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考点冲刺38【焦耳定律】--2025年中考物理考前素描40天终极冲刺宝典
一、选择题
1．（2024·菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　）
A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲
2．（2024九下·莆田月考）将两根发热电阻丝串联起来接在电路中，如图所示，若，经过足够长的时间，则先被点燃的火柴是（　　）
A．火柴甲 B．火柴乙 C．同时点燃 D．无法确定
3．（2025·巴中模拟）在科技节活动中，综合实践小组以“物理与生活”为主题开展生活应用与物理工作原理匹配方案竞赛，若你是评委之一会驳回哪一个方案（ ）
A．电风扇 B．电饭锅 C．水位报警器 D．手摇发电手电筒
A．电风扇 B．电饭锅
C．水位报警器 D．手摇发电手电筒
4．（2024·广州模拟）如图甲所示，规格相同的容器装了相同质量的、两种液体。用不同的加热器加热：：，忽略它们与外界之间的热传递，得到图乙所示的温度与加热时间的图线。则(　　)
A．的电功率比的大
B．加热相同的时间，两电阻产生的热量相同
C．两种液体的比热容不相同
D．升高相同的温度，两杯液体吸收的热量相同
5．（2024·市中区）在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示。 和 均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低温挡” “高温挡”之间的转换。饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．当只闭合开关S1时，处于高温挡
B．高温挡的功率为220W
C．电阻R2的阻值为110Ω
D．30min内电路消耗的总电能是
6．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（　　）
A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J
C．W=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J
7．（2020·光明模拟）如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0~3V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合后，整个电路消耗的最小功率为0.9W
B．滑动变阻器可连入电路中的最小阻值为4Ω
C．当电路中电流最大时，电阻R1在1min内消耗的热量为45J
D．电源电压为18V，电阻R1阻值为10Ω
8．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（　　）
A．12min B．16min C．24min D．8min
9．（2018·重庆）在如图所示的实物电路中，电源电压恒为3V，滑动变阻器的规格为“100 1A”，灯泡上标有2.5V 1W”的字样，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡正常发光时的电阻为2.50
B．向右移动滑片时，电压表V1的示数变小，小灯泡亮度变暗
C．向右移动滑片时，电压表V2与电流表A的示数之比不变
D．让小灯泡正常发光1min，滑动变阻器产生的电热为12J
10．（2018·沂南模拟）在图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电压表V 1、V2的示数之比为5：3；当开关S1闭合、S2断开时，电压表V1、V2的示数之比为3：2。在后一种情况下的全部通电时间内，电阻R1与R3产生的热量之比为（　　）
A．2：3 B．1：3 C．3：2 D．2：1
二、多选题
11．（2024·市北区模拟）如图所示，甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气、所连接的U形管内的液柱以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上，来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是（　　）
A．甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
B．乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系
C．甲图中闭合开关后，B管中液面上升的较快
D．乙图中闭合开关后，B管中液面上升的较快
12．（2024·翠屏模拟）如图是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；如表是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（　　）
额定电压 220V
额定加热功率 990W
额定保温功率 110W
A．只闭合开关S，加热器处于保温状态
B．开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大
C．加热器在保温状态下工作5min，产生3.3×104J的热量
D．电阻R1与R2的阻值之比为1：8
13．（2024·保山模拟） 如图甲所示将小灯泡L和电阻R接入电路中，图乙是小灯泡L和电阻R的U﹣I图像。同时闭合开关S1、S2时，电流表示数为0.7A。下列说法正确的是（　　）
A．图甲所示电路中，电源电压为3V
B．只闭合开关S1时，小灯泡电阻为4Ω
C．同时闭合开关S1、S2时，小灯泡L和电阻R电功率之比为5：2
D．同时闭合开关S1、S2时，在5min内电阻R产生的热量为120J
14．（2024·营山模拟）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断正确的是（　　）
A．电源电压是9V
B．滑动变阻器的最大阻值是9Ω
C．移动滑片，电路中的R最大功率是3.375W
D．移动滑片，在通电100s内产生的热量最多135J
15．（2022·锦州）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，将R的滑片从b端移到a端过程中，两个电压表示数与电流表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为4.5V
B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C．R1的最小电功率为0.225W
D．闭合开关S1、S2，通电10s整个电路最多产生热量为36J
三、填空题
16．（2025·合江模拟）如图所示是和两个定值电阻的U－I图像，由图像可知　 　；若将和串联接在6V的电源两端，电路中的电流为　 　A；若将和并联接在6V的电源两端，通电10s电路产生的热量为　 　J。
17．（2025·连州模拟）电热水器是利用电流的　 　效应工作的。小明家的电能表示数如图甲所示为　 　，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯内闪烁了次，则内消耗电能为　 　。
18．（2025·长沙模拟）如图甲所示，这是家庭常见的养生壶，正常工作时的电压为，该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位（如图乙所示），其中加热挡功率为，加热电阻的阻值为。当双触点开关S接触1和2时，养生壶处于　 　挡；养生壶在保温挡消耗的电功率为　 　W。当养生壶调节到加热挡时，通电，电流通过加热电阻产生的热量为　 　J。
19．（2025·潮南模拟）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。两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。
实验中通过观察U形管中液面的　 　变化来判断导体产生热量的多少；通电相同时间后，观察到侧液面高于侧液面；表明在电阻相同和通电时间相同的情况下，通过一个电阻的　 　越大，这个电阻产生的热量越多：实验一段时间后，小明发现左右两侧U形管液面高度变化相同，与其他小组的实验现象都不同，经检 气密性良好，请你分析实验现象不同的原因可能是　 　。
20．（2018·荆门）有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω．这台电动机正常工作1min，消耗的电能为　 　J．产生的热量为　 　J，输出的机械能为　 　J。
21．（2024九下·夏邑模拟）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的　 　效应实现高温封口，内产生的热量为　 　J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以　 　（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。
22．（2024九下·成都期中）如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220V，的阻值分别为110Ω、220Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高温、中温、低温三个挡位的转换，若开关S的触点b接触点c，此时电热器处于　 　挡，若在高温挡正常工作1min产生的热量是　 　J。
四、实验探究题
23．（2025九下·广州开学考）如图中，图甲是电话的结构，它的话简将声信号转化为电信号，话简的结构如图乙：当声音振动金属膜片时，金属膜片会挤压炭粒，炭粒在不同的压力下，电阻会发生改变：
（1）小明想研究话筒电阻大小随压力变化的情况，请在图丙电路连接实物，能测出话筒的电阻：
（2）闭合开关，用手指轻压金属膜片，膜片压缩碳粒，碳粒逐渐被压紧，记录电表示数变化如表：
操作 压力逐渐增大
压力大小 F1 F2 F3 F4 F5
电压/V 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
电流/A 0.020 0.028 0.033 0.038 0.040
①当压力为F5时，求话简炭粒的电阻。　 　
②电流为0.020A时， 持续通电10s， 求碳粒盒此过程的电功率和产生的热量。　 　
③根据表格数据判断，当炭粒受到的压力越大，碳粒盒电阻　 　 (选填"越大”、“越小”或“不变")写出分析过程：　 　。
24．（2024九下·邹城模拟）如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。
（1）图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与　 　的关系；
（2）图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻，若图乙中两U形管内液面上升高度相同，则故障可能是　 　。排除故障后通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，　 　，产生的热量越多；
（3）为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻R5换为阻值　 　（选填“大于”或“小于”）5Ω的电阻。
25．（2024九下·汕头模拟）如图甲是某品牌贮水式电热水器内部结构示意图，内胆水箱容积为50L，当电加热管绝缘层老化破损时，洗澡的水流就会像导线般将220V的电压加在内胆、防电墙、人体与大地之间，形成通路，如图乙所示，内胆、大地电阻忽略不计，防电墙内部结构示意图如图丙所示，流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，内部细长的水流就相当于一个大电阻，限制通过人体的电流，保障了洗浴者的用电安全。［c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水=1.0×103kg/m3，q焦炭=3.0×107J/kg］
（1）“防电墙”内部做成螺旋状，可通过增加进入该处水管水流的　 　来增大电阻；为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体　 　联；制作防电墙内部隔片的材料应具有的特性是：　 　（写出一种）。
（2）加热管的工作原理是利用了电流的　 　效应，当防电墙工作时，流经其中的水内能会　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）若环境温度为20℃，设置的内胆水温为60℃，当内胆中装满水时，水被加热到设定的温度时需要吸收　 　J的热量，若这些热量由燃烧焦炭来提供，不计热量的损失，则需要完全燃烧　 　kg焦炭。
26．（2024·海珠模拟）如图用伏安法测电阻，同时测得电阻稳定工作时的温度，得到下表中的数据。
（1）在方框内画出实物图对应的电路图　 　；
（2）根据表中数据在图坐标系中画出电阻R的U-I图线　 　；
电压U/V 1.00 2.00 3.00
电流I/A 0.10 0.20 0.30
电阻R/Ω 10.0 10.0 10.0
温度T/℃ 31.3 44.3 69.7
（3）嘉琳认为：根据Q=I2Rt，I、R一定时，通电时间越长，产生热量应该越多，电阻温度应该越高，而实验中电阻温度稳定，温度稳定的原因是：　 　；
（4）当电阻R两端的电压为3V时，它的电功率为　 　W，100s消耗的电能为　 　J，产生的热量为　 　J。
五、计算题
27．（2024九下·中山模拟）小雯买了一款可以通过USB接口连到电脑上的电热杯垫，如图甲所示，电热杯垫有加热和保温两挡功能。杯垫内部简化电路图如图乙所示，、为加热电阻，USB接口的输出电压为5V，的阻值为10Ω，加热功率为7.5W。求：
（1）电热杯垫保温时电路中的电流；
（2）保温30min产生的热量；
（3）电阻的阻值。
28．（2024·从江模拟）如图所示，灯泡L标有“6V 3W”的字样，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为20Ω．闭合开关S，将开关拨至2，滑片P移至a端，灯泡L正常发光。
（1）求灯泡L正常发光时的电流。
（2）滑片P移至b端，开关拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量。
（3）接着将开关拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡L的电功率。
29．（2024·临沂）水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠.图甲是一款具有高、低两档加热功能的水暖电热毯，其简化电路如图乙所示，其中两个加热电阻的阻值相同.该款电热毯低温档的额定电流为0.25A；高温档正常工作 20min 可将毯内 1.1kg的水从15℃加热到40℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg℃)， 求该款电热毯：
（1）加热电阻的阻值.
（2）高温档正常工作时的加热效率.
30．（2024·南海模拟）如图所示是某品牌电热锅的简化电路，、均为发热电阻。电热锅工作时，通过开关和实现低温、中温和高温的挡位控制，已知低温挡电阻，中温挡功率为880W；求：
（1）电热锅低温挡工作时的电功率；
（2）电热锅中温挡工作时的电流；
（3）使用电热锅高温挡将质量为2kg的水从20℃加热到75℃所用的时间。[不计热量损失，水的比热容]
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】 家用电器利用电流的热效应工作的是电饭煲，故A、B、C错误，而D正确。
故选D。
【分析】电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2．【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）R1、R2串联，电流、通电时间都相同；
（2）根据Q=I2Rt可知，R越大Q越大；故R2的温度高，火柴先被点燃。
故选B。
【分析】在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多，则温度就越高。
3．【答案】D
【知识点】电流的热效应；电磁继电器的组成、原理和特点；直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应
【解析】【解答】A 、电风扇主要是利用电动机工作，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而不是电磁感应原理，故A正确；
B 、电饭锅是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能，使食物被煮熟，故B正确；
C 、水位报警器是利用了电磁继电器的原理，当水位达到一定高度时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使工作电路接通，报警器发声，故C正确；
D 、手摇发电手电筒是利用电磁感应原理，通过手摇使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，从而使灯泡发光，而D选项中对应的原理是电流的磁效应，故D错误。
故选D。
【分析】（1）电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动；
（2）电流的热效应，指电流通过导体时，会把电能转化为内能；
（3）利用电磁继电器可实现远程控制、低压电路控制高压电路；
（4）手摇发电机利用了电磁感应，不是电流的磁效应。
4．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率与电压、电流的关系；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】A ：图中只是给出了温度随时间的变化关系，并没有明确给出电功率的信息，所以不能确定 A 的电功率比 B 的大。故A错误；
B ：虽然加热时间相同，但由于电功率大小不明确，根据热量等于电功率乘以时间，所以不能确定两电阻产生的热量是否相同。故B错误；
C ：由图可知，相同质量的两种液体在相同时间内升高相同温度，吸收的热量相同，根据比热容的定义，无法判断它们的比热容是否不同。故C错误；
D ： 由Q=cmΔt可知，在质量相同、比热容相同、升高温度相同时，两杯液体吸收的热量相同，故D正确。
综上所述，正确答案为D。
【分析】 首先观察图乙，重点关注温度随时间的变化情况。仅从图中无法直接得出电功率大小关系；没有关于电功率的明确信息就不能确定热量相同；根据已知条件无法判断比热容不同；从图中明显看出升高相同温度所用时间相同，可推出吸收热量相同。
5．【答案】C
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.当S1和S2同时闭合时，两个电热丝并联接入电路中，根据并联电路的电阻关系可知，此时电路中的总电阻是最小的，根据可知电功率最大，电热饮水机处于高温挡；
S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，此时电路中的总电阻最大，根据可知电功率最小，此时为低温挡，故A错误；
BC.由图乙可知高温挡的功率为660W，低温档功率为220W，
则R2的功率：P2=P高-P低=660W-220W=440W；
电阻R2的阻值为：，
故B错误、C正确；
D.由图乙可知低温挡的功率为220W，
由图乙知，工作30min时，其中高温挡工作时间为10min，低温挡工作时间为20min，
消耗的总电能：W=W高+W低=P高t高+P低t低=660W×10×60s+220W×20×60s=6.6×105J，
故D错误。
故选C。
【分析】A.根据比较开关在不同闭合情况下总功率大小，从而确定对应的工作状态；
BC.由图乙可知高温挡的功率，根据P2=P高-P低得出R2的功率，根据可知电阻R2的阻值；
D.由图乙可知低温挡的功率为220W，由图乙知，工作30min时，其中高温挡工作时间为10min，低温挡工作时间为20min，根据W=W高+W低=P高t高+P低t低得出消耗的总电能。
6．【答案】A
【知识点】电功的计算；焦耳定律
【解析】【解答】电动机消耗的电能： ；产生的热量 ；故选A．
【分析】已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量。
7．【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；焦耳定律
【解析】【解答】A．由乙图可知，当电压表的示数为2V时，R2的电阻为20Ω，设电源电压为U，根据串联电路电流相等可得
由乙图可知，当电压表的示数为3V时，R2的电阻为10Ω，根据串联电路电流相等可得
由以上两式可得，电源电压是6V，R1的阻值为10Ω，电源电压一定，根据公式 得当电路中的电阻最大时功率最小，最小功率为
A符合题意；
B．当电压表示数为3V时，电路中的电流最大，滑动变阻器的电阻最小，由乙图可知，此时滑动变阻器的电阻为10Ω，B不符合题意；
C．当电压表示数达到最大测量值时电路中的电流最大，最大电流为
R1在1min内消耗的热量为
C不符合题意；
D．根据A选项中的分析可知，电源电压是6V，R1的阻值为10Ω，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】分析电路结构，定值电阻和滑动变阻器是串联关系，明确电流表和电压表的测量对象，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中的电流越小，分得的电压越大，定值电阻分得的电压越小，整个电路的功率越小，结合欧姆定律求解电路中的电流和电压，利用功率公式P=UI求解功率即可。
8．【答案】D
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，根据 得：
则有： ，即 故选D．
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据 得出等式即可求出。
9．【答案】D
【知识点】电路的动态分析；焦耳定律
【解析】【解答】根据R＝ ＝6.25 ，A不符合题意；由图可知滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，当向右移动滑片时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压变小，即V2示数变小，而灯泡两端的电压变大，即V1示数变大，小灯泡变亮，B不符合题意；电压表V2与电流表A的示数之即滑动变阻器连入电路的电阻值，所以向右移动滑片时，电压表V2与电流表A的示数之比变小，C不符合题意；D.小灯泡正常发光时电路中的电流，I＝ 此时滑动变阻器两端的电压U滑＝3V-2.5V＝0.5V，滑动变阻器连入的电阻R滑＝ 1min滑动变阻器产生的电热为Q＝I2Rt＝0.4A ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量小灯泡电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流.
（1）根据P=变形可求小灯泡正常发光时的电阻；
（2）根据串联电路的电流特点可知，滑动变阻器向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据串联分压的原理，滑动变阻器分配的电压减小，即电压表V2示数减小，小灯泡两端电压变大，小灯泡变亮；
（3）电压表V2与电流表A的示数之比等于滑动变阻器的阻值；
（4）由灯泡上标有“2.5V 1W”，根据P=UI可求小灯泡的额定电流，再根据串联电路电压的特点，求出滑动变阻器两端的电压，根据Q=UIt求出小灯泡正常发光1min，滑动变阻器产生的电热.
10．【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律；电阻的串联；焦耳定律的应用
【解析】【解答】如图，两开关都闭合时，R1与R2串联，R3被短路，电压表V1测电源电压，电压表V2测量R2两端的电压；
电压表V1、V2示数之比为5：3，根据串联分压原理可知， ；
当开关S1闭合、S2断开时，电压表V1测电源电压，电压表V2测R2R3两端的电压，电压表V1、V2的示数之比为3：2。可得： ；
由以上可得： ，
根据 得，电阻R1与R3产生的热量之比为：
，故D正确。
故答案为：D。
【分析】根据两开关都闭合时R1与R2串联及电压表V1、V2示数之比为5：3求出R1与R2的关系；当开关S1闭合、S2断开时R1、R2、R3串联，电压表V1、V2的示数之比及R1、R2的关系求出R1与R3的关系，再根据 Q = I 2 R t求解。
11．【答案】B,D
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】A．甲图实验装置变量为通过电阻的电流，其余因素相同探究电热与电流的关系，故A错误；
B．乙图，变量为电阻，其余因素相同， 探究电热与电阻的关系 ，故B正确；
C．甲图中闭合开关后，左侧电阻中的电流比较大，故A管中液面上升的较快，故C错误；
D．乙图中闭合开关后，右侧电阻的电阻比较大，产生的热量较多，故B管中液面上升的较快，故D正确。
故选BD。
【分析】1、探究电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，实验中通过液面高度差的变化作为观察指标转化为电流的产热量。
2、转换法：在物理实验中，某些物理量（内能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中热能的大小难以直接测量，所以需要通过 液面高度差的变化进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如电流的热效应的影响因素有：电阻和电流。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究 导体的发热量可能与导体的电阻的关系时，需要电流相同，故选择串联电路。
12．【答案】A,B,C
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】A．图中，只闭合开关S，电阻R1和R2串联，电路的电阻最大，根据，电路的功率最小，加热器处于保温状态，故A正确；
B．图中，开关S闭合，再闭合S1，电路的电阻变小，电流变大，根据，R2的功率变大，故B正确；
C．计算加热器在保温状态下，产生的热量为，故C正确；
D．加热器在加热档时，只有电阻R2接入电路中，计算电阻R2的阻值为：，当加热器处于保温档时，电阻R1和R2串联，可得电路的总阻值为：，计算可得电阻R1与R2的阻值之比为8：1，故D错误。
故选ABC。
【分析】开关和电阻并联，闭合开关，电阻短路；在串联电路中，电阻越大，电功率越小，根据，计算电阻；根据Q=Pt，计算电流产生的热量。
13．【答案】B,C,D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】 A、由图甲可知，同时闭合开关S1、S2时，R与灯泡L并联，电流表测量干路的总电流，
根据串联电路的电流和电压特点可知，当R与灯泡L两端的电压为2V时，通过R的电流为0.2A，通过灯泡的电流为0.5A，干路的电流为0.7A，满足要求，
所以电源电压为2V，故A错误；
C、同时闭合开关S1、S2时，小灯泡L和电阻R电功率之比：PL：PR=UIL：UIR=IL：IR=0.5A：0.2A=5：2，故C正确；
D、由Q=I2Rt=UIt可知，同时闭合开关S1、S2时，在5min内电阻R产生的热量：QR=UIRt=2V×0.2Ω×5×60s=120J，故D正确；
B、当只闭合开关S1时，只有灯泡L工作，产生灯泡L两端的电压UL=2V，
由图可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，
由 可知，小灯泡的电阻： ，故B正确；
故选：BCD。
【分析】 （1）由图甲可知，同时闭合开关S1、S2时，R与灯泡L并联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的电压和电流特点可知R与灯泡L两端的电压以及通过R与灯泡L的电流；根据P=UI可知小灯泡L和电阻R电功率之比；根据焦耳定律Q=I2Rt=UIt求出在5min内电阻R产生的热量。
（2）由图可知，当只闭合开关S1时，灯泡L两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出产生小灯泡的电阻。
14．【答案】A,C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】AB．由图得，定值电阻R0与变阻器串联，电压表测量定值电阻R0电压，当电压表示数为3V时，电路电流为
当电压表示数为4.5V时，电路电流为
由串联电路特点与欧姆定律得
解得变阻器的最大电阻为
电源电压为
故A正确，B错误；
C．由
当
时，变阻器的电功率最大，为
故C正确；
D．当变阻器滑片移到变阻器中点时，电压表示数为4.5V，大于3V，说明电压表量程选用0~15V，当电压表示数为电源电压9V时，在通电100s内产生的热量最多为
故D错误
故选AC
【分析】 由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）设滑片移到滑动变阻器的b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，根据欧姆定律算出电路中的最小电流，根据欧姆定律表示出两种情况下电压表的示数之比即可求出电流之比，根据电源的电压不变列等式即可得出R与R0的阻值关系，进而算出滑动变阻器的最大电阻以及电源电压；
（2）移动滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流最大，R0在通电100s内产生的热量最多，根据 算出R0在通电100s内产生的热量
15．【答案】B,C,D
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】AB．由电路图知，S1闭合、S2断开时，三个电阻串联在电路中，电压表V1测R2两端的电压，V2测R2和R两端的总电压。电流表测电路中的电流。滑片由b端向a端移动的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，则R2两端的电压变大，R2两端的电压变大，R两端的电压变小。由图乙知，当电路中的电流最小为0.15A时，V1的示数为1.5V，V2的示数为4.5V。此时变阻器接入电路的阻值最大，变阻器两端的电压U滑=U2-U1=4.5V-1.5V=3V
变阻器的最大阻值
当变阻器接入电路的阻值为0时，R2两端的电压为3.0V，电路电流为0.3A。据串联电路的特点有U-4.5V=0.15A×R1，U-3V=0.3A×R1
解以上两式得，电源电压及R1的阻值分别为U=6V，R1=10Ω
A不符合题意，B符合题意；
C．R1的最小电功率P1=I12R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W
C符合题意；
D．R2的阻值
闭合开关S1、S2，变阻器接入电路的阻值为0时，电路中的电流最大，此时电路中只有R2工作，通电10s整个电路最多产生的热量
D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】在串联电路中，各用电器的分压和等于电源电压；利用电压和电流的比值， 计算电阻；根据电流和电阻，可以计算电功率的大小；根据电压、电阻和时间，可以计算电流产生的热量。
16．【答案】2∶1；0.2；54
【知识点】并联电路的电压规律；电阻的串联；欧姆定律及其应用；焦耳定律的应用
【解析】【解答】图中，计算和阻值分别为：，，
则和电阻之比为：，若将和串联在6V的电源上，计算电路中的电流为
；
若将和并联接在6V的电源上，根据并联电压规律，则和电压均为6V，图中，此时和的电流分别为0.3A、0.6A，则干路电流为：；
电阻并联时，通电10s电路产生的热量为：。故第1空填：2：1；第2空填：0.2；第3空填：54。
【分析】结合图像，利用，计算电阻，再计算电阻比；串联电路中，总电阻等于各电阻之和；根据，计算电路的电流；并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；根据Q=UIt，计算电路产生的热量。
17．【答案】热；；
【知识点】电能表参数的理解；电功的测量；电流的热效应
【解析】【解答】电热水器工作时，电能转化为内能，利用了电流的热效应工作；
图甲中，电能表的单位是kW·h，最后一位是小数，示数为3.23.6kW·h；
电能表指示灯内闪烁了80次，消耗电能为：。故填热，3023.6，。
【分析】电流通过导体产生热量，是电流的热效应；根据电能表窗口示数，判断消耗的电能；根据电能表指示灯闪烁次数，计算消耗电能的多少。
18．【答案】保温；220；
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用；多状态电路——多挡位问题
【解析】【解答】由图乙可知，当双触点开关S接触1和2时，只有R1工作，电阻较大，根据可知功率较小，处于保温挡；当双触点开关S接触2和3时，R1、R2并联，总电阻较小，根据可知电路消耗的功率较大，此时养生壶处于加热挡；
保温挡时只有R1工作，则养生壶在保温挡消耗的电功率为：
加热挡时，R1、R2并联，根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，故R2的电功率为：
则通电，电流通过加热电阻产生的热量为：
【分析】（1）由图乙可知，当双触点开关S接触1和2时，只有R1工作，电阻较大，根据可知功率较小，处于保温挡；当双触点开关S接触2和3时，R1、R2并联，总电阻较小，根据可知电路消耗的功率较大，此时养生壶处于加热挡；
（2）根据计算养生壶在保温挡消耗的电功率；
（3）加热挡时，R1、R2并联，根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，利用计算R2的电功率，利用纯电阻电路计算通电，电流通过加热电阻产生的热量。
19．【答案】高度差；电流；电阻R3断路
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】实验中，通过U形管中液面的高度差来反映电流产生热量的多少；
图中右侧容器的外部，完全相同的电阻与容器内的电阻并联，再与左侧容器内的电阻串联，R1在干路中，R2在支路中，通过R1的电流大于通过R2的电流，是探究电流通过导体时产生热量跟电流的关系，通电相同时间后，a侧液面高于b侧液面；在电阻和通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，产生的热量越多。
左右两侧U形管液面高度变化相同，而气密性良好，可能是电阻R3断路，左右两容器内的电阻相同，电流也相同，相同时间内产生的热量相同。故第1空填：高度差；第2空填：电流；第3空填：电阻R3断路。
【分析】探究电流产生热量的影响因素时，通过U形管液面高度差，反映热量的多少；探究电热和电流的关系，电阻和时间相同，电流不同；需要在电阻外并联电阻，改变电流，当外接电阻断路时，电流、电阻和时间相同，产生的热量相等。
20．【答案】180；30；150
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】这台电动机正常工作，电动机1min消耗的电能： ，产生的电热： ，输出的机械能： 。
故答案为： (1). 180 (2). 30 (3). 150
【分析】根据W=UIt求出消耗的电能；根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量；消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能
21．【答案】热；75；增大
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝做功，使得温度升高。利用电流的热效应实现高温封口的。电源电压为 5V ，电热丝R阻值为 1Ω ，根据电功率公式计算3s 内产生的热量；使用时总把塑料袋烫坏，则需要减小电热丝的功率，由可知，增大电阻，可以减小电热丝的功率。
综上 第1空、热； 第2空、75； 第3空、增大。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
2、焦耳定律：公式为。
22．【答案】低温；
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】根据可知，电阻越大，电功率越小，据题可知电路电阻的连接有三种情况：R1单独接入电路中、R2单独接入电路中以及两电阻并联在电路中。的阻值分别为110Ω、220Ω ，若开关S的触点b接触点c，此时R2单独接入电路中，电路的电阻最大，电功率最小，电热器处于低温挡。开关S的触点c接触点d时，两电阻并联，总电阻最小，根据可得，高温挡的电功率为；根据W=Pt计算高温挡正常工作1min产生的热量是；
综上 第1空、低温； 第2空、 。
【分析】电功率的计算：公式为；所以当电压一定时，电阻越大，电功率越小。
23．【答案】（1）
（2）结合表格数据，利用压力为F5时的电压和电流，计算电阻为：；；根据数据，电流为0.020A时，结合电压和时间，计算碳粒盒内的电功率为：P=UI=3.00V×0.02A=0.06W，产生的热量为：Q=Pt=0.06W×10s=0.6J；；越小；当电压一定时，电阻减小，电流变大。
【知识点】实物的电路连接；欧姆定律及其应用；电功率的计算；电流的热效应
【解析】【解答】（1）测量话筒的电阻时，需要电流表和电阻串联，电压表和电阻并联，且接线柱正入负出，开关连接在干路上，如图；
（2）③根据表格数据，电路的电压一定时，碳粒受到的压力越大，电流变大，根据，碳粒的电阻减小了。
【分析】（1）测量电阻大小时，电流表和电阻串联，电压表和电阻并联，接线柱正入负出；
（2）根据，计算电阻大小；利用P=UI，计算电功率，根据Q=Pt，计算电流产生的热量；当电压一定时，电阻减小，电流变大。
24．【答案】电阻；R5开路；通过导体的电流越大；小于
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】（1）由图甲可知，电阻丝R1和R2串联（R1（2）由图乙可知，电阻丝R4和R5并联后，再与电阻丝R3串联，R3=R4=R5，通电时间t相同，若两U形管内液面上升高度相同，说明则两个密闭容器中的电阻丝产生的热量Q也相同，根据Q=I2Rt可知，Q、R、t都相同，则通过R3、R4的电流相同，则故障可能是电阻丝R5开路了。
由图可知，电阻丝R4和R5并联后，再与电阻丝R3串联，则通过电阻丝R3的电流大于电阻丝R4的电流；左侧U形管内液面上升较高，说明电流通过R3产生的热量多，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3）根据并联电路的电流规律可知，当通过电阻丝R4的电流不变时，增大通过电阻丝R5的电流，即减小电阻丝R5的阻值，使通过电阻丝R3的电流增大，则两侧U形管液面高度差会更明显。
【分析】（1）（2）电流产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间有关，根据控制变量法分析得出结论；
根据焦耳定律Q=I2Rt分析电路故障；
（3）根据并联电路中电流的规律可知，可通过增大支路电流（即使支路上的电阻减小）使干路电流增大，使U型管液面高度差更明显。
25．【答案】（1）长度；串；绝缘性
（2）热；增大
（3）8.4×106；0.28
【知识点】比热容；燃料的热值；电流的热效应
【解析】【解答】（1）防电墙内部做成螺旋状，增大水流长度，增大了水流的电阻。防电墙通过拉长水流的长度增大了水流的电阻，其与人体串联，根据串联电路的电流处处相等可知，可以细致通过人体的电流。
防电墙的材料应具有绝缘性，可以减小电流。
综上 第1空、长度； 第2空、串； 第3空、 绝缘体；
（2）电流流过导体，导体发热，应用电流的热效应。水通过防电墙时，会产生热效应，水的温度会升高，内能增大。
综上 第1空、热； 第2空、增大；
（3）根据密度公式计算水的质量为；根据热量公式计算
水吸收的热量为；根据热值公式计算至少燃烧的焦炭的质量为；
综上 第1空、 8.4×106； 第2空、 0.28。
【分析】1、电阻的影响因素： 当导体的材料和横截面积相同时，电阻的长度越长，导体的电阻越大 ；当导体的材料和长度相同时，电阻的横截面积越小，导体的电阻越大，欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式，并不具有物理含义进行选项判识。
2、导体：易于传导电流的物质，金属，人体、液体；绝缘体：不容易导电的物质，橡胶、塑料、石墨；
3、热量的计算：公式为Q=cmΔt，所以吸收或者释放相同的热量，水比热容大，温度变化低，应用：冷水降温、温水保温；物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
（1）[1]防电墙内部做成螺旋状，增大水流的长度，从而增大了水流的电阻。
[2]防电墙通过拉长水流的长度增大了水流的电阻，要利用它限制通过人体的电流，应将其与人体串联。
[3]防电墙内部隔片应该具有阻断电流的作用，即防电墙的材料应具有绝缘性。
（2）[1]电流流过导体，导体发热，可以对物体加热，这是电流的热效应。
[2]水通过防电墙时，有电流通过，会产生热效应，水的温度会升高，内能增大。
（3）[1]水的质量为
水吸收的热量为
[1]产生这些热量，至少燃烧的焦炭的质量为
26．【答案】；；电流通过电阻产生的热量等于它散发在空气中的热量；0.9；90；90
【知识点】伏安法测电阻的探究实验；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）滑动变阻器、电流表、电阻串联接入电路，电压表并联在电阻两端，如图所示：
（2）根据表中数据描点连线即可，如图所示：
（3）根据Q=I2Rt，I、R一定时，通电时间越长，产生热量应该越多，但此时，电流通过电阻产生的热量等于它散失到空气中的热量，因此电阻的内能不再增加，温度稳定；
（4）由表格可知电阻的阻值为，当R两端的电压为3V时，它的电功率为
；
根据公式可得100s消耗的电能为
；
根据能量转化，电阻属于纯电阻电路，电阻R消耗的电能等于产生的热量
Q=W=90J。
【分析】（1）电流表串联连接，电压表并联连接；（2）根据表格中的数据描点连线即可；（3）电流通过电阻产生的热量会散失到空气中，所以电阻的温度稳定；（4）根据公式、W=Pt进行计算。
27．【答案】解：（1）由电路图可知，当只闭合S1时，只有电阻工作，此时电路中电阻最大，电源电压一定，根据P知，电功率最小，为保温状态；两开关都闭合时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，为加热状态；则只闭合S1时，通过的电流，即整个电路的电流为
（2）保温30min时产生的热量为
（3）当S1、S2同时闭合时，与并联，处于加热状态，由P=UI可得，加热状态时整个电路的电流为
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过的电流为
由欧姆定律可得
答：（1）电热杯垫保温时电路中的电流为0.5A；
（2）保温30min时产生的热量是4500J；
（3）电阻的阻值是5Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【分析】（1）根据，计算电流的大小；
（2）利用Q=I2Rt，计算电流产生热量的多少；
（3）根据，计算用电器工作的电流，根据并联电路电流规律，计算支路电流，利用，计算电阻。
28．【答案】（1）解：由可得，灯泡L正常发光时的电流
（2）解： 闭合开关S，将开关拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡L正常发光可知，电源电压；
滑片P移至b端，闭合开关S，开关拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值20Ω，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器串联，根据可得，定值电阻R工作10min产生的热量
（3）解：将开关拨回2，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，
滑动变阻器两端的电压，
灯泡L两端的实际电压
此时灯泡L的电功率。
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律
【解析】【分析】(1)已知灯泡L的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流；
(2)闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压；滑片P移至b端，开关S1拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器Ri串联，根据Q=I2Rt求出定值电阻R工作10min产生的热量；
(3)接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器 R串联，电流表测量电路中的电流，根据U=IR求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡L两端的实际电压，根据P=UI求出此时灯泡的功率。
29．【答案】（1）解： 加热电阻的阻值
（2）解： 水暖电热毯高温档的额定电流：
水暖电热毯高温档正常工作 ， 电流做功：
水暖电热毯内的水吸收的热量：
水暖电热毯高温档正常工作时的加热效率：
【知识点】欧姆定律及其应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据 计算加热电阻的阻值；
（2）当开关接低和高时，此时两个电阻并联，那么总电流等于通过定值电阻的电流的2倍，即 。根据 计算电热毯高温档时电流做功，根据 计算水吸收的热量，最后根据 计算电热毯工作时的加热效率。
30．【答案】（1）解： 当只闭合开关时，只有电阻接入电路，为低温挡，
低温档功率为：
答：电热锅低温挡工作时的电功率为440W；
（2）解： 当只有电阻接入电路时为中温挡，
电路中的电流为：
答：电热锅中温挡工作时的电流为4A；
（3）解： 因为不计热量损失，
所以消耗电能：
开关和均闭合时，、并联，为高温挡，高温挡功率为：
所以所需的时间为：
答：不计热量损失，电热锅高温挡将质量为2kg的水从20℃加热到75℃所用的时间为350s。
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）当只闭合开关时，只有电阻接入电路，为低温挡，根据求出低温挡功率；
（2） 当只有电阻接入电路时为中温挡， 根据求出中温档工作时的电流；
（3）根据求出消耗的电能，
开关和均闭合时，、并联，为高温挡，根据，根据求出所需的时间。
1 / 1考点冲刺38【焦耳定律】--2025年中考物理考前素描40天终极冲刺宝典
一、选择题
1．（2024·菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　　）
A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲
【答案】D
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】 家用电器利用电流的热效应工作的是电饭煲，故A、B、C错误，而D正确。
故选D。
【分析】电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2．（2024九下·莆田月考）将两根发热电阻丝串联起来接在电路中，如图所示，若，经过足够长的时间，则先被点燃的火柴是（　　）
A．火柴甲 B．火柴乙 C．同时点燃 D．无法确定
【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）R1、R2串联，电流、通电时间都相同；
（2）根据Q=I2Rt可知，R越大Q越大；故R2的温度高，火柴先被点燃。
故选B。
【分析】在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多，则温度就越高。
3．（2025·巴中模拟）在科技节活动中，综合实践小组以“物理与生活”为主题开展生活应用与物理工作原理匹配方案竞赛，若你是评委之一会驳回哪一个方案（ ）
A．电风扇 B．电饭锅 C．水位报警器 D．手摇发电手电筒
A．电风扇 B．电饭锅
C．水位报警器 D．手摇发电手电筒
【答案】D
【知识点】电流的热效应；电磁继电器的组成、原理和特点；直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应
【解析】【解答】A 、电风扇主要是利用电动机工作，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而不是电磁感应原理，故A正确；
B 、电饭锅是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能，使食物被煮熟，故B正确；
C 、水位报警器是利用了电磁继电器的原理，当水位达到一定高度时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使工作电路接通，报警器发声，故C正确；
D 、手摇发电手电筒是利用电磁感应原理，通过手摇使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，从而使灯泡发光，而D选项中对应的原理是电流的磁效应，故D错误。
故选D。
【分析】（1）电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动；
（2）电流的热效应，指电流通过导体时，会把电能转化为内能；
（3）利用电磁继电器可实现远程控制、低压电路控制高压电路；
（4）手摇发电机利用了电磁感应，不是电流的磁效应。
4．（2024·广州模拟）如图甲所示，规格相同的容器装了相同质量的、两种液体。用不同的加热器加热：：，忽略它们与外界之间的热传递，得到图乙所示的温度与加热时间的图线。则(　　)
A．的电功率比的大
B．加热相同的时间，两电阻产生的热量相同
C．两种液体的比热容不相同
D．升高相同的温度，两杯液体吸收的热量相同
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率与电压、电流的关系；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】A ：图中只是给出了温度随时间的变化关系，并没有明确给出电功率的信息，所以不能确定 A 的电功率比 B 的大。故A错误；
B ：虽然加热时间相同，但由于电功率大小不明确，根据热量等于电功率乘以时间，所以不能确定两电阻产生的热量是否相同。故B错误；
C ：由图可知，相同质量的两种液体在相同时间内升高相同温度，吸收的热量相同，根据比热容的定义，无法判断它们的比热容是否不同。故C错误；
D ： 由Q=cmΔt可知，在质量相同、比热容相同、升高温度相同时，两杯液体吸收的热量相同，故D正确。
综上所述，正确答案为D。
【分析】 首先观察图乙，重点关注温度随时间的变化情况。仅从图中无法直接得出电功率大小关系；没有关于电功率的明确信息就不能确定热量相同；根据已知条件无法判断比热容不同；从图中明显看出升高相同温度所用时间相同，可推出吸收热量相同。
5．（2024·市中区）在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示。 和 均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低温挡” “高温挡”之间的转换。饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．当只闭合开关S1时，处于高温挡
B．高温挡的功率为220W
C．电阻R2的阻值为110Ω
D．30min内电路消耗的总电能是
【答案】C
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.当S1和S2同时闭合时，两个电热丝并联接入电路中，根据并联电路的电阻关系可知，此时电路中的总电阻是最小的，根据可知电功率最大，电热饮水机处于高温挡；
S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，此时电路中的总电阻最大，根据可知电功率最小，此时为低温挡，故A错误；
BC.由图乙可知高温挡的功率为660W，低温档功率为220W，
则R2的功率：P2=P高-P低=660W-220W=440W；
电阻R2的阻值为：，
故B错误、C正确；
D.由图乙可知低温挡的功率为220W，
由图乙知，工作30min时，其中高温挡工作时间为10min，低温挡工作时间为20min，
消耗的总电能：W=W高+W低=P高t高+P低t低=660W×10×60s+220W×20×60s=6.6×105J，
故D错误。
故选C。
【分析】A.根据比较开关在不同闭合情况下总功率大小，从而确定对应的工作状态；
BC.由图乙可知高温挡的功率，根据P2=P高-P低得出R2的功率，根据可知电阻R2的阻值；
D.由图乙可知低温挡的功率为220W，由图乙知，工作30min时，其中高温挡工作时间为10min，低温挡工作时间为20min，根据W=W高+W低=P高t高+P低t低得出消耗的总电能。
6．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（　　）
A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J
C．W=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J
【答案】A
【知识点】电功的计算；焦耳定律
【解析】【解答】电动机消耗的电能： ；产生的热量 ；故选A．
【分析】已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量。
7．（2020·光明模拟）如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0~3V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合后，整个电路消耗的最小功率为0.9W
B．滑动变阻器可连入电路中的最小阻值为4Ω
C．当电路中电流最大时，电阻R1在1min内消耗的热量为45J
D．电源电压为18V，电阻R1阻值为10Ω
【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；焦耳定律
【解析】【解答】A．由乙图可知，当电压表的示数为2V时，R2的电阻为20Ω，设电源电压为U，根据串联电路电流相等可得
由乙图可知，当电压表的示数为3V时，R2的电阻为10Ω，根据串联电路电流相等可得
由以上两式可得，电源电压是6V，R1的阻值为10Ω，电源电压一定，根据公式 得当电路中的电阻最大时功率最小，最小功率为
A符合题意；
B．当电压表示数为3V时，电路中的电流最大，滑动变阻器的电阻最小，由乙图可知，此时滑动变阻器的电阻为10Ω，B不符合题意；
C．当电压表示数达到最大测量值时电路中的电流最大，最大电流为
R1在1min内消耗的热量为
C不符合题意；
D．根据A选项中的分析可知，电源电压是6V，R1的阻值为10Ω，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】分析电路结构，定值电阻和滑动变阻器是串联关系，明确电流表和电压表的测量对象，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中的电流越小，分得的电压越大，定值电阻分得的电压越小，整个电路的功率越小，结合欧姆定律求解电路中的电流和电压，利用功率公式P=UI求解功率即可。
8．（人教版物理九年级第18章第4节焦耳定律同步练习）用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（　　）
A．12min B．16min C．24min D．8min
【答案】D
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，根据 得：
则有： ，即 故选D．
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据 得出等式即可求出。
9．（2018·重庆）在如图所示的实物电路中，电源电压恒为3V，滑动变阻器的规格为“100 1A”，灯泡上标有2.5V 1W”的字样，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡正常发光时的电阻为2.50
B．向右移动滑片时，电压表V1的示数变小，小灯泡亮度变暗
C．向右移动滑片时，电压表V2与电流表A的示数之比不变
D．让小灯泡正常发光1min，滑动变阻器产生的电热为12J
【答案】D
【知识点】电路的动态分析；焦耳定律
【解析】【解答】根据R＝ ＝6.25 ，A不符合题意；由图可知滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，当向右移动滑片时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压变小，即V2示数变小，而灯泡两端的电压变大，即V1示数变大，小灯泡变亮，B不符合题意；电压表V2与电流表A的示数之即滑动变阻器连入电路的电阻值，所以向右移动滑片时，电压表V2与电流表A的示数之比变小，C不符合题意；D.小灯泡正常发光时电路中的电流，I＝ 此时滑动变阻器两端的电压U滑＝3V-2.5V＝0.5V，滑动变阻器连入的电阻R滑＝ 1min滑动变阻器产生的电热为Q＝I2Rt＝0.4A ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量小灯泡电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流.
（1）根据P=变形可求小灯泡正常发光时的电阻；
（2）根据串联电路的电流特点可知，滑动变阻器向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据串联分压的原理，滑动变阻器分配的电压减小，即电压表V2示数减小，小灯泡两端电压变大，小灯泡变亮；
（3）电压表V2与电流表A的示数之比等于滑动变阻器的阻值；
（4）由灯泡上标有“2.5V 1W”，根据P=UI可求小灯泡的额定电流，再根据串联电路电压的特点，求出滑动变阻器两端的电压，根据Q=UIt求出小灯泡正常发光1min，滑动变阻器产生的电热.
10．（2018·沂南模拟）在图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电压表V 1、V2的示数之比为5：3；当开关S1闭合、S2断开时，电压表V1、V2的示数之比为3：2。在后一种情况下的全部通电时间内，电阻R1与R3产生的热量之比为（　　）
A．2：3 B．1：3 C．3：2 D．2：1
【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律；电阻的串联；焦耳定律的应用
【解析】【解答】如图，两开关都闭合时，R1与R2串联，R3被短路，电压表V1测电源电压，电压表V2测量R2两端的电压；
电压表V1、V2示数之比为5：3，根据串联分压原理可知， ；
当开关S1闭合、S2断开时，电压表V1测电源电压，电压表V2测R2R3两端的电压，电压表V1、V2的示数之比为3：2。可得： ；
由以上可得： ，
根据 得，电阻R1与R3产生的热量之比为：
，故D正确。
故答案为：D。
【分析】根据两开关都闭合时R1与R2串联及电压表V1、V2示数之比为5：3求出R1与R2的关系；当开关S1闭合、S2断开时R1、R2、R3串联，电压表V1、V2的示数之比及R1、R2的关系求出R1与R3的关系，再根据 Q = I 2 R t求解。
二、多选题
11．（2024·市北区模拟）如图所示，甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气、所连接的U形管内的液柱以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上，来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是（　　）
A．甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
B．乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系
C．甲图中闭合开关后，B管中液面上升的较快
D．乙图中闭合开关后，B管中液面上升的较快
【答案】B,D
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】A．甲图实验装置变量为通过电阻的电流，其余因素相同探究电热与电流的关系，故A错误；
B．乙图，变量为电阻，其余因素相同， 探究电热与电阻的关系 ，故B正确；
C．甲图中闭合开关后，左侧电阻中的电流比较大，故A管中液面上升的较快，故C错误；
D．乙图中闭合开关后，右侧电阻的电阻比较大，产生的热量较多，故B管中液面上升的较快，故D正确。
故选BD。
【分析】1、探究电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，实验中通过液面高度差的变化作为观察指标转化为电流的产热量。
2、转换法：在物理实验中，某些物理量（内能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中热能的大小难以直接测量，所以需要通过 液面高度差的变化进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如电流的热效应的影响因素有：电阻和电流。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究 导体的发热量可能与导体的电阻的关系时，需要电流相同，故选择串联电路。
12．（2024·翠屏模拟）如图是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；如表是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（　　）
额定电压 220V
额定加热功率 990W
额定保温功率 110W
A．只闭合开关S，加热器处于保温状态
B．开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大
C．加热器在保温状态下工作5min，产生3.3×104J的热量
D．电阻R1与R2的阻值之比为1：8
【答案】A,B,C
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】A．图中，只闭合开关S，电阻R1和R2串联，电路的电阻最大，根据，电路的功率最小，加热器处于保温状态，故A正确；
B．图中，开关S闭合，再闭合S1，电路的电阻变小，电流变大，根据，R2的功率变大，故B正确；
C．计算加热器在保温状态下，产生的热量为，故C正确；
D．加热器在加热档时，只有电阻R2接入电路中，计算电阻R2的阻值为：，当加热器处于保温档时，电阻R1和R2串联，可得电路的总阻值为：，计算可得电阻R1与R2的阻值之比为8：1，故D错误。
故选ABC。
【分析】开关和电阻并联，闭合开关，电阻短路；在串联电路中，电阻越大，电功率越小，根据，计算电阻；根据Q=Pt，计算电流产生的热量。
13．（2024·保山模拟） 如图甲所示将小灯泡L和电阻R接入电路中，图乙是小灯泡L和电阻R的U﹣I图像。同时闭合开关S1、S2时，电流表示数为0.7A。下列说法正确的是（　　）
A．图甲所示电路中，电源电压为3V
B．只闭合开关S1时，小灯泡电阻为4Ω
C．同时闭合开关S1、S2时，小灯泡L和电阻R电功率之比为5：2
D．同时闭合开关S1、S2时，在5min内电阻R产生的热量为120J
【答案】B,C,D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】 A、由图甲可知，同时闭合开关S1、S2时，R与灯泡L并联，电流表测量干路的总电流，
根据串联电路的电流和电压特点可知，当R与灯泡L两端的电压为2V时，通过R的电流为0.2A，通过灯泡的电流为0.5A，干路的电流为0.7A，满足要求，
所以电源电压为2V，故A错误；
C、同时闭合开关S1、S2时，小灯泡L和电阻R电功率之比：PL：PR=UIL：UIR=IL：IR=0.5A：0.2A=5：2，故C正确；
D、由Q=I2Rt=UIt可知，同时闭合开关S1、S2时，在5min内电阻R产生的热量：QR=UIRt=2V×0.2Ω×5×60s=120J，故D正确；
B、当只闭合开关S1时，只有灯泡L工作，产生灯泡L两端的电压UL=2V，
由图可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，
由 可知，小灯泡的电阻： ，故B正确；
故选：BCD。
【分析】 （1）由图甲可知，同时闭合开关S1、S2时，R与灯泡L并联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的电压和电流特点可知R与灯泡L两端的电压以及通过R与灯泡L的电流；根据P=UI可知小灯泡L和电阻R电功率之比；根据焦耳定律Q=I2Rt=UIt求出在5min内电阻R产生的热量。
（2）由图可知，当只闭合开关S1时，灯泡L两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出产生小灯泡的电阻。
14．（2024·营山模拟）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断正确的是（　　）
A．电源电压是9V
B．滑动变阻器的最大阻值是9Ω
C．移动滑片，电路中的R最大功率是3.375W
D．移动滑片，在通电100s内产生的热量最多135J
【答案】A,C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】AB．由图得，定值电阻R0与变阻器串联，电压表测量定值电阻R0电压，当电压表示数为3V时，电路电流为
当电压表示数为4.5V时，电路电流为
由串联电路特点与欧姆定律得
解得变阻器的最大电阻为
电源电压为
故A正确，B错误；
C．由
当
时，变阻器的电功率最大，为
故C正确；
D．当变阻器滑片移到变阻器中点时，电压表示数为4.5V，大于3V，说明电压表量程选用0~15V，当电压表示数为电源电压9V时，在通电100s内产生的热量最多为
故D错误
故选AC
【分析】 由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）设滑片移到滑动变阻器的b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，根据欧姆定律算出电路中的最小电流，根据欧姆定律表示出两种情况下电压表的示数之比即可求出电流之比，根据电源的电压不变列等式即可得出R与R0的阻值关系，进而算出滑动变阻器的最大电阻以及电源电压；
（2）移动滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流最大，R0在通电100s内产生的热量最多，根据 算出R0在通电100s内产生的热量
15．（2022·锦州）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，将R的滑片从b端移到a端过程中，两个电压表示数与电流表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为4.5V
B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C．R1的最小电功率为0.225W
D．闭合开关S1、S2，通电10s整个电路最多产生热量为36J
【答案】B,C,D
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】AB．由电路图知，S1闭合、S2断开时，三个电阻串联在电路中，电压表V1测R2两端的电压，V2测R2和R两端的总电压。电流表测电路中的电流。滑片由b端向a端移动的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，则R2两端的电压变大，R2两端的电压变大，R两端的电压变小。由图乙知，当电路中的电流最小为0.15A时，V1的示数为1.5V，V2的示数为4.5V。此时变阻器接入电路的阻值最大，变阻器两端的电压U滑=U2-U1=4.5V-1.5V=3V
变阻器的最大阻值
当变阻器接入电路的阻值为0时，R2两端的电压为3.0V，电路电流为0.3A。据串联电路的特点有U-4.5V=0.15A×R1，U-3V=0.3A×R1
解以上两式得，电源电压及R1的阻值分别为U=6V，R1=10Ω
A不符合题意，B符合题意；
C．R1的最小电功率P1=I12R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W
C符合题意；
D．R2的阻值
闭合开关S1、S2，变阻器接入电路的阻值为0时，电路中的电流最大，此时电路中只有R2工作，通电10s整个电路最多产生的热量
D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】在串联电路中，各用电器的分压和等于电源电压；利用电压和电流的比值， 计算电阻；根据电流和电阻，可以计算电功率的大小；根据电压、电阻和时间，可以计算电流产生的热量。
三、填空题
16．（2025·合江模拟）如图所示是和两个定值电阻的U－I图像，由图像可知　 　；若将和串联接在6V的电源两端，电路中的电流为　 　A；若将和并联接在6V的电源两端，通电10s电路产生的热量为　 　J。
【答案】2∶1；0.2；54
【知识点】并联电路的电压规律；电阻的串联；欧姆定律及其应用；焦耳定律的应用
【解析】【解答】图中，计算和阻值分别为：，，
则和电阻之比为：，若将和串联在6V的电源上，计算电路中的电流为
；
若将和并联接在6V的电源上，根据并联电压规律，则和电压均为6V，图中，此时和的电流分别为0.3A、0.6A，则干路电流为：；
电阻并联时，通电10s电路产生的热量为：。故第1空填：2：1；第2空填：0.2；第3空填：54。
【分析】结合图像，利用，计算电阻，再计算电阻比；串联电路中，总电阻等于各电阻之和；根据，计算电路的电流；并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；根据Q=UIt，计算电路产生的热量。
17．（2025·连州模拟）电热水器是利用电流的　 　效应工作的。小明家的电能表示数如图甲所示为　 　，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯内闪烁了次，则内消耗电能为　 　。
【答案】热；；
【知识点】电能表参数的理解；电功的测量；电流的热效应
【解析】【解答】电热水器工作时，电能转化为内能，利用了电流的热效应工作；
图甲中，电能表的单位是kW·h，最后一位是小数，示数为3.23.6kW·h；
电能表指示灯内闪烁了80次，消耗电能为：。故填热，3023.6，。
【分析】电流通过导体产生热量，是电流的热效应；根据电能表窗口示数，判断消耗的电能；根据电能表指示灯闪烁次数，计算消耗电能的多少。
18．（2025·长沙模拟）如图甲所示，这是家庭常见的养生壶，正常工作时的电压为，该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位（如图乙所示），其中加热挡功率为，加热电阻的阻值为。当双触点开关S接触1和2时，养生壶处于　 　挡；养生壶在保温挡消耗的电功率为　 　W。当养生壶调节到加热挡时，通电，电流通过加热电阻产生的热量为　 　J。
【答案】保温；220；
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用；多状态电路——多挡位问题
【解析】【解答】由图乙可知，当双触点开关S接触1和2时，只有R1工作，电阻较大，根据可知功率较小，处于保温挡；当双触点开关S接触2和3时，R1、R2并联，总电阻较小，根据可知电路消耗的功率较大，此时养生壶处于加热挡；
保温挡时只有R1工作，则养生壶在保温挡消耗的电功率为：
加热挡时，R1、R2并联，根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，故R2的电功率为：
则通电，电流通过加热电阻产生的热量为：
【分析】（1）由图乙可知，当双触点开关S接触1和2时，只有R1工作，电阻较大，根据可知功率较小，处于保温挡；当双触点开关S接触2和3时，R1、R2并联，总电阻较小，根据可知电路消耗的功率较大，此时养生壶处于加热挡；
（2）根据计算养生壶在保温挡消耗的电功率；
（3）加热挡时，R1、R2并联，根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，利用计算R2的电功率，利用纯电阻电路计算通电，电流通过加热电阻产生的热量。
19．（2025·潮南模拟）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。两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。
实验中通过观察U形管中液面的　 　变化来判断导体产生热量的多少；通电相同时间后，观察到侧液面高于侧液面；表明在电阻相同和通电时间相同的情况下，通过一个电阻的　 　越大，这个电阻产生的热量越多：实验一段时间后，小明发现左右两侧U形管液面高度变化相同，与其他小组的实验现象都不同，经检 气密性良好，请你分析实验现象不同的原因可能是　 　。
【答案】高度差；电流；电阻R3断路
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】实验中，通过U形管中液面的高度差来反映电流产生热量的多少；
图中右侧容器的外部，完全相同的电阻与容器内的电阻并联，再与左侧容器内的电阻串联，R1在干路中，R2在支路中，通过R1的电流大于通过R2的电流，是探究电流通过导体时产生热量跟电流的关系，通电相同时间后，a侧液面高于b侧液面；在电阻和通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，产生的热量越多。
左右两侧U形管液面高度变化相同，而气密性良好，可能是电阻R3断路，左右两容器内的电阻相同，电流也相同，相同时间内产生的热量相同。故第1空填：高度差；第2空填：电流；第3空填：电阻R3断路。
【分析】探究电流产生热量的影响因素时，通过U形管液面高度差，反映热量的多少；探究电热和电流的关系，电阻和时间相同，电流不同；需要在电阻外并联电阻，改变电流，当外接电阻断路时，电流、电阻和时间相同，产生的热量相等。
20．（2018·荆门）有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω．这台电动机正常工作1min，消耗的电能为　 　J．产生的热量为　 　J，输出的机械能为　 　J。
【答案】180；30；150
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】这台电动机正常工作，电动机1min消耗的电能： ，产生的电热： ，输出的机械能： 。
故答案为： (1). 180 (2). 30 (3). 150
【分析】根据W=UIt求出消耗的电能；根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量；消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能
21．（2024九下·夏邑模拟）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的　 　效应实现高温封口，内产生的热量为　 　J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以　 　（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。
【答案】热；75；增大
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝做功，使得温度升高。利用电流的热效应实现高温封口的。电源电压为 5V ，电热丝R阻值为 1Ω ，根据电功率公式计算3s 内产生的热量；使用时总把塑料袋烫坏，则需要减小电热丝的功率，由可知，增大电阻，可以减小电热丝的功率。
综上 第1空、热； 第2空、75； 第3空、增大。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能；
2、焦耳定律：公式为。
22．（2024九下·成都期中）如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220V，的阻值分别为110Ω、220Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高温、中温、低温三个挡位的转换，若开关S的触点b接触点c，此时电热器处于　 　挡，若在高温挡正常工作1min产生的热量是　 　J。
【答案】低温；
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】根据可知，电阻越大，电功率越小，据题可知电路电阻的连接有三种情况：R1单独接入电路中、R2单独接入电路中以及两电阻并联在电路中。的阻值分别为110Ω、220Ω ，若开关S的触点b接触点c，此时R2单独接入电路中，电路的电阻最大，电功率最小，电热器处于低温挡。开关S的触点c接触点d时，两电阻并联，总电阻最小，根据可得，高温挡的电功率为；根据W=Pt计算高温挡正常工作1min产生的热量是；
综上 第1空、低温； 第2空、 。
【分析】电功率的计算：公式为；所以当电压一定时，电阻越大，电功率越小。
四、实验探究题
23．（2025九下·广州开学考）如图中，图甲是电话的结构，它的话简将声信号转化为电信号，话简的结构如图乙：当声音振动金属膜片时，金属膜片会挤压炭粒，炭粒在不同的压力下，电阻会发生改变：
（1）小明想研究话筒电阻大小随压力变化的情况，请在图丙电路连接实物，能测出话筒的电阻：
（2）闭合开关，用手指轻压金属膜片，膜片压缩碳粒，碳粒逐渐被压紧，记录电表示数变化如表：
操作 压力逐渐增大
压力大小 F1 F2 F3 F4 F5
电压/V 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00
电流/A 0.020 0.028 0.033 0.038 0.040
①当压力为F5时，求话简炭粒的电阻。　 　
②电流为0.020A时， 持续通电10s， 求碳粒盒此过程的电功率和产生的热量。　 　
③根据表格数据判断，当炭粒受到的压力越大，碳粒盒电阻　 　 (选填"越大”、“越小”或“不变")写出分析过程：　 　。
【答案】（1）
（2）结合表格数据，利用压力为F5时的电压和电流，计算电阻为：；；根据数据，电流为0.020A时，结合电压和时间，计算碳粒盒内的电功率为：P=UI=3.00V×0.02A=0.06W，产生的热量为：Q=Pt=0.06W×10s=0.6J；；越小；当电压一定时，电阻减小，电流变大。
【知识点】实物的电路连接；欧姆定律及其应用；电功率的计算；电流的热效应
【解析】【解答】（1）测量话筒的电阻时，需要电流表和电阻串联，电压表和电阻并联，且接线柱正入负出，开关连接在干路上，如图；
（2）③根据表格数据，电路的电压一定时，碳粒受到的压力越大，电流变大，根据，碳粒的电阻减小了。
【分析】（1）测量电阻大小时，电流表和电阻串联，电压表和电阻并联，接线柱正入负出；
（2）根据，计算电阻大小；利用P=UI，计算电功率，根据Q=Pt，计算电流产生的热量；当电压一定时，电阻减小，电流变大。
24．（2024九下·邹城模拟）如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。
（1）图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与　 　的关系；
（2）图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻，若图乙中两U形管内液面上升高度相同，则故障可能是　 　。排除故障后通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，　 　，产生的热量越多；
（3）为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻R5换为阻值　 　（选填“大于”或“小于”）5Ω的电阻。
【答案】电阻；R5开路；通过导体的电流越大；小于
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】（1）由图甲可知，电阻丝R1和R2串联（R1（2）由图乙可知，电阻丝R4和R5并联后，再与电阻丝R3串联，R3=R4=R5，通电时间t相同，若两U形管内液面上升高度相同，说明则两个密闭容器中的电阻丝产生的热量Q也相同，根据Q=I2Rt可知，Q、R、t都相同，则通过R3、R4的电流相同，则故障可能是电阻丝R5开路了。
由图可知，电阻丝R4和R5并联后，再与电阻丝R3串联，则通过电阻丝R3的电流大于电阻丝R4的电流；左侧U形管内液面上升较高，说明电流通过R3产生的热量多，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3）根据并联电路的电流规律可知，当通过电阻丝R4的电流不变时，增大通过电阻丝R5的电流，即减小电阻丝R5的阻值，使通过电阻丝R3的电流增大，则两侧U形管液面高度差会更明显。
【分析】（1）（2）电流产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间有关，根据控制变量法分析得出结论；
根据焦耳定律Q=I2Rt分析电路故障；
（3）根据并联电路中电流的规律可知，可通过增大支路电流（即使支路上的电阻减小）使干路电流增大，使U型管液面高度差更明显。
25．（2024九下·汕头模拟）如图甲是某品牌贮水式电热水器内部结构示意图，内胆水箱容积为50L，当电加热管绝缘层老化破损时，洗澡的水流就会像导线般将220V的电压加在内胆、防电墙、人体与大地之间，形成通路，如图乙所示，内胆、大地电阻忽略不计，防电墙内部结构示意图如图丙所示，流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，内部细长的水流就相当于一个大电阻，限制通过人体的电流，保障了洗浴者的用电安全。［c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水=1.0×103kg/m3，q焦炭=3.0×107J/kg］
（1）“防电墙”内部做成螺旋状，可通过增加进入该处水管水流的　 　来增大电阻；为了能限制通过人体的电流大小，防电墙应该与人体　 　联；制作防电墙内部隔片的材料应具有的特性是：　 　（写出一种）。
（2）加热管的工作原理是利用了电流的　 　效应，当防电墙工作时，流经其中的水内能会　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）若环境温度为20℃，设置的内胆水温为60℃，当内胆中装满水时，水被加热到设定的温度时需要吸收　 　J的热量，若这些热量由燃烧焦炭来提供，不计热量的损失，则需要完全燃烧　 　kg焦炭。
【答案】（1）长度；串；绝缘性
（2）热；增大
（3）8.4×106；0.28
【知识点】比热容；燃料的热值；电流的热效应
【解析】【解答】（1）防电墙内部做成螺旋状，增大水流长度，增大了水流的电阻。防电墙通过拉长水流的长度增大了水流的电阻，其与人体串联，根据串联电路的电流处处相等可知，可以细致通过人体的电流。
防电墙的材料应具有绝缘性，可以减小电流。
综上 第1空、长度； 第2空、串； 第3空、 绝缘体；
（2）电流流过导体，导体发热，应用电流的热效应。水通过防电墙时，会产生热效应，水的温度会升高，内能增大。
综上 第1空、热； 第2空、增大；
（3）根据密度公式计算水的质量为；根据热量公式计算
水吸收的热量为；根据热值公式计算至少燃烧的焦炭的质量为；
综上 第1空、 8.4×106； 第2空、 0.28。
【分析】1、电阻的影响因素： 当导体的材料和横截面积相同时，电阻的长度越长，导体的电阻越大 ；当导体的材料和长度相同时，电阻的横截面积越小，导体的电阻越大，欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式，并不具有物理含义进行选项判识。
2、导体：易于传导电流的物质，金属，人体、液体；绝缘体：不容易导电的物质，橡胶、塑料、石墨；
3、热量的计算：公式为Q=cmΔt，所以吸收或者释放相同的热量，水比热容大，温度变化低，应用：冷水降温、温水保温；物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
（1）[1]防电墙内部做成螺旋状，增大水流的长度，从而增大了水流的电阻。
[2]防电墙通过拉长水流的长度增大了水流的电阻，要利用它限制通过人体的电流，应将其与人体串联。
[3]防电墙内部隔片应该具有阻断电流的作用，即防电墙的材料应具有绝缘性。
（2）[1]电流流过导体，导体发热，可以对物体加热，这是电流的热效应。
[2]水通过防电墙时，有电流通过，会产生热效应，水的温度会升高，内能增大。
（3）[1]水的质量为
水吸收的热量为
[1]产生这些热量，至少燃烧的焦炭的质量为
26．（2024·海珠模拟）如图用伏安法测电阻，同时测得电阻稳定工作时的温度，得到下表中的数据。
（1）在方框内画出实物图对应的电路图　 　；
（2）根据表中数据在图坐标系中画出电阻R的U-I图线　 　；
电压U/V 1.00 2.00 3.00
电流I/A 0.10 0.20 0.30
电阻R/Ω 10.0 10.0 10.0
温度T/℃ 31.3 44.3 69.7
（3）嘉琳认为：根据Q=I2Rt，I、R一定时，通电时间越长，产生热量应该越多，电阻温度应该越高，而实验中电阻温度稳定，温度稳定的原因是：　 　；
（4）当电阻R两端的电压为3V时，它的电功率为　 　W，100s消耗的电能为　 　J，产生的热量为　 　J。
【答案】；；电流通过电阻产生的热量等于它散发在空气中的热量；0.9；90；90
【知识点】伏安法测电阻的探究实验；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）滑动变阻器、电流表、电阻串联接入电路，电压表并联在电阻两端，如图所示：
（2）根据表中数据描点连线即可，如图所示：
（3）根据Q=I2Rt，I、R一定时，通电时间越长，产生热量应该越多，但此时，电流通过电阻产生的热量等于它散失到空气中的热量，因此电阻的内能不再增加，温度稳定；
（4）由表格可知电阻的阻值为，当R两端的电压为3V时，它的电功率为
；
根据公式可得100s消耗的电能为
；
根据能量转化，电阻属于纯电阻电路，电阻R消耗的电能等于产生的热量
Q=W=90J。
【分析】（1）电流表串联连接，电压表并联连接；（2）根据表格中的数据描点连线即可；（3）电流通过电阻产生的热量会散失到空气中，所以电阻的温度稳定；（4）根据公式、W=Pt进行计算。
五、计算题
27．（2024九下·中山模拟）小雯买了一款可以通过USB接口连到电脑上的电热杯垫，如图甲所示，电热杯垫有加热和保温两挡功能。杯垫内部简化电路图如图乙所示，、为加热电阻，USB接口的输出电压为5V，的阻值为10Ω，加热功率为7.5W。求：
（1）电热杯垫保温时电路中的电流；
（2）保温30min产生的热量；
（3）电阻的阻值。
【答案】解：（1）由电路图可知，当只闭合S1时，只有电阻工作，此时电路中电阻最大，电源电压一定，根据P知，电功率最小，为保温状态；两开关都闭合时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，为加热状态；则只闭合S1时，通过的电流，即整个电路的电流为
（2）保温30min时产生的热量为
（3）当S1、S2同时闭合时，与并联，处于加热状态，由P=UI可得，加热状态时整个电路的电流为
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过的电流为
由欧姆定律可得
答：（1）电热杯垫保温时电路中的电流为0.5A；
（2）保温30min时产生的热量是4500J；
（3）电阻的阻值是5Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【分析】（1）根据，计算电流的大小；
（2）利用Q=I2Rt，计算电流产生热量的多少；
（3）根据，计算用电器工作的电流，根据并联电路电流规律，计算支路电流，利用，计算电阻。
28．（2024·从江模拟）如图所示，灯泡L标有“6V 3W”的字样，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为20Ω．闭合开关S，将开关拨至2，滑片P移至a端，灯泡L正常发光。
（1）求灯泡L正常发光时的电流。
（2）滑片P移至b端，开关拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量。
（3）接着将开关拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡L的电功率。
【答案】（1）解：由可得，灯泡L正常发光时的电流
（2）解： 闭合开关S，将开关拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡L正常发光可知，电源电压；
滑片P移至b端，闭合开关S，开关拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值20Ω，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器串联，根据可得，定值电阻R工作10min产生的热量
（3）解：将开关拨回2，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，
滑动变阻器两端的电压，
灯泡L两端的实际电压
此时灯泡L的电功率。
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律
【解析】【分析】(1)已知灯泡L的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流；
(2)闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压；滑片P移至b端，开关S1拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器Ri串联，根据Q=I2Rt求出定值电阻R工作10min产生的热量；
(3)接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器 R串联，电流表测量电路中的电流，根据U=IR求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡L两端的实际电压，根据P=UI求出此时灯泡的功率。
29．（2024·临沂）水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠.图甲是一款具有高、低两档加热功能的水暖电热毯，其简化电路如图乙所示，其中两个加热电阻的阻值相同.该款电热毯低温档的额定电流为0.25A；高温档正常工作 20min 可将毯内 1.1kg的水从15℃加热到40℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg℃)， 求该款电热毯：
（1）加热电阻的阻值.
（2）高温档正常工作时的加热效率.
【答案】（1）解： 加热电阻的阻值
（2）解： 水暖电热毯高温档的额定电流：
水暖电热毯高温档正常工作 ， 电流做功：
水暖电热毯内的水吸收的热量：
水暖电热毯高温档正常工作时的加热效率：
【知识点】欧姆定律及其应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据 计算加热电阻的阻值；
（2）当开关接低和高时，此时两个电阻并联，那么总电流等于通过定值电阻的电流的2倍，即 。根据 计算电热毯高温档时电流做功，根据 计算水吸收的热量，最后根据 计算电热毯工作时的加热效率。
30．（2024·南海模拟）如图所示是某品牌电热锅的简化电路，、均为发热电阻。电热锅工作时，通过开关和实现低温、中温和高温的挡位控制，已知低温挡电阻，中温挡功率为880W；求：
（1）电热锅低温挡工作时的电功率；
（2）电热锅中温挡工作时的电流；
（3）使用电热锅高温挡将质量为2kg的水从20℃加热到75℃所用的时间。[不计热量损失，水的比热容]
【答案】（1）解： 当只闭合开关时，只有电阻接入电路，为低温挡，
低温档功率为：
答：电热锅低温挡工作时的电功率为440W；
（2）解： 当只有电阻接入电路时为中温挡，
电路中的电流为：
答：电热锅中温挡工作时的电流为4A；
（3）解： 因为不计热量损失，
所以消耗电能：
开关和均闭合时，、并联，为高温挡，高温挡功率为：
所以所需的时间为：
答：不计热量损失，电热锅高温挡将质量为2kg的水从20℃加热到75℃所用的时间为350s。
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）当只闭合开关时，只有电阻接入电路，为低温挡，根据求出低温挡功率；
（2） 当只有电阻接入电路时为中温挡， 根据求出中温档工作时的电流；
（3）根据求出消耗的电能，
开关和均闭合时，、并联，为高温挡，根据，根据求出所需的时间。
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