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焦耳定律及其应用 高频考点专题练 2026学年初中物理中考冲刺练
一、实验题
1．如图所示，甲、乙是“探究电流通过导体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质量的空气。
(1)实验过程中通过观察两个U形管中__________变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，本实验中用到了两个实验方法分别为：_________、_________；
(2)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与_______的关系，通电一段时间后，_____（选填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多；
(3)乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与_______的关系，若通过R1的电流为2A，1min内 R1产生的热量为_______J；
(4)如果乙装置中 R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发生断路相比较，左侧容器中电阻产生的热量将_______；（选填“变多”、“变少”、“不变”）
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图____（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
2．小石利用如图所示的装置“探究电流产生的热量与电阻大小有关”。实验桌上有甲、乙两个完全相同的烧瓶，装有质量相等、初温相同的煤油和阻值一定的电阻丝，并分别插入完全相同的温度计，可以用秒表计时。请完成下列问题：
(1)该实验中，用__________来反映电流通过电阻产生热量的多少；
(2)实验中甲、乙两个烧瓶内的电阻丝采用串联的方式，目的是__________；
(3)为了完成小石的探究目的，甲烧瓶装有R1=5Ω的电阻丝，乙烧瓶中的电阻值应为R2=__________Ω；（可提供5Ω和10Ω的电阻丝）
(4)小红也组装了与小石相同的实验装置进行实验，她选择了阻值相同的电阻丝R1和R2、装入质量和初温相同的不同液体。闭合开关，通电一段时间后，观察到乙中温度计的示数大于甲中温度计的示数。则两瓶内电流通过电阻丝产生的热量Q1___________Q2（选填“>”“=”或“<”）。
3．如图所示，甲、乙是“探究电流通过导体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质量的空气。
(1)通电后，透明容器中电阻丝的内能是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。实验中通过观察两个U形管中的液面___________来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；
(2)甲装置是用来研究通电时间相同时，电阻丝产生的热量与___________的关系。
(3)用乙装置进行实验时，电阻的作用是使通过、的电流___________（选填“相同”或“不相同”）；若乙图中盒外连接的电阻阻值由更换为，___________（选填“仍能”或“不能”）达到更换前的实验效果。
(4)如果乙装置中发生了断路，在通电时间相同的情况下，与未发生断路相比较，左侧U形管中液面的高度差将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）；
(5)若图乙中通过电阻丝电流为0.2A，则电阻丝在10s内产生的热量为___________J。
4．如图是探究“电流通过导体时产生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。
(1)实验中通过观察______________来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)由甲图可知，在_______和通电时间一定时，_______越大，电流通过导体时产生的热量越多。
(3)乙图探究的是电流通过导体时产生的热量与_______的关系，R3的作用是为了控制R1和R2的_______不同，在相同时间内，电流在左侧容器中通过电阻产生的热量与电流在右侧容器中通过电阻产生的热量之比是________。
(4)通电后电炉子的电阻丝热得发红，而与之连接的导线却不怎么热，可以用_____（选填“甲”或“乙”）图的结论来解释。
二、计算题
5．如图为一款低压电加热器的简化电路图，、为发热导体。当电加热器处于加热状态，整个电路中的电流是2A；当电加热器处于保温状态，整个电路中的电流是1A，已知的电阻为10。求：
(1)电源电压；
(2)保温1小时产生的热量；
(3)加热状态时，若产生的热量全被水吸收，将150g的水从20℃加热至40℃需多长时间？[]
6．如图所示的电路，电源电压不变，电阻R1的阻值为5Ω。开关S闭合时，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.2A。求：
(1)R2的电阻。
(2)电源电压。
(3)电路的总功率。
(4)通电3min电阻R1产生的热量。
7．在图甲所示的电路中，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器的最大阻值是。闭合开关，滑动变阻器的电功率随其接入电路的阻值变化的图像如图乙所示，求：
(1)当滑片P移至最右端时，电路中的电流；
(2)电阻的阻值；
(3)此时连续通电10s，电流通过产生的热量。
8．如图所示电路，电源电压为且保持不变，小灯泡的规格为“”（阻值不变），滑动变阻器的最大阻值为，电流表的量程为。当只闭合时，小灯泡恰能正常发光。求：
(1)当只闭合时，在内电流通过产生的热量；
(2)当三个开关都闭合时，消耗的最大电功率。
9．如图是一款电水壶的电路简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换，保温功率为88W，阻值为44Ω。
(1)请结合所学物理知识分析开关处于“1”挡还是“2”挡为加热功能？
(2)求加热功率；
(3)求的阻值。
10．如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R1的阻值为12Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，电流表A的示数为1.1A，求：
(1)电源电压；
(2)电阻R2的电功率；
(3)通电100s时间内，电路产生的热量。
11．图中是具有高温、低温两挡的电热饭盒，高温挡电功率为484W，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的3倍。求：
(1)R1和R2的阻值是多少？
(2)以低温挡加热5min，共产生多少热量？
12．物理兴趣小组设计了如图所示电路，用于孵化鸡蛋。灯泡L的作用是通过光来检查鸡蛋的孵化情况，其标有“”字样；为孵化鸡蛋的加热电阻丝，总阻值为，当开关接2时，接入的阻值为。当只闭合开关时，灯泡L正常发光。求：
(1)灯泡L正常工作时的电流。
(2)当只闭合开关、接1时，在内产生的热量。
(3)该电路的最大功率。
13．电动机已广泛应用于我们的生产和生活中，它实现了电能向其它形式能的转化，如：电风扇消耗的电能转化为内能和机械能。下表是某品牌电风扇的铭牌参数，若此电风扇正常工作1h，求：
品牌 某品牌 型号 **-35X67Bh7
额定电压 220V 额定功率 55W
送风模式 普通/睡眠/智能 控制方式 遥控/触摸按键
毛重 6.40kg 净重 5.46kg
(1)电风扇消耗的电能；
(2)电风扇的额定电流；
(3)电风扇转化的机械能（已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω）
参考答案
1．(1) 液面高度差 转换法 控制变量法
(2) 电阻 右
(3) 电流 1200
(4)变少
(5)甲
【详解】（1）[1][2]电流产生的热量无法直接观察，热量变化会使容器内空气受热膨胀，改变U形管的液面高度，因此通过观察U形管液面高度差变化比较热量多少，这种方法是转换法。
[3]探究热量与多个因素的关系时，需要控制其他变量不变，只改变待研究的变量，因此还用到控制变量法。
（2）[1]甲装置中两个电阻串联，通过电阻的电流、通电时间都相同，只有电阻大小不同，因此探究的是热量和电阻的关系。
[2]根据焦耳定律，I、t相同时，电阻越大，产生热量越多，右侧电阻更大，因此右侧产生热量更多。
（3）[1]乙装置中，两个容器内的电阻大小相同、通电时间相同，R1处在干路上，R2与R3并联，处在支路上，所以通过R1、R2的电流不同，因此探究热量和电流的关系。
[2] R1通电时间
由图乙可知，R1的阻值
1min内 R1产生的热量
（4）若R3断路，电路总电阻变大，电源电压不变，总电流变小，即通过左侧R1的电流变小，根据，电阻、通电时间不变，电流减小，因此左侧电阻产生的热量变少。
（5）电炉丝和相连的导线串联，通过的电流、通电时间都相同，电炉丝电阻远大于导线电阻，因此电炉丝产热更多，该现象是电流、通电时间相同时，热量与电阻有关，可用甲图的实验结论解释。
2．(1)温度计示数的变化
(2)控制通过两个电阻丝的电流和通电时间相同
(3)10
(4)=
【详解】（1）电流通过电阻产生的热量无法直接观察，实验中通过温度计示数的变化来反映热量的多少，这是转换法的应用。
（2）甲、乙两个烧瓶内的电阻丝采用串联的方式，目的是控制通过两个电阻丝的电流和通电时间相同，这样才能探究电流产生的热量与电阻大小的关系。
（3）探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制电流和通电时间相同，改变电阻大小。已知甲烧瓶电阻R1=5Ω，所以乙烧瓶的电阻应选择不同的阻值，即R2=10Ω。
（4）两个电阻丝阻值相同、串联时电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知电流通过电阻丝产生的热量。
3．(1) 做功 高度差
(2)电阻
(3) 不相同 仍能
(4)变小
(5)0.5
【详解】（1）[1]电流通过电阻丝时，电能转化为内能，这是通过做功的方式改变电阻丝的内能。
[2]实验中利用转换法，通过观察两个U形管中的液面高度差来比较电流通过电阻丝产生的热量，液面高度差越大，说明产生的热量越多。
（2）甲装置中，两个电阻丝串联，因此通电时间、电流相同，电阻不同，所以研究的是电阻丝产生的热量与电阻的关系。
（3）[1]乙装置中，与并联后再与串联，的作用是分流，使通过、的电流不同。
[2]若将由更换为，与仍为并联，依然能保证、电流不同。
（4）当发生断路后，电路变为与串联，原电路总电阻
断路后的总电阻变大
电源电压不变，根据欧姆定律，电路中总电流变小，根据焦耳定律，在通电时间t与的电阻不变的情况下，电流变小，产生的热量减少，则容器内空气膨胀程度减小，因此左侧U形管中液面的高度差变小。
（5）乙装置中，与并联且阻值相等，因此通过的电流是干路电流的一半
根据焦耳定律在10s内产生的热量
4．(1)U形管液面的高度差
(2) 电流 电阻
(3) 电流 电流 4∶1
(4)甲
【详解】（1）实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这是转换法的应用。
（2）[1][2]甲图中，两个电阻丝串联，电流和通电时间相同，电阻不同，由此可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多。
（3）[1][2]乙图中，与阻值相同，与并联后再与串联，所以通过的电流大于通过的电流，因此可以用来探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系，的作用是为了控制和的电流不同。
[3]、、阻值相同，均为，与并联后再与串联，所以通过和的电流之比为2:1，根据，相同时间内，左侧容器中产生的热量为，右侧产生的热量为，所以
（4）电炉子的电阻丝和导线串联，电流和通电时间相同，电阻丝的电阻远大于导线的电阻，根据甲图的结论，电流和通电时间一定时，电阻越大，产生热量越多，所以电阻丝热得发红，导线却不怎么热，可以用甲图的结论来解释。
5．(1)10V
(2)36000J
(3)630s
【详解】（1）当S1闭合，S2断开时，R1单独接入电路，此时电路中的电阻较大，由知，功率较小，处于保温状态；当S1、S2都闭合时，R1和R2并联，此时电路的总电阻较小，由知，功率较大，处于加热状态。保温状态时，电源电压等于R1两端电压，即
（2）保温1h产生的热量为
（3）加热的功率为
加热产生的热量为
加热时间为
6．(1)15Ω
(2)4V
(3)0.8W
(4)36J
【详解】（1）由电路图可知，电阻R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，即R2两端的电压为3V；电流表测量电路中的电流为0.2A。根据欧姆定律，可得R2的电阻为
（2）根据，可得电阻R1两端电压为
在串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和，即电源电压为
（3）根据电功率公式，可得电路的总功率为
（4）通电时间
根据焦耳定律，可得电阻R1产生的热量为
7．(1)0.2A
(2)10Ω
(3)4J
【详解】（1）当滑片P移至最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，为。由图乙可知，当滑动变阻器接入电路的电阻时，其消耗的电功率。由可得，此时电路中的电流为
（2）由图甲可知，电阻与滑动变阻器串联，当滑片P移至最右端时，电路中的总电阻为
根据串联电路电阻规律可知，的阻值为
（3）此时连续通电10s，电流通过产生的热量为
8．(1)180J
(2)24W
【详解】（1）当只闭合时，与串联，小灯泡恰能正常发光，此时电路中的电流
两端的电压
内电流通过产生的热量
（2）的阻值
当三个开关都闭合时，短路，与并联，中的电流
通过电流表的最大电流，故通过的最大电流
消耗的最大电功率
9．(1)
开关处于“2”挡为加热功能
(2)
(3)
【详解】（1）家用电水壶在工作时，其两端电压为220V且不变，当开关接1挡时，与串联在电路中，总电阻大，由可知，此时功率较小，挡位较低，为保温挡；开关接2挡时，被短路，电路只有接入，总电阻小，功率较大，为加热挡。所以开关处于“2”挡为加热功能。
（2）加热时，电路只有工作，加热功率为
（3）保温时、串联，由得，电路中的总电阻为
根据串联电路中电阻的规律得，的阻值为
10．(1)6V
(2)3.6W
(3)660J
【详解】（1）由图可知，R1、R2并联，电流表A测量干路总电流，电流表A1测通过R1的电流；电源电压
（2）根据并联电路电流规律，通过定值电阻R2的电流
根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压
定值电阻R2的电功率
（3）通电100s时间内，电路产生的电热为
11．(1)100Ω，300Ω
(2)36300J
【详解】（1）当开关接时，电路为的简单电路，电路电阻最小，根据（为电源电压，为电阻），电压一定时，电阻越小，功率越大，此时为高温挡。
已知高温挡功率，电源电压，由可得的阻值为
因为，所以
（2）开关S接1时，两电阻串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电热饭盒处于低温挡，低温挡加热5min产生热量为
12．(1)0.5A
(2)500J
(3)15W
【详解】（1）根据公式，可得灯泡L正常工作的电流为
（2）当只闭合开关S、S1时，电路中只接入灯泡，灯泡L正常发光，说明电源电压
当只闭合开关、接1时，电路中只接入了R，且接入电路的阻值为
内产生的热量为
（3）当开关、都闭合，接2时，灯泡与的一半并联，此时电路总电阻最小，由可知，功率最大。
R接入一半的电功率为
电路总功率
13．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）电风扇消耗的电能
（2）由电功率公式可得，电风扇的额定电流为
（3）电风扇消耗的电能转化为内能（热量）和机械能。根据焦耳定律，线圈产生的热量（内能）
因此，转化的机械能为
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