，灯泡与电动机串联，电动机不转时，电流通过电动机将电能全部转化为内能，
所以t时间内电流在电路中产生的热量：Q＝W=U2R+rt；
（2）灯泡工作时，将电能转化内能，即电流通过灯泡做的功等于灯丝产生的热量；
在电动机转动时，电动机将电能转化为机械能和内能，即电流通过电动机做的功大于电动机线圈产生的热量，所以整个电路中，电流做的功大于电路中产生的热量；
（3）电动机转动后，电动机将电能转化为内能和机械能，使得电能转化成的内能减小，
所以未转时，Q=I12（R+r）t，
电动转动时，Q'=I22（R+r）t，
则：I12（R+r）t＞I22（R+r）t，
所以I1＞I2，
即：电动机转动时，通过灯泡电流较小，故灯泡会更暗。
故答案为：（1）U2R+rt；做功；（2）大于；（3）暗。
【巩固提高】
（2020秋•永嘉县期末）下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A．收音机B．电风扇
C．电饭锅D．电视机
【解答】解：A．收音机工作时，主要将电能转化为声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电饭锅工作时主要将电能转化为内能，是利用了电流的热效应，故C符合题意；
D．电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选：C。
（2020秋•婺城区期末）如果热熔胶枪（一种电热器）和电风扇上都标有“220V，45W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，以下科学量大小不相同的是（ ）
A．用电器消耗的电能B．用电器产生的热量
C．通过用电器的电流D．用电器的实际功率
【解答】解：AD、两个用电器均正常工作时的实际功率P＝P额＝45W，
由P=Wt可得，W＝Pt，所以两种用电器消耗的电能相同；故AD不符合题意；
B、因为电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，热熔胶枪将电能全部转化为内能，热熔胶枪产生热量最多，所以用电器产生的热量不同，故B符合题意；
C、由P＝UI可得，通过用电器的电流相同，故C不符合题意。
故选：B。
（2021秋•宁海县校级月考）将规格都是“220V、150W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A．电烙铁产生的热量最多
B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多
D．三个用电器产生的热量一样多
【解答】解：由于U＝220V，则三种用电器的实际功率：P＝P额＝150W；通电时间相同，根据W＝Pt可知，所以三种用电器消耗的电能相同；
电视机将大部分电能转化为光能和声能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能，故产生热量最多的是电烙铁。
故选：A。
（2020秋•拱墅区校级期末）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，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。下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
【解答】解：A、装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，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，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中的电流相同、改变电阻的阻值；
不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，此时I右＝I左，由于右侧容器中两个5Ω的电阻并联，所以总电阻小于5Ω，左右两侧容器中电阻丝的阻值不同，所以可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故B正确；
C、将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故C错误；
D、该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映，故D错误。
故选：B。
（2021秋•西湖区校级月考）如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（ ）
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．若在该装置中串联一个滑动变阻器，就可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，不仅需要将其中一个烧瓶内的煤油换成等质量的水，还需使烧瓶内两个电阻的阻值不相同
【解答】解：
A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确；
B、由图可知，两瓶中电阻丝串联，实验中，移动滑动变阻器，可以改变电路中电流的大小，分析同一个烧瓶内温度计示数的变化，可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系，故B正确；
C、通电后电流通过电阻丝产生热量越多，煤油的温度升的越高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，应用了转换法，故C正确；
D、比较水和煤油的比热容大小时，烧瓶内分别装有质量相同的水和煤油，要使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以要使两瓶中电阻丝的阻值相同，故D错误。
故选：D。
（2022秋•余姚市校级月考）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（ ）
A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2
【解答】解：
由题意可知，R甲：R乙＝5：4，产生的热量之比Q甲：Q乙＝5：1，通电时间之比t甲：t乙＝1：1，
由Q＝I2Rt可得通过甲、乙两个电热器的电流之比：
I甲：I乙=Q甲R甲t甲：Q乙R乙t乙=55×1：14×1=1：12=2：1，故C正确、ABD错误。
故选：C。
（2020秋•柯桥区期末）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为10V
B．电路消耗的总功率是6W
C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J
D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J
【解答】解：A、由图知，定值电阻R与电动机串联，电压表V1测量电动机的电压，电压表V2测量电源的电压，电路中的电流为1A，定值电阻R的阻值为4Ω，根据I=UR得，定值电阻R的电压为：UR＝IR＝1A×4Ω＝4V，
电压表V2的示数是10V，则电源的电压为10V，根据串联电路的电压规律得，电动机两端的电压为：UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V，电压表V1与电动机并联，则电压表V1的示数为6V，故A错误；
B、电路中总功率为：P＝UI＝10V×1A＝10W，故B错误；
C、由题知，电动机的线圈电阻为1Ω，则通电1分钟电流通过电动机产生的热量为：Q＝I2RMt＝（1A）2×1Ω×60s＝60J，故C错误；
D、通电1分钟电动机消耗的总电能为：W＝UMIt＝6V×1A×60s＝360J，根据能量守恒定律知，则通电1分钟电动机产生的机械能为：W机械＝W﹣Q＝360J﹣60J＝300J，故D正确。
故选：D。
（2021•苍南县模拟）如图电路，电源电压为12伏且保持不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4伏：当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2伏，在10秒内定值电阻R1产生的热量为36焦，则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1安
B．电路消耗的最小电功率为9.6瓦
C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
D．滑片P在中点时，10秒内滑动变阻器R做功为60焦
【解答】解：根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压的规律可知，电压表示数（变阻器的电压）将增大，电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为：Ub＝4V+2V＝6V；
在10s内定值电阻R1产生的热量为36J，由Q＝UIt=U2Rt可得R1的阻值：R1=U12Q1t=(12V−6V)236J×10s＝10Ω；
A、当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：I最大=UR1=12V10Ω=1.2A，故A错误；
B、当滑片在b点时，变阻器接入的阻值最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：I最小=U1R1=12V−6V10Ω=0.6A，
则电路消耗的最小电功率为：P最小＝UI最小＝12V×0.6A＝7.2W，故B错误；
C、串联电路中各处的电流相等，滑片在中点时，电路中的电流：I中=U1'R1=12V−4V10Ω=0.8A，
由P＝UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比：P1中P1b=U1中I中U1bI最小=(12V−4V)×0.8A(12V−6V)×0.6A=169，故C正确；
D、滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑＝U滑I中t＝4V×0.8A×10s＝32J，故D错误。
故选：C。
（2021秋•余姚市月考）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．6JB．30JC．36JD．60J
【解答】解：灯泡正常发光时的电压UL＝10V，功率PL＝3W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：IL=PLUL=3W10V=0.3A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，
该电路工作10s定值电阻产生的热量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。
故选：A。
（2022春•鄞州区校级期末）如图所示电路，闭合开关，标有“6V 4.8W”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为 A，2min内电动机产生的热量是 J。
【解答】解：由P＝UI可知，小灯泡正常发光时的电流：IL=PLUL=4.8W6V=0.8A；
根据并联电路的电流规律可知，干路电流I＝IL+IM＝0.8A+0.5A＝1.3A；
2min内电动机产生的热量：Q＝IM2RMt＝（0.5A）2×1Ω×2×60s＝30J。
故答案为：1.3；30。
（2022春•上城区月考）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 （选填“甲”或“乙”），将它们并联在220V电路中，在相同时间内产生热量较多的是 （选填“甲”或“乙”）。
【解答】解：
（1）由P=U2R可得R=U2P，所以甲、乙两只电炉的电阻：R甲＞R乙，因为串联电路中电流处处相等，即：I甲＝I乙，所以根据Q＝I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＞Q乙，即串联时相同时间内产生热量较多的是甲；
（2）由题知，两电炉的额定电压相同（均为220V），且额定功率P甲＜P乙，并联在220V电路中时都能正常工作，即实际功率达到额定功率，由Q＝W＝Pt知，在相同时间内产生热量较多的是乙。
故答案为：甲；乙。
（2022•婺城区一模）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：
（1）当开关S1闭合，S2接 （填“a”或“b”）时，电路处于保温状态。
（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？
【解答】解：（1）当开关S1闭合，S2接b时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P=U2R可知总功率较大，电路处于加热状态；
当开关S1闭合，S2接a时，R1、R2串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P=U2R可知总功率较小，电路处于保温状态；
（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能：
W=U2R2t=(220V)2400Ω×10×60s＝72600J；
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，根据P=U2R可知总电阻：
R串=U2P=(220V)248.4W=1000Ω，
根据电阻串联的特点可知则电热丝R1连入电路的阻值：
R1＝R串﹣R2＝1000Ω﹣400Ω＝600Ω。
答：（1）a；
（2）通电10分钟消耗的电能是72600J；
（3）电热丝R1连入电路的阻值应为600Ω。
（2022秋•西湖区校级期中）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，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，其简化电路如图乙所示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丙所示。
（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。
【解答】解：（1）由乙电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，总电阻较小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流较大，根据P＝UI可知，电饭锅的功率最大。
由图丙可知，电饭锅的最大电流I＝3A，
则电饭锅最大的电功率：P1＝UI＝220V×3A＝660W；
（2）由乙电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单电路，总电阻较大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流较小，根据P＝UI可知，电饭锅的功率最小。
由丙图可知，通过R1的电流I1＝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：I2＝I﹣I1＝3A﹣2A＝1A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=UR可得，R2的阻值：R2=UI2=220V1A=220Ω；
（3）由图可知30min内电饭锅的加热时间为15min，产生的热量为：W1＝UIt1＝220V×3A×15×60S＝5.94×105J，
保温时间为15min，产生的热量为：W2＝UI1t2＝220V×2A×15×60s＝3.96×105J，
所以30min内电饭锅产生的热量为：W＝W1+W2＝5.94×105J+3.96×105J＝9.9×105J。
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。
（2021秋•湖州期末）近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三挡通过三个开关来控制（调节每个温度挡时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
（1）当 （填开关状态）时，热敷仪处于低温挡。
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温挡，此时电路中的电流为 。
（3）当热敷仪处于中温挡时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？
【解答】解：（1）由题意可知，调节每个温度挡时只闭合其中的一个开关，
当只有S1闭合时，只有R2工作，当只有S2闭合时，R1、R2串联，当只有S3闭合时，只有R1工作；
根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，
当只闭合S2时，R1、R2串联时，电路中的电阻最大，由P=U2R可知，此时的电功率最小，热敷仪处于低温挡；
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，只有R2工作，热敷仪处于高温挡，此时电路中的电流：I=UR2=6V4Ω=1.5A；
（3）当只闭合S3时，电路中只有R1工作，此时热敷仪处于中温挡，持续工作8分钟，产生的热量：Q＝W=U2R1t=(6V)26Ω×8×60s＝2880J。
故答案为：（1）只闭合S2；
（2）1.5A；
（3）当热敷仪处于中温挡时，持续工作8分钟，产生的热量为2880J。
（2022秋•西湖区校级期中）一种新型石墨烯电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。西溪中学综合实践活动小组的同学探究了它的原理。小组同学根据所学知识，讨论认为：两个电阻如需得到高、低两挡调温，则可能有图乙、丙两种电路。该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 挡（填“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）图乙中当电热桌垫处于低温挡时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
【解答】解：（1）由图乙知，当S1闭合、S2断开时两电阻串联，此时电路中电阻较大，电源电压一定，由P=U2R可知，此时电热垫电功率较小，为低温状态；
两开关都闭合时，只有R2连入电路中，此时电路中电阻较小，电源电压一定，由P=U2R可知，此时电热垫电功率较大，为高温状态；
（2）两开关都闭合时，电热桌垫消耗的最大功率：
P最大=U2R2=(8V)22Ω=32W；
（3）由串联电路特点和欧姆定律可得，低温挡时电路中电流：
I=UR1+R2=8V6Ω+2Ω=1A，
10分钟内产生的热量：
Q＝W＝UIt＝8V×1A×10×60s＝4800J。
故答案为：（1）低温；
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是32W
（3）图乙中当电热桌垫处于低温挡时，10分钟内产生的热量是4800J。
串联式
高温档P1=
低温档P2=
并联式
高温档P1=
低温档P2=
能量转化
功能计算
电热器
电能→内能
∵Q=W ∵W＝UIt
又根据欧姆定律U=IR
∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R
电动机
电能→内能+机械能
∵W＝UIt W=Q+W机
∴UIt=I2Rt+W机
∴U>IR 所以欧姆定律在电动机的计算中不适用，切记！
额定电压
220V
加热功率
200W
电动机功率
44W
串联式
高温档P1=
低温档P2=
并联式
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低温档P2=
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又根据欧姆定律U=IR
∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R
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∵W＝UIt W=Q+W机
∴UIt=I2Rt+W机
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