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【核心素养】17.3 焦耳定律分层作业
1．如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（　　）
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故。
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝。
③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝。
④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流有关。
A．①② B．①③④ C．②③④ D．①②③④
2．如图所示，电源两端电压保持不变，R1和R2均为定值电阻，且R1＞R2。闭合开关S，下列判断正确的是（　　）
A．电阻R1两端的电压较大
B．通过电阻R1的电流较大
C．通过电阻R2的电流做功较快
D．相同时间内两电阻产生的热量一样多
3．将一根10Ω的电阻丝R1接在电压为U的电源两端，通电20s，电流产生的热量是50J。若将其接在电压为2U的电源两端，通电相同时间，电流产生的热量是（　　）
A．25J B．50J C．100J D．200J
4．下列情况中属于防止电热带来危害的是（　　）
A．电熨斗熨衣服
B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药
C．电动机外壳有散热片
D．用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电
5．小李在淘宝网上买了两个纯电阻“热得快”R1、R2，规格参数如图。他将两个“热得快”的导线插头拆开，改装串联起来，接到家庭电路中，并把R1、R2分别放入相同的甲、乙容器中，两容器中装有质量、初温都相同的水。当开关闭合后，下面的说法中正确的是（　　）
A．甲容器中的水温度上升的快
B．乙容器中的水温度上升的快
C．甲、乙容器中的水温度上升的一样快
D．条件不足，无法判断
6．小明家电能表的铭牌如图甲所示，图乙是电热水器，图丙是电热水器的工作简化电路图。电热水器正常工作电压为220V，电阻R1＝R2＝88Ω；在接通开关S1后，温控开关S2可以自动实现加热和保温的转换，控制水温在40℃左右。下列说法正确的是（　　）
A．该电能表此时示数为66282kW h
B．电热水器的保温功率为1100W
C．电热水器保温挡正常工作10min，产生的热量为6.6×105J
D．小明家只让电热水器正常加热6min，电能表指示灯闪烁352次
（多选）7．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（　　）
A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少
B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大
C．正常工作时，通过电饭锅的电流最小
D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
8．如图所示是一种设计独特的电热水壶，它可以折叠起来，携带很方便.若电热水壶的发热元件正常工作时的电阻为48.4Ω，将其接在220V的电路中，加热功率为 　 　 W。正常工作 　 　 s产生的热量是1×105J。
9．电热器是利用电流的　 　 来工作的；在电热水器、电视机、电饭煲中，不属于电热器的是　 　 ；铭牌上标示的电功率越大的电饭煲，其电阻值越　 　 。
10．多芯线是生产生活中常用的导线，由多根细导线制成，如图甲所示。多芯线接入电路时各根导线之间的连接方式是 　 　 ，所以多芯线的电阻 　 　 （选填“大于”“等于”或“小于”）每根细导线的电阻。家庭电路中，有时导线折断后需要把两根导线连接起来使用，如图乙所示。相互连接处往往比别处更容易发热，加速老化，原因是连接处的电阻比别处的电阻较 　 　 。
11．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，但连接电炉的导线却不怎么热。电路中，通过导线与电阻丝的电流　 　 ，而导线电阻远　 　 电阻丝电阻，使导线在相同时间内产生的热量很　 　 。
12．如图甲所示为一自动加热水杯，其工作原理电路如图乙。S为一控温开关，A、B为颜色不同的指示灯，其电阻忽略不计，红灯亮表示加热，绿灯亮表示保温。R1、R2为加热电阻，其中R1阻值为200Ω，当加热到预定温度后，S自动切换到另一位置，处于保温状态时的电功率为44W，不考虑温度对电阻的影响。
（1）A灯亮时，R1、R2的连接方式是 　 　 ；
（2）红灯是 　 　 （选填“A”或“B”），理由是 　 　 ；
（3）该自动加热水杯保温10s，R2产生的热量是 　 　 J。
13．在如图所示的电路中，A、B两点间接入一根铜丝，C、D两点间接入一根保险丝，已知保险丝的电阻大于铜丝的电阻，其熔点低于铜丝的熔点。请你回答下列问题：
（1）推测：闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流增大，电路中可能会出现什么现象。
（2）利用所学知识解释这样推测的理由。
14．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，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
（1）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察 　 　 来显示容器内空气温度的变化；
（2）图甲装置将两段阻值不同的电阻丝 　 　 （填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与 　 　 的大小的关系，通电一段时间后，　 　 （选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多；
（3）图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与 　 　 的大小的关系，R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1：Q2＝　 　 。电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 　 　 （选填“相等”或“不相等”），所以R2与R3的阻值 　 　 （选填“一定”或“不一定”）相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，R3应选用 　 　 （从2Ω、5Ω和10Ω的定值电阻中选出一个定值电阻）；
（4）图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，则可能的原因是 　 　 ；
（5）图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是 　 　 （多选）。
A．R1电阻丝断路 B．R2电阻丝断路
C．R3电阻丝断路 D．R3电阻丝短路
15．电动机已广泛应用于我们的生产和生活中，它实现了电能向其他形式能的转化，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：
额定电压 220V
送风模式 普通/睡眠/智能
额定功率 55W
控制方式 遥控/触摸按键
（1）电风扇消耗的电能。
（2）电风扇的额定电流。
（3）电风扇线圈中电流产生的热量（已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω）。
16．某校师生自制了一台电烘箱，电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生6.6×105J的热量。求：
（1）这台电烘箱的电功率；
（2）电阻丝工作时的电阻。
1．如图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根电热丝。图中虚线框内是“三刀四挡”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”挡中的某一挡位上。当开关处于“4”挡时，电热毯不发热；当开关处于其他挡时，分别对应“高温”、“中温”、“低温”中的某一挡位。已知R1＝55Ω，低温挡的功率为400W，下列说法正确的是（　　）
①电热丝不能用超导体材料来制作
②开关处于“3”时对应高温挡，R1与R2并联
③开关处于“2”时对应中温挡，电路中的电流为4A
④开关处于“1”时对应低温挡，R1在3min内可放出4.4×105J的热量
A．① B．①② C．①③ D．①②④
2．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中（　　）
①电源电压为6V；
②定值电阻R的阻值为5Ω；
③滑动变阻器的最大阻值为10Ω；
④滑片P在b端时，通电1min电阻R产生的热量为27J。
A．只有②③正确 B．只有①③正确
C．只有②③④正确 D．只有①②④正确
3．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，2R2＝3R1，若同时通电，不考虑热量散失，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　）
A．乙、甲、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙
C．丙、丁、甲、乙 D．丙、丁、乙、甲
4．下列情况中，属于防止电热危害的是（　　）
A．用电熨斗熨烫衣服 B．用电饭锅煮饭
C．冬天用电暖气取暖 D．电脑机箱内有小风扇
5．将一台“220V 100W”的电风扇，一个220V 100W”的充电器，一个“220V 100W”的电饭锅，分别接到220V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（　　）
A．电饭锅 B．充电器 C．电风扇 D．一样多
6．下列用电器利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅
7．老师做“电池+口香糖锡纸＝取火工具”的实验：取口香糖锡纸，中间剪掉一些（如图乙所示），将锡纸条连接电池的正负极（如图甲所示），很快发现锡纸条开始着火，锡纸具有导电性，此时电路处于 　 　 （选填“断路”或“短路”）状态，使电路迅速产生大量热量并释放出来，这是利用了电流的 　 　 效应；已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，则 　 　 段的最先燃烧起来。
8．如图甲，R1阻值为10Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.5A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A，则R2＝ 　 　 Ω。若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为 　 　 J。
9．在甲图所示的电路中，闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表A1的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过R1的电流为 　 　 A，R1：R2＝　 　 ，在相同时间内两电阻产生的热量之比Q1：Q2＝　 　 。
10．如图所示，灯泡标有“6V 3W”字样，R1标有“5Ω 1.5A”，R2为标有“10Ω 1A”的滑动变阻器，电源电压恒定，闭合所有开关，灯泡恰好正常发光，则电源电压是 　 　 V，10s内R1产生的热量为 　 　 J；断开S1、S2，R2允许调节的阻值范围为 　 　 Ω，移动R2滑片的过程中，R2的电功率与电路总功率的最大比值为 　 　 。
11．小石想探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小是否有关”，组装了如图所示的实验装置。其中甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有阻值恒为R1和R2的电热丝且R1＜R2，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口。加热过程中热损失忽略不计。主要实验步骤如下：
①将甲、乙两烧瓶内装入质量、初温均相同的煤油；
②滑动变阻器的滑片移至适当位置，闭合开关，记录甲、乙瓶中温度计的示数t0；
③通电3min 后，再次记录两个烧瓶中温度计的示数t；
④利用Δt＝t﹣t0计算出甲、乙烧瓶中煤油的温度变化量Δt1和Δt2，并将Δt的值记录在表格中；
请根据以上叙述回答下列问题：
（1）实验中用　 　 来反映电流通过导体产生热量的多少。
（2）实验测得Δt1＜Δt2，可以得到的结论是　 　 。
（3）小石仅将另一种质量、初温与甲瓶相同的未知液体替换乙烧瓶内的煤油，通电3min后，若观察到乙烧瓶中温度计示数变化小于Δt2，则可判断该液体的比热容c液　 　 c煤油（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
12．小灯泡作为实验中常见的用电器，小西想测量一个标有2.5V的小灯泡正常发光时的电阻，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定：
（1）该实验的原理是　 　 ；
（2）根据电路图连接好实物图闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器，两表的示数都不变且较小，出现这种现象的原因是　 　 ；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数为0.5A，则小灯泡正常发光时的电阻为　 　 Ω，小灯泡的额定功率为　 　 W；
（4）如图乙是冬季取暖神器——烤火炉，小西想：为什么烤火炉工作时温度很高，而与它相连的导线却一点儿也不烫？这是因为烤火炉和导线　 　 联，通过他们的电流　 　 ，烤火炉的电阻比导线的电阻　 　 。
13．如图甲所示是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V，0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求：
（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。
14．作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。[c中药取4.0×103J/（kg ℃）]求：
（1）中药壶在文火状态下的电流；
（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。
15．小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为4Ω，电动机标有“12V，24W”字样。闭合开关S、S1，电动机正常工作。求：
（1）电源电压。
（2）闭合开关S、S1，电动机1min内消耗的电能。
（3）闭合开关S、S2，通电100s，电热丝R产生的热量。
1．（2025 眉山）如图所示，电源电压保持不变，R2的最大阻值为10Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在中点时，R1的功率为7.2W；将滑动变阻器的滑片P移动到最右端，电流表A1的示数与滑片P在中点时的示数之比是3：4。此过程中，下列判断正确的是（　　）
A．电压表示数为9V
B．滑片P在中点时电流表A2的示数为0.6A
C．P在中点时，1min内R2产生216J的热量
D．电路的最小功率为10.8W
2．（2025 北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A．电热水壶 B．吸尘器 C．电冰箱 D．电视机
3．（2025 广东）如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻R1、R2的电流 　 　 （选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知 　 　 （选填“R1”或“R2”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向 　 　 滑动。
4．（2025 重庆）某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400W，正常加热1min产生的热量是　 　 J，加热电阻的阻值是　 　 Ω。
5．（2025 盐城）电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，但连接电炉的导线却不怎么热。电路中，通过导线与电阻丝的电流　 　 ，而导线电阻远　 　 电阻丝电阻，使导线在相同时间内产生的热量很　 　 。
6．（2025 天津）国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75cm。这是通过缩短电源线长度来减小　 　 ，从而　 　 （选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。
7．（2025 安徽）图示电路中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻，其中R1＝10Ω。闭合开关S，电流表的示数为0.20A，通电10s整个电路共产生6J的热量，则电阻R2产生的热量为 　 　 J。
8．（2026 凉山州）已知某型号电热水壶的额定电压为220V，加热电阻为48.4Ω，接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg、初温为15℃的水加热200s，加热效率为84%，电热水壶产生的热量为　 　 J，水上升的温度为　 　 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
9．（2026 成都）科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示，电源电压为220V，R1＝44Ω，R2＝1056Ω。闭合开关S，当旋钮开关接1时，加热器处于　 　 挡，在该挡位通电3min电流产生的热量是　 　 J。
10．（2025 德阳）如图所示，电源电压恒定为6V，定值电阻R0＝10Ω，R1＝20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。若闭合开关S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点时，R1在5min内产生的热量为 　 　 J；若闭合开关S和S1，在保证各元件安全的情况下，电路的最小电功率和最大电功率之比为 　 　 。
11．（2025 遂宁）小明和爸爸在家一起探究固体熔化过程的规律。他用电加热器对质量为2.5kg的冰块进行加热，并画出温度随加热时间变化的图像（如图）。由图可知冰是 　 　 （选填“晶体”或“非晶体”），电加热器的铭牌上标有“220V 605W”，加热过程中，消耗电能的70%转化为冰和水的内能，此时家庭电路实际电压为 　 　 V，1～4min电加热器消耗的电能为 　 　 J。[整个过程不考虑水分的损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
12．（2026 山西）实践小组收集实验器材自制“爱迪生灯”，如图甲所示。当电流通过电阻丝时，电阻丝会发热变红而发光。在调试过程中，发现电阻丝发红程度不足，发热量少。如图乙所示，三位同学分别提出了改进措施，请选择其中一位同学的措施，评价其是否能让电阻丝发热量增多，并用所学的物理知识解释。
13．（2025 海南）如图是实践小组设计的简易电热孵化器电路。已知电源电压恒为220V，R0是电热丝，温度对R0阻值的影响忽略不计。闭合开关S后，电流为5A。
（1）求R0的阻值；
（2）求R0通电10s产生的热量；
（3）使用时发现电热箱内温度高于孵化所需的温度，为降低温度，小南设计了两种改进方案：
①在箱体内a点处串联电热丝Ra；
②在箱体外b点处串联电热丝Rb，两种方案电热箱箱体内的电功率相等。
小南按两种方案进行实验，测得电流为I1和I2，I1＝4A，且I1＞I2，但没有记录I1和I2对应哪种方案。请你根据上述信息判断更节能的方案是　 　 （选填“①”或“②”），求该方案新接入电热丝的阻值。
14．（2025 南通）如图为某家用电热器的简化电路图，R1、R2是电热丝，R1＝110Ω，虚线框内是温控开关，能在低温挡和高温挡间自动切换。当触点“1”与“2”接通时，处于低温挡；当触点“1”与“2”“3”同时接通时，处于高温挡。高温挡功率是低温挡功率的3倍。求：
（1）低温挡时，R1中通过的电流及10s内放出的热量；
（2）高温挡时，电阻R2的功率。
15．（2025 南充）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：
（1）电风扇消耗的电能；
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
（2）电风扇的额定电流；
（3）电风扇线圈中电流产生的热量（已知该品牌电风扇线圈电阻为32Ω）。
16．（2025 江西）如图所示，电源电压恒为9V，R1为定值电阻，R2为电阻箱（能够表示出阻值的变阻器）。
（1）闭合S1、断开S2，电流表的示数为0.9A，求R1的阻值和R1工作100s产生的热量；
（2）把电阻箱R2的阻值调为18Ω，闭合S1和S2，电流表的示数为1.4A，求R2两端的电压和通过R2的电流。
【参考答案】
1．【答案】B
【分析】（1）电路长时间超负荷运行可能造成短路，甚至引发火灾；
（2）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；串联电路电流处处相等；
（3）铜丝的电阻率小，根据焦耳定律Q＝I2Rt，可知在电流和通电时间相同时，其产生的热量少。
【解答】①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故，故①正确；
②串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流，故②错误；
③已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相同时间，熔丝产生的热量多，故③正确；
④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关，故④正确。
故选：B。
2．【答案】C
【分析】（1）并联电路中各支路两端电压相等，等于电源电压，据此可知两电阻两端电压的大小关系；
（2）根据I判断通过两电阻的电流大小关系；
（3）电功率是描述电流做功快慢的物理量，由P＝UI判断两电阻的功率大小关系；
（4）由Q＝W＝Pt判断相同时间两电阻产生热量的关系。
【解答】A、由电路图知，闭合开关S，两电阻并联，由并联电路的电压规律知，两电阻两端电压相等，故A错误；
B、两电阻两端电压相等，且R1＞R2，由I可知，通过R2的电流较大，故B错误；
C、两电阻两端电压相等，且通过R2的电流较大，由P＝UI知，R2的电功率较大，即电流通过R2做功较快，故C正确；
D、R2的电功率较大，由Q＝W＝Pt知，相同时间，电流通过R2产生热量较多，故D错误。
故选：C。
3．【答案】D
【分析】先根据焦耳定律Q＝I2Rt结合欧姆定律I可求出当电源电压为U时电热表达式，再代入电源电压为2U时电热表达式求解。
【解答】当电源电压为U时，根据焦耳定律Q＝I2Rt结合欧姆定律I可得：
Q50J；
当电压变为2U，电阻R不变，通电时间仍为t＝20s时，产生的热量Q'为：
；
由步骤1可知50J，则Q'＝4×50J＝200J，故ABC错误，D正确。
故选：D。
4．【答案】C
【分析】（1）电热的危害：有时候，电热是一种浪费，甚至会造成伤害。像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化为其他形式的能的过程，总有一部分电能转化为热，过多的电热如果不能及时散失，会产生许多安全隐患。
（2）措施：有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。
【解答】A．电熨斗熨衣服利用电流的热效应工作，故A不符合题意；
B．利用电热装置引爆炸药，是利用了电热，故B不符合题意；
C．散热片不是利用电流热效应工作的，是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，故C符合题意；
D．用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次，是利用电热来驱潮，故D不符合题意。
故选：C。
5．【答案】A
【分析】利用P分别计算出热得快R1、R2的阻值；
电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻的大小和通电时间成正比，因此在分析电流通过导体产热多少时应用了控制变量法。即当电流、通电时间相等时，电阻越大产生的热量越多。
【解答】R160.5Ω；R240.3Ω；
从图可知，两电热丝R1、R2串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同，
根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多。
因为R1＞R2，所以Q1＞Q2，
即甲容器中水吸收的热量多，
而两个容器中装有相同质量的水，
所以甲容器中水温上升较快。
故选：A。
6．【答案】D
【分析】（1）电能表读数时，数字方框内最后一位是小数，单位是kW h；
（2）由图丙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，根据并联电路的特点和P可知电热水器加热挡和保温挡的电流连接，根据P可求出低温挡的电功率；
（3）根据Q＝W＝Pt求出电热水器保温挡正常工作10min，产生的热量；
（4）根据P求出加热挡的电功率，根据W＝Pt求出电热水器正常加热6min消耗的电能；图甲中电能表3200imp/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的指示灯闪烁3200次，据此求出电热水器正常加热6min，电能表指示灯闪烁的次数。
【解答】A、由图甲可知，该电能表此时示数为6628.2kW h，故A错误；
B、当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温挡，
则保温挡的电功率：P保550W，故B错误；
C、电热水器保温挡正常工作10min，产生的热量：Q＝W＝P保t＝550W×10×60s＝3.3×105J，故C错误；
D、当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中的总电最小，总功率最大，电热水器处于加热挡，
则电热水器加热挡的功率：P加1100W，
电热水器正常加热6min消耗的电能：W＝P加t′＝1100W×6×60s＝3.96×105J＝0.11kW h，
图甲中电能表3200imp/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的指示灯闪烁3200次，
则电热水器正常加热6min，电能表指示灯闪烁的次数：n＝0.11kW h×3200imp/（kW h）＝352imp，故D正确。
故选：D。
7．【答案】BC
【分析】（1）根据图像判断出电热水壶、电烤箱和电饭锅功率的大小关系；
（2）由W＝Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关；
（3）根据P＝UI比较电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作时的电流关系。
【解答】由图像知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，在相同时间内，电热水壶消耗的电能最多，电烤箱其次，电饭锅消耗的电能最少，根据P知电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小；
A、由W＝Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关，因不知道通电时间，则无法比较产生热量的多少，故A错误；
B、由上面的分析知，正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大，故B正确；
C、电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小，根据I可知通过电饭锅的电流最小，故C正确；
D、在一个月内，因不知道通电时间，则无法比较消耗的电能的多少，故D错误。
故选：BC。
8．【答案】1000；100。
【分析】根据P求出电热水壶的加热功率；根据P求出电热水壶正常工作的时间。
【解答】电热水壶的加热功率：P1000W；
由P可知，电热水壶正常工作产生1×105J需要的时间：t100s。
故答案为：1000；100。
9．【答案】热效应；电视机；小。
【分析】电流的效应：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
由P可知，电压不变，功率与电阻成反比。
【解答】电热器核心是把电能转化为内能，依赖电流热效应；电视机以光能和声能为主，非电热器。家庭电路220V不变，由P，功率与电阻成反比，功率越大则电阻越小。
故答案为：热效应；电视机；小。
10．【答案】并联；小于；大。
【分析】根据焦耳定律和影响电阻大小的因素进行分析。
【解答】多芯线接入电路时各根导线之间互不影响，连接方式是并联的，在其它条件相同时，多芯线的导线并联，相当于增加了导体的横截面积，其电阻小于每根细导线的电阻。
家庭电路中，有时导线折断后需要把两根导线连接起来使用，相互连接处往往比别处更容易发热，加速老化，原因是连接处的电阻比别处的电阻较大，在其它条件相同时，容易产生更多的热量。
故答案为：并联；小于；大。
11．【答案】相同；小于；小。
【分析】根据焦耳定律分析电阻丝和导线产生的热量多少。
【解答】电路中的电阻丝和导线串联，电流相同，但是导线的电阻远远小于电阻丝的电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知：在通电时间一定时，导线产生的热量小于电阻丝产生的热量。
故答案为：相同；小于；小。
12．【答案】（1）串联；（2）B；开关接2时电路的电功率较大，为加热状态；（3）360。
【分析】（1）由图可知，当开关拨到上边时，此时A灯亮，R1、R2串联；（2）当开关拨到下边时，此时B灯亮，只有R1工作，利用P比较开关两种状态下电功率的大小，根据电功率大小判断自动加热水杯的工作状态和A、B灯的颜色；
（3）R2接入电路时为保温状态，由串联电路特点和P计算R2的阻值，由P＝UI计算电路中电流，根据焦耳定律计算R2产生的热量。
【解答】（1）由图可知，当开关接1时，此时A灯亮，R1、R2串联；（2）当开关接2时，此时B灯亮，只有R1工作，此时电路消耗电功率为：P2，当开关接1时，电路消耗的电功率：P1；由此可知，P2＞P1，则开关接2时为加热状态，开关接1时为保温状态，所以A是绿灯，B是红灯；
（3）在保温状态下，R1、R2串联，
R1+R2，即：200Ω+R2，
解得：R2＝900Ω，
由P＝UI可得，通过R2的电流I2＝I0.2A，
保温10s，R2产生的热量：Q2R2t＝（0.2A）2×900Ω×10s＝360J。
故答案为：（1）串联；（2）B；开关接2时电路的电功率较大，为加热状态；（3）360。
13．【答案】（1）闭合开关，调节滑动变阻器使电流增大，保险丝会先熔断，铜丝不会熔断。
（2）铜丝与保险丝串联，通过它们的电流I相同，通电时间t相同。根据焦耳定律Q＝I2Rt：保险丝的电阻R更大，相同时间内产生的热量更多，温度升高更快。又因为保险丝熔点更低，所以温度先达到熔点，保险丝先熔断，从而切断电路。
【分析】（1）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流增大，某时刻会发现保险丝熔断，铜丝完好。
（2）根据焦耳定律Q＝I2Rt，因为铜丝与保险丝串联，所以通过它们的电流、通电时间相等，又因为保险丝的电阻大于铜丝的电阻，当电路中的电流增大时，电流通过保险丝产生的热量大于电流通过铜丝产生的热量；保险丝的熔点低于铜丝的熔点，所以保险丝熔断，铜丝完好。
【解答】答：（1）闭合开关，调节滑动变阻器使电流增大，保险丝会先熔断，铜丝不会熔断。
（2）根据焦耳定律Q＝I2Rt，因为铜丝与保险丝串联，所以通过它们的电流、通电时间相等，又因为保险丝的电阻大于铜丝的电阻，当电路中的电流增大时，电流通过保险丝产生的热量大于电流通过铜丝产生的热量；保险丝的熔点低于铜丝的熔点，所以保险丝熔断，铜丝完好。
14．【答案】见试题解答内容
【分析】（1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度差的变化来反映，用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
（2）根据串联电路定义和电流的特点分析，根据焦耳定律分析热量多少确定液面变化；
（3）根据并联分流比较两个容器内电阻的电流大小关系，根据焦耳定律分析解答；
（4）电路也没有出现故障，说明热量产生了，但没有高度差，据此分析；
（5）根据右侧U形管的液面高度差没有变化，说明右侧不再产生热量，可能内部电阻断路或短路。
【解答】（1）由于电流产生的热量不易直接测量，通过加热气体膨胀显示，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度变化来显示容器内空气温度的变化；
（2）图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联，控制了电流和通电时间相同，而电阻大小不同，是为了探究电流产生的热量与电阻的大小的关系，通电一段时间后，由于右侧的电阻大，根据Q＝I2Rt知，右侧容器产生的热量更多；
（3）乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
由于容器内外的电阻相同，根据并联电流之比等于电阻倒数之比，两个电阻的电流相等，都等于通过R1的电流的一半，根据Q＝I2Rt知，R1和R2两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1：Q2＝4：1。电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等，只要分去部分电流即可，所以R2与R3的阻值不一定相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，应使得R3分去的电流更大，根据并联电流之比等于电阻倒数之比，选用较小的电阻，故选用2Ω。
（4）图乙中，若接通电路一段时间后，右侧U形管的液面高度差逐渐变大，但左侧U形管的液面高度不变，经检查电路也没有出现故障，有热量产生，没有高度差，则可能的原因是左侧容器漏气；
（5）图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，后发现是由于电路故障引起的，说明没有产生热量，根据Q＝I2Rt，可能是R2电阻丝断路，使得容器内没有电流，也可能是R3电阻丝短路，R2电阻丝也被短路而没有电流，如果R1电阻丝断路
，左侧没有高度差，R3电阻丝断路，则左右完全相同，都应该有高度差，故选：BD。
故答案为：（1）U形管中液面高度变化；（2）串联；电阻；右；（3）电流；4：1；不相等；不一定；2Ω；（4）左侧容器漏气；（5）BD。
15．【答案】（1）电风扇消耗的电能为0.055kW h。（2）电风扇的额定电流为0.25A。（3）电风扇线圈中电流产生的热量为7200J。
【分析】（1）根据W＝Pt计算电风扇消耗的电能。
（2）根据I计算电风扇的额定电流。
（3）根据焦耳定律Q＝I2Rt计算可得电风扇产生的热量。
【解答】（1）由题意可知电风扇正常工作时的功率为额定功率 P＝55W，工作时间 t＝1h。电风扇消耗的电能为W＝Pt＝0.055kW×1h＝0.055kW h
（2）由题意可知额定电压 U＝220V，额定功率 P＝55W，电风扇的额定电流为
（3）由题意可知，线圈电阻 R＝32Ω，额定电流 I＝0.25A，时间 t＝1h＝3600s
根据焦耳定律可得电风扇产生的热量为Q＝I2Rt＝（0.25A）2×32Ω×1×3600s＝7200J。
答：（1）电风扇消耗的电能为0.055kW h。（2）电风扇的额定电流为0.25A。（3）电风扇线圈中电流产生的热量为7200J。
16．【答案】（1）这台电烘箱的电功率为1100W；
（2）电阻丝工作时的电阻44Ω。
【分析】（1）已知产生的热量和所用时间，产生的热量等于消耗的电能，根据公式P可求电阻丝的电功率。
（2）已知电功率和电流，根据公式P＝I2R可求电阻丝的电阻。
【解答】（1）电烘箱属于纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能，所以电烘箱消耗的电能W＝Q＝6.6×105J，
则这台电烘箱的电功率：P1100W；
（2）由P＝I2R可知，电阻丝的电阻：R44Ω。
答：（1）这台电烘箱的电功率为1100W；
（2）电阻丝工作时的电阻44Ω。
1．【答案】A
【分析】电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。
开关处于“1”时，R1与R2并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温挡；开关处于“3”时R1与R2串联，此时总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡，开关处于“2”时，只有R2工作，则处于中温挡，根据欧姆定律计算电流，根据焦耳定律计算电热。
【解答】①超导体材料没有电阻，电热丝是利用电流的热效应工作的，所以电热丝不能用超导体材料来制作；
②③④分析电路可知，开关处于“1”时，R1与R2并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温挡；开关处于“3”时R1与R2串联，此时总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡，此时电流为
，
则R1在3min内产生的热量为
，
则R1与R2的总电阻为
，
则R2阻值为
R2＝R总﹣R1＝121Ω﹣55Ω＝66Ω，
开关处于“2”时，只有R2工作，则处于中温挡，电路中的电流为
，即①正确，②③④错误，故A正确，BCD错误。
故选：A。
2．【答案】C
【分析】（1）当滑片在a端时，滑动变阻器接入电路电阻为零，电路为定值电阻R的基本电路，电压表测量定值电阻两端电压，电压表示数即为电源电压，故由图乙可知电源电压；
（2）当滑片在a端时，滑动变阻器接入电路电阻为零，电压表测R的电压，电流表测通过R的电流，结合图b对应的电压和电流值，根据欧姆定律就可求出电阻R的阻值。
（3）当滑片在b端时，滑动变阻器全部接入，则此时由图乙可知此时电路中的电流及R两端的电压，则串联电路电压特点和根据欧姆定律可求得滑动变阻器的最大阻值。
（4）滑片P在b端时，电路中电流最小，根据焦耳定律计算热量。
【解答】①②、由图甲可知，定值电阻R与滑动变阻器 RP 串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻R两端的电压.当滑片P在a端时，RP 连入电路的电阻为0，电路中只有R 工作，则电压表示数最大且等于电源电压，由图乙可知，电源 电压 U＝Ua＝4.5V，此时电路中的电流 Ia＝0.9A，根据欧姆 定律可得，定值电阻R的阻值 ，①错误，②正确；
③、当滑片P在b端时，由图乙可知，R两端的电压 Ub＝ 1.5V，此时电路中的电流 Ib＝0.3A，根据串联电路的电压规 律，RP 两端电压 UP＝U﹣Ub＝4.5V﹣1.5V＝3V，根据欧 姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值 10Ω，
④、通电1min电阻R产生的热量 5Ω×60s＝27J，③④正确。
故选：C。
3．【答案】D
【分析】水吸收热量、温度升高，吸收的热量越多，温度升高的越高。所以判断哪个容器中的水温高其实就是判断哪个容器中的水吸收的热量多，而水吸收的热量来自于电阻丝产生的。所以本题要依据焦耳定律来求解。从图上看，甲、乙串联在一个电路中，乙、丙并联在一个电路中，所以需要我们分开来讨论。
【解答】左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。因为2R2＝3R1，R2＝1.5R1，所以Q2＞Q1；
右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式Q＝t可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的产生的热量多。因为R1＝R3，R2＝R4，2R2＝3R1，R3＜R4，所以Q3＞Q4；
因为R2＝R4，根据串联分压，R2的电压小于电源电压，并联时，R4的电压等于电源电压，
电阻相同，电压大的电流大，故I2＜I4，根据Q＝I2Rt知，Q2＜Q4；
这样我们得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3＞Q4＞Q2＞Q1；
经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是丙、丁、乙、甲。
故选D。
4．【答案】D
【分析】逐一分析每个选项，找出防止电热给我们带来危害的选项。
【解答】A、用电熨斗熨烫衣服是利用电热来工作的，属于电热利用，故A不合题意；
B、用电饭锅煮饭是利用电能转化为内能来给食物加热，属于电热利用，故B不合题意；
C、冬天用电暖气取暖是利用电能转化为内能的，属于电热利用，故C不合题意；
D、电脑机箱内有小风扇是为了及时将电脑产生的热散掉，属于防止电热危害，故D符合题意。
故选：D。
5．【答案】A
【分析】分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W＝Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。
【解答】因为电源电压：U＝220V，则三种用电器的实际功率：P＝P额＝100W；
由W＝Pt可知，在相等时间t内，三种用电器消耗的电能相同；
充电器将大部分电能转化为化学能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电饭锅将电能全部转化为内能。
则产生热量最多的是电饭锅。
故选：A。
6．【答案】D
【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能，可从能量转化的角度分析哪一种用电器是利用了电流的热效应。
【解答】AC、电风扇、吸尘器工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故AC不符合题意；
B、电视机工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
D、电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意。
故选：D。
7．【答案】短路；热；ab。
【分析】（1）导线直接将电源连接起来的电路叫短路；
（2）电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫电流的热效应；
（3）导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、温度、材料有关，由Q＝I2Rt分析哪段产生的热量越多。
【解答】（1）因为锡属于金属，具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，带锡另一端接在电池的负极，形成了电源短路，此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧；
（2）由于锡纸条有电阻，当有电流通过时，会产生热量，这是利用了电流的热效应；
（3）由图知，锡纸条上相同长度的ab段、bc段、cd段，三段的长度和材料相同，ab段横截面积较小，在材料和长度相同时，横截面积越小电阻越大，所以ab段的电阻大，cd段横截面积大，电阻小，在电流相同和通电时间相同时，由Q＝I2Rt知，电阻越大，产生的热量越多，故ab段产生的热量多。
故答案为：短路；热；ab。
8．【答案】50；54
【分析】由图甲可知，闭合开关S、S1，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得电源电压；再闭合开关S2，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的特点和电流规律可得通过R2的电流，根据并联电路的电压规律可知R2两端的电压，根据欧姆定律求R2的阻值；
若只闭合S，小灯泡L与R1串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电流、电压规律和欧姆定律可得符合题意的电流，根据Q＝I2Rt可得1min内电阻R1产生的热量。
【解答】由图甲可知，闭合开关S、S1，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流。
根据欧姆定律可得，电源电压为U＝U1＝I1R1＝0.5A×10Ω＝5V，
再闭合开关S2，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流，
由于并联电路各支路互不影响，所以此时通过R1的电流不变，仍为I1＝0.5A，
根据并联电路的电流规律可得，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
根据并联电路的电压规律可知R2两端的电压：U2＝U＝5V，
根据欧姆定律可得，R2的阻值：R250Ω；
若只闭合S，小灯泡L与R1串联，电流表测电路中的电流，
串联电路中各处的电流相等，由图乙可知，当电路中的电流为0.3时，此时L两端的电压为2V，
根据串联电路的电压规律和欧姆定律可得，
电源电压：U＝UL+U′1＝2V+0.3A×10Ω＝5V，符合题意，
故1min内电阻R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.3A）2×10Ω×1×60s＝54J。
故答案为：50；54。
9．【答案】1.2；1：4；4：1。
【分析】根据电路图知，两个电阻并联，电流表A1测量干路电流，A2测量R2的电流，根据并联电路的电流特点结合两电流表的指针都指在同一位置确定两电流表的量程，根据分度值读出干路电流和R2支路的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流；
根据并联电路的分流规律可得两电阻的阻值之比；
根据Q＝W＝UIt可得在相同时间内两电阻产生的热量之比。
【解答】由开关都闭合时，电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表的指针都指在同一位置，
所以，电流表A1的量程为0～3A，分度值为0.1A，则干路电流I＝1.5A，
电流表A2的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过R2的电流I2＝0.3A，
通过定值电阻R1的电流I1＝I﹣I2＝1.5A﹣0.3A＝1.2A；
根据并联电路的分流规律可得：R1：R2＝I2：I1＝0.3A：1.2A＝1：4；
电压和通电时间相同时，由Q＝W＝UIt可得：Q1：Q2＝I1：I2＝1.2A：0.3A＝4：1。
故答案为：1.2；1：4；4：1。
10．【答案】6；72；1～10；2：3。
【分析】（1）闭合所有开关，R2被短路，R1与灯泡并联，灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点据此求出电源电压；
（2）只根据Q求出10s内R1产生的热量；
（3）断开S1、S2，滑动变阻器R2、电阻R1串联，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小电阻，进而确定滑动变阻器接入的电阻范围；
（4）根据P＝I2R2求出R2的电功率与电路的总电功率的最大比值。
【解答】（1）闭合所有开关，R2被短路，R1与灯泡并联，灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点，所以灯泡L两端的实际电压也等于灯泡L的额定电压，因此电源电压：U＝UL＝6V；
（2）由（1）知R1电压为6V，10s内R1产生的热量Q72J；
（3）断开开关S1，S2，R1、R2串联，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，当阻值最小时。电流最大I大＝1A，串联电路的电流处处都相等，则总电阻R总6Ω，故R2小＝6Ω﹣5Ω＝1Ω，R2允许调节的阻值范围为1Ω到10Ω；
（4）从第（3）可知R2、电阻R1串联，R2的电功率P2＝I2R2；电路总功率由P总＝I2R总，故R2的电功率与总电功率的最大比值，当越小，功率的比值就越大，则R2越大，越小；
故；
故答案为：6；72；1～10；2：3。
11．【答案】（1）温度计示数的变化量；（2）在电流和通电时间相同的情况下，导体电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；（3）大于。
【分析】（1）根据转换法，电流通过导体产生热量的多少无法直接测量，通过温度计示数的变化量来间接反映电流通过导体产生热量的多少。
（2）在电流和在电流和通电时间相同的情况下，导体电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
（3）根据公式Q＝cmΔt，在质量m和吸收热量Q相同的情况下，温度变化量Δt与比热容c成反比。
【解答】（1）根据转换法，电流通过导体产生热量的多少无法直接测量，由于烧瓶内装有质量、初温均相同的煤油，电流产生的热量越多，煤油吸收的热量就越多，温度计示数变化量就越大，所以可通过温度计示数的变化量来间接反映电流通过导体产生热量的多少。
（2）两个电阻丝串联在电路中，通过它们的电流和通电时间相同，已知 R1＜R2，实验测得 Δt1＜Δt2，说明乙瓶中电阻丝产生的热量多，由此可得在电流和在电流和通电时间相同的情况下，导体电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
（3）根据公式Q＝cmΔt，在质量 m 和吸收热量 Q 相同的情况下，温度变化量Δt与比热容c成反比。因为替换液体后，通电时间相同，乙容器内电阻大，产生的热量多，未知液体吸收的热量多，温度升高小，故未知液体的比热容大，所以该液体的比热容大于煤油的比热容。
故答案为：（1）温度计示数的变化量；（2）在电流和通电时间相同的情况下，导体电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；（3）大于。
12．【答案】；（2）导线同时接到了滑动变阻器下方两接线柱。（3）5；1.25。（4）串；相等；大。
【分析】（1）该实验的原理是R；
（2）根据电路图连接好实物图闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器，两表的示数都不变且较小，滑动变阻器接入电路电阻较大且起不到变阻作用；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数为0.5A，根据R计算小灯泡正常发光时的电阻，根据P＝UI计算小灯泡的额定功率；
（4）这是因为烤火炉和导线串联，通过他们的电流相等，烤火炉的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律Q＝I2Rt分析烤火炉工作时温度很高，而与它相连的导线却一点儿也不烫的原因。
【解答】（1）该实验的原理是R；
（2）根据电路图连接好实物图闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器，两表的示数都不变且较小，滑动变阻器接入电路电阻较大且起不到变阻作用。出现这种现象的原因是导线同时接到了滑动变阻器下方两接线柱；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数为0.5A，则小灯泡正常发光时的电阻为R5Ω，小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（4）这是因为烤火炉和导线串联，通过他们的电流相等，烤火炉的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，烤火炉工作时产生的热量远大于导线产生的热量，会出现烤火炉工作时温度很高，而与它相连的导线却一点儿也不烫。
故答案为：；（2）导线同时接到了滑动变阻器下方两接线柱。（3）5；1.25。（4）串；相等；大。
13．【答案】（1）灯L正常发光时的电阻为12.5Ω；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量为60J；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率为0.18W。
【分析】（1）已知灯L的额定电压和额定功率，根据P＝UI求灯正常发光时的电流，根据欧姆定律求灯正常发光时的电阻；
（2）由图乙可知，灯L与变阻器R串联，通过变阻器的电流等于通过灯的电流，根据串联电路的电压规律求变阻器两端的电压，根据欧姆定律求变阻器接入电路的电阻，根据Q＝W＝UIt求变阻器R工作10min产生的热量；
（3）电源电压降为2.7V后，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求电路中的最小电流，根据P＝UI＝I2R灯L的最小实际电功率。
【解答】（1）灯正常发光时的电流：I正0.2A，
灯正常发光时的电阻：RL12.5Ω；
（2）由图乙可知，灯L与变阻器R串联，灯L正常发光时，
通过变阻器的电流等于通过灯的电流，即：IR＝I正＝0.2A，
变阻器两端的电压：UR＝U﹣U额＝3V﹣2.5V＝0.5V，
变阻器R工作10min产生的热量：QR＝WR＝URIRt＝0.5V×0.2A×10×60s＝60J；
（3）电源电压降为2.7V后，当变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，此时灯的实际功率最小，电路中的最小电流：I小0.12A，
灯L的最小实际电功率：PL小＝I小2RL＝（0.12A）2×12.5Ω＝0.18W。
答：（1）灯L正常发光时的电阻为12.5Ω；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量为60J；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率为0.18W。
14．【答案】（1）中药壶在文火状态下的电流1A。
（2）中药吸收的热量9.6×105J。
（3）加热过程所用时间1920s。
【分析】（1）已知中药壶在文火状态下的功率，由P＝UI公式变形可求得在文火状态下的电流；
（2）由Q＝cmΔt可求得中药吸收的热量；
（3）当S1接b时，R1与R2串联在电路中，总电阻较大，为文火状态，根据P可求得总电阻，根据串联电路的电阻特点可求得R1的阻值，当S1接a时，只有R1在电路中，为急火状态，根据P可求得其功率，不计热量损失，W＝Q吸，由P可求得所用的时间。
【解答】（1）由P＝UI可得，中药壶在文火状态下的电流：
I文火1A；
（2）中药吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.0×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝9.6×105J；
（3）当S1接b时，R1与R2串联在电路中，电路的总电阻最大，由P可知，中药壶消耗的电功率最小，为文火状态，
由P可得，总电阻：R总220Ω，
则R1的阻值：R1＝R总﹣R2＝220Ω﹣123.2Ω＝96.8Ω；
当S1接a时，只有R1在电路中，电路的电阻最小，由P可知，中药壶消耗的电功率最大，为急火状态，此时功率：
P急火500W，
不计热量损失，W＝Q吸＝9.6×105J，
由P可得，加热过程所用的时间：
t1920s。
答：（1）中药壶在文火状态下的电流1A。
（2）中药吸收的热量9.6×105J。
（3）加热过程所用时间1920s。
15．【答案】（1）电源电压为12V；
（2）闭合开关S、S1，电动机1min内消耗的电能为1440J；
（3）闭合开关S、S2，通电100s，电热丝R产生的热量为3600J。
【分析】（1）（2）闭合开关S、S1时，电路为电动机的简单电路，知道电动机的额定电压，根据电动机正常工作可知电源电压；根据W＝Pt求出电动机1min内消耗的电能；
（3）闭合开关S、S2时，电路为电热丝的简单电路，根据Q＝W＝UItt求出通电100s电热丝R产生的热量。
【解答】（1）（2）由电路图知，闭合开关S、S1，电路为电动机的简单电路，
此时电动机正常工作，电动机两端的电压等于电动机的额定电压，所以电源电压为：U＝U额＝12V；
此时电动机1min内消耗的电能为：W＝Pt＝24W×60s＝1440J；
（3）闭合开关S、S2时，电路为电热丝的简单电路，
则通电100s电热丝R产生的热量为：Q＝W＝UItt′100s＝3600J。
答：（1）电源电压为12V；
（2）闭合开关S、S1，电动机1min内消耗的电能为1440J；
（3）闭合开关S、S2，通电100s，电热丝R产生的热量为3600J。
1．【答案】D
【分析】分析电路图可知，电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过滑动变阻器R2的电流，电压表测变阻器R2两端的电压（即电源电压）。
（1）将滑动变阻器的滑片P移动到最右端时，由并联电路的电流特点和欧姆定律表示出电流表A1的示数；同理可表示出滑片P在中点时电流表A1的示数，已知电流表A1的示数与滑片P在中点时的示数之比3：4，据此找到R2与R1的关系，由R2的最大阻值为10Ω求出R1的阻值；
闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在中点时，R1的功率为7.2W，根据P1可求出电源电压，即电压表的示数；
（2）根据欧姆定律求出滑片P在中点时通过滑动变阻器的电流，即电流表A2的示数，根据Q＝W＝UIt求出1min内R2产生的热量；
（3）当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，总功率最小，根据P求出电路的最小功率。
【解答】由电路图可知，电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过滑动变阻器R2的电流，电压表测变阻器R2两端的电压，由并联电路的电压特点可知电压表也测电源电压。
A、将滑动变阻器的滑片P移动到最右端时，由并联电路的电流特点和欧姆定律可得电流表A1的示数：
I＝I1+I2，
同理可得，滑片P在中点时电流表A1的示数：I′＝I1+I2′，
已知电流表A1的示数与滑片P在中点时的示数之比是3：4，
则，解得R2＝2R1，
已知R2的最大阻值为10Ω，则R15Ω；
闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在中点时，R1的功率为7.2W，
由P1可得电源电压：U6V，即电压表的示数为6V，故A错误；
BC、滑片P在中点时通过滑动变阻器的电流为：I2′1.2A，即此时电流表A2的示数为1.2A，故B错误；
1min内R2产生的热量为：Q2＝W＝UI2′t＝6V×1.2A×60s＝432J，故C错误；
D、当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，总功率最小，且R1的功率始终为7.2W（并联电路各支路互不影响），
则电路的最小功率为：P总小＝P1+P2小＝P17.2W10.8W，故D正确。
故选：D。
2．【答案】A
【分析】导体通电时会产生热量，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
【解答】A、电热水壶是利用电流的热效应来工作的，故A符合题意；
B、吸尘器中的电动机主要把电能转化为机械能，故B不符合题意；
C、电冰箱是一种制冷电器，不是利用电流的热效应，故C不符合题意；
D、电视机主要把电能转化为声能和光能，故D不符合题意。
故选：A。
3．【答案】相等；R2；右。
【分析】电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比。
【解答】两个电阻串联，电流相等；电阻越大，产生的热量越多，所以观察U形管内液面高度差可知R2产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向右滑动，增大电流。
故答案为：相等；R2；右。
4．【答案】24000；121。
【分析】根据公式Q＝W＝Pt可计算出产生的热量，根据公式R可计算出加热电阻的阻值。
【解答】已知电煎药壶加热挡的额定功率P＝400W，时间t＝1min＝60s，根据Q＝W＝Pt，可得产生的热量Q＝W＝Pt＝400W×60s＝24000J。
家庭电路的电压U＝220V，加热电阻的阻值R 121Ω。
故答案为：24000；121。
5．【答案】相同；小于；小。
【分析】根据焦耳定律分析电阻丝和导线产生的热量多少。
【解答】电路中的电阻丝和导线串联，电流相同，但是导线的电阻远远小于电阻丝的电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知：在通电时间一定时，导线产生的热量小于电阻丝产生的热量。
故答案为：相同；小于；小。
6．【答案】电阻；减少。
【分析】导体的电阻与长度成正比与横截面积成反比；从电阻产生的热量Q＝I2Rt来分析说明。
【解答】导体的电阻与导体长度成正比‘，当导线较长时，电阻较大，为了减小导线的电阻，控制电水壶电源线的长度不长于75cm；由电阻产生的热量Q＝I2Rt知，电阻越小导体产生的热量越少，消耗的电能越小。
故答案为：电阻；减少。
7．【答案】2
【分析】由图可知，R1与R2并联，电流表测R1的电流，已知R1＝10Ω。闭合开关S，电流表的示数为0.20A，由Q＝I2Rt可求得电阻R1产生的热量，已知通电10s整个电路共产生6J的热量，然后可知电阻R2产生的热量。
【解答】由图可知，R1与R2并联，电流表测R1的电流，电阻R1产生的热量：
Q1＝I2R1t＝（0.2A）2×10Ω×10s＝4J，
已知通电10s整个电路共产生的热量Q＝6J，
则电阻R2产生的热量：
Q2＝Q﹣Q1＝6J﹣4J＝2J。
故答案为：2。
8．【答案】2×105；20。
【分析】（1）利用焦耳定律计算出电热水壶产生的热量；
（2）根据加热效率可得出水吸收的热量，根据比热容计算公式可计算出水上升的温度。
【解答】（1）通过加热电阻的电流为：，
电热水壶产生的热量：Q＝I2Rt2×105J；
（2）水吸收的热量为：Q吸＝Qη＝2×105J×84%＝1.68×105J，
水上升的温度为：20℃。
故答案为：2×105；20。
9．【答案】保温；7.92×103。
【分析】（1）根据P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，据此分析挡位；
（2）根据Q＝W＝Ptt计算热量。
【解答】（1）具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，根据P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；接2时只有R1工作，电阻较小，电功率较大，高温挡；接1时R1和R2串联，电路电阻最大，电功率最小，保温挡；
该挡位通电3min电流产生的热量Q＝W＝Pttt3×60s＝7.92×103J。
故答案为：保温；7.92×103。
10．【答案】240；1：2
【分析】（1）由图可知，当闭合开关S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点时，定值电阻R1与滑动变阻器R串联，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律求电路中的电流，根据Q＝I2Rt求R1在5min内产生的热量；
（2）当闭合开关S和S1时，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。当R接入电路的阻值越大时，电路中的电流越小，根据串联电路的分压关系可知，R两端的电压越大，根据电压表量程可知R两端的最大电压，根据串联电路的电压关系可知R0两端的最小电压，根据欧姆定律求电路中的最小电流；当R接入电路的阻值越小时，电路中的电流越大，根据电流表的量程确定电路中的最大电流，根据P＝UI可得电路的最小电功率和最大电功率之比。
【解答】（1）由图可知，当闭合开关S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点时，定值电阻R1与滑动变阻器R串联，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得，
电路中的电流：I0.2A，
R1在5min内产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.2A）2×20Ω×5×60s＝240J；
（2）当闭合开关S和S1时，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
当R接入电路的阻值越大时，电路中的电流越小，根据串联电路的分压关系可知，R两端的电压越大，
根据电压表量程可知R两端的最大电压为U大＝3V，
根据串联电路的电压关系可知R0两端的最小电压为U小＝U﹣U大＝6V﹣3V＝3V，
根据欧姆定律可得，电路中的最小电流：I小＝I00.3A；
当R接入电路的阻值越小时，电路中的电流越大，
根据电流表的量程可知，电路中的最大电流为I大＝0.6A，
电源电压恒定不变，则根据P＝UI可得电路的最小电功率和最大电功率之比：
P小：P大＝I小：I大＝0.3A：0.6A＝1：2。
故答案为：240；1：2。
11．【答案】晶体；200；9×104。
【分析】要掌握晶体和非晶体的区别：晶体在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点；非晶体在熔化过程中温度不断升高，没有固定的熔点。
电加热器的电阻为：R，水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt，消耗的电能为：W，由W可得，U实。
电加热器消耗的电能W加热＝P额t电。
【解答】（1）晶体在熔化过程中吸热但温度保持不变，从题目中冰的温度随加热时间变化的图像可知，冰在熔化过程中有一段时间温度是不变的，所以冰是晶体。
（2）电加热器的电阻为：R80Ω，
由图像可知，冰完全熔化成水后，在4﹣6min内温度升高了4℃，
则水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×4℃＝4.2×104J，
消耗的电能为：W6×104J，
由W可得，此时家庭电路的实际电压：U实200V。
（3）电加热器的实际功率：P实500W，
1～4min内的加热时间为t′＝3min＝180s，
则1～4min电加热器消耗的电能：W加热＝P实t′＝500W×180s＝9×104J。
故答案为：晶体；200；9×104。
12．【答案】小红：根据I知，电阻丝的电阻一定时，增大电源电压，可以增大通过电阻丝的电流，根据Q＝12Rt得，电阻丝的电阻和通电时间一定时，电流越大，电阻丝产生热量越多，所以小红的措施可行，但要适量增大电源电压，若发热量过多，电阻丝易烧断；
小亮：根据I和Q＝12Rt，可得Qt，电源电压和通电时间一定时，电阻丝的电阻越小，电阻丝产生热量越多，所以小亮的措施可行，但要适量减小电阻丝电阻，若发热量过多，电阻丝易烧断；
小美：根据I和Q＝12Rt，可得Qt，电源电压和通电时间一定时，电阻丝的电阻越大，电阻丝产生热量越少，所以小美的措施不可行。
【分析】根据欧姆定律和焦耳定律分别对三位同学提出的改进措施进行分析解释。
【解答】小红：根据I知，电阻丝的电阻一定时，增大电源电压，可以增大通过电阻丝的电流，根据Q＝12Rt得，电阻丝的电阻和通电时间一定时，电流越大，电阻丝产生热量越多，所以小红的措施可行，但要适量增大电源电压，若发热量过多，电阻丝易烧断；
小亮：根据I和Q＝12Rt，可得Qt，电源电压和通电时间一定时，电阻丝的电阻越小，电阻丝产生热量越多，所以小亮的措施可行，但要适量减小电阻丝电阻，若发热量过多，电阻丝易烧断；
小美：根据I和Q＝12Rt，可得Qt，电源电压和通电时间一定时，电阻丝的电阻越大，电阻丝产生热量越少，所以小美的措施不可行。
13．【答案】（1）R0的阻值为44Ω；
（2）R0通电10s产生的热量为11000J；
（3）①；该方案新接入电热丝的阻值为24.75Ω。
【分析】（1）根据欧姆定律求R0的阻值；
（2）根据Q＝I2Rt求R0通电10s产生的热量；
（3）根据P＝I2R判断两种方案下电路中的电流大小关系，结合W＝UIt判断哪种方案更节能；根据P＝I2R求箱体内电热丝的电功率，根据P求该方案下电路的总电阻，根据串联电路的电阻规律可得新接入电热丝的阻值。
【解答】（1）根据欧姆定律可得，R0的阻值：R044Ω；
（2）R0通电10s产生的热量：QR0t＝（5A）2×44Ω×10s＝11000J；
（3）两种方案电热箱箱体内的电功率相等，根据P＝I2R可得，
（R0+Ra）R0，比较可知，Ia＜Ib，
由W＝UIt可知，方案①更节能；
结合题意可知：Ib＝I1＝4A，此时箱体内电热丝的电功率：
P箱R0＝（4A）2×44Ω＝704W，
根据P可得，方案①下电路的总电阻：
R68.75Ω，
根据串联电路的电阻规律可得，新接入电热丝的阻值：
Ra＝R﹣R0＝68.75Ω﹣44Ω＝24.75Ω。
答：（1）R0的阻值为44Ω；
（2）R0通电10s产生的热量为11000J；
（3）①；该方案新接入电热丝的阻值为24.75Ω。
14．【答案】（1）低温挡时，R1中通过的电流为2A；10s内放出的热量为4400J；
（2）高温挡时，电阻R2的功率为880W。
【分析】（1）当触点“1”与“2”接通时，处于低温挡，由图可知，此时只有R1工作，根据欧姆定律求出低温挡时，R1中通过的电流；根据Q＝W＝UIt求出10s内R1放出的热量；
（2）当触点“1”与“2”“3”同时接通时，处于高温挡，由图可知，R1、R2并联；根据P＝UI求出低温挡的功率，根据题意求出高温挡的功率；根据P2＝P高﹣P低求出高温挡工作时R2的电功率。
【解答】（1）当触点“1”与“2”接通时，处于低温挡，由图可知，此时只有R1工作，
则低温挡时，R1中通过的电流：I12A；
10s内R1放出的热量：Q＝W＝UI1t＝220V×2A×10s＝4400J；
（2）电热器低温挡功率：P低＝UI1＝220V×2A＝440W，
当触点“1”与“2”“3”同时接通时，处于高温挡，由图可知，R1、R2并联；
根据题意可知，电热器高温挡功率P高＝3P低＝3×440W＝1320W，
则高温挡工作时，R2的电功率：P2＝P高﹣P低＝1320W﹣440W＝880W。
答：（1）低温挡时，R1中通过的电流为2A；10s内放出的热量为4400J；
（2）高温挡时，电阻R2的功率为880W。
15．【答案】（1）电风扇消耗的电能是1.98×105J；
（2）电风扇的额定电流是0.25A；
（3）电风扇线圈中电流产生的热量是7.2×103J。
【分析】（1）根据W＝Pt得到电风扇消耗的电能；
（2）根据I得到电风扇的额定电流；
（3）根据Q＝I2Rt求出线圈中电流产生的热量。
【解答】（1）电风扇正常工作1h消耗的电能：
；
（2）电风扇的额定电流：
；
（3）电风扇在1h正常工作产生的热量：
。
答：（1）电风扇消耗的电能是1.98×105J；
（2）电风扇的额定电流是0.25A；
（3）电风扇线圈中电流产生的热量是7.2×103J。
16．【答案】（1）R1的阻值为10Ω；R1工作100s产生的热量为810J；
（2）R2两端的电压为9V；通过R2的电流为0.5A。
【分析】（1）由图可知，闭合S1、断开S2，只有R1工作，根据欧姆定律求出R1的阻值；根据Q＝I2Rt求出R1工作100s产生的热量；
（2）闭合S1和S2，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流；根据并联电路的特点求出通过R2的电流；根据并联电路的特点可知R2两端的电压。
【解答】（1）由图可知，闭合S1、断开S2，只有R1工作，电流表测量通过R1的电流；
由欧姆定律可知，R1的阻值：R110Ω；
R1工作100s产生的热量：Q1R1t＝（0.9A）2×10Ω×100s＝810J；
（2）闭合S1和S2，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流；
根据并联电路的特点可知，R1两端的电压不变，R1的阻值不变，所以通过R1的电流不变；
根据并联电路电压的特点可知，R2两端的电压：U2＝U＝9V；
根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.4A﹣0.9A＝0.5A。
答：（1）R1的阻值为10Ω；R1工作100s产生的热量为810J；
（2）R2两端的电压为9V；通过R2的电流为0.5A。
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