专题25电和热（解析版）_8、物理总复习_8.中考物理总复习_2024年中考复习资料_一轮复习资料_完备战2024年中考物理一轮复习讲义练习（全国通用）_教师版（含答案解析）

专题 25 电和热（解析版） 【内容播报】 特别说明：典例是2023年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是 2022年的期末考试题和2023年的模拟考试题和2023年的中考真题中经过多次筛选。知识点 以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记 忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。 知识点 考点 好题冲关 探究电流的热效应 电流的热效应（1典例+2即时检测） 基础过关（23） 焦耳定律 探究影响电流通过导体产生热量的因素（1典例 能力提升（24） +2即时检测） 电热的利用和防止 焦耳定律及其推导式的应用（1典例+2即时检 真题感悟（14题） 测） 电热的利用和防止（1典例+2即时检测） 1. 掌握探究影响电流通过导体产生热量的因素实验； 2. 掌握焦耳定律及其推导式的应用和计算方法； 3. 理解电流的热效应并掌握电热的利用防止方法； 知识点1：探究电流的热效应 实验探究 探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系 探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系 实验 装置 探究方法 _________法、___________法 设计方法 通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少 电阻串联的目的是控制_______和________相 将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻与其 同 中一个并联，目的是改变通过_______的大小 结论 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越 在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流 ____，产生的热量越多 越_____，产生的热量越多 【特别提示】若该试验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的________较小；两烧瓶中煤油的 和________要相同；通过观察温度计的_______来判断电热产生的多少 【答案】转换 控制变量 电流 通电时间 电流 大 大 比热容 初温 质量 示数知识点2：焦耳定律 1. 内容：电流通过导体产生的热量跟_______成正比，跟______成正比，跟_____成正比 2. 基本公式：Q=I2Rt（普遍适用） 3. 导出公式： （纯电阻使用） 【答案】电流的二次 方导体的电阻 通电时间 考点3：电热的利用和防止 1. 电热的利用——电热器 （1）原理：电流的___效应 （2）主要结构：发热体 （3）优点 清洁卫生，没有环境污染；效率______；可以方便地控制和调节温度 （4）示例：电饭煲、电烙铁、电烤箱 2. 电热危害及防止 （1）危害 烧坏用电器；加速绝缘材料的老化；造成输送电能过程中电能损失 （2）防止 安装______________；安装散热片；安装_____________ 【提示】 保险丝利用电热将自身烧断，从而保护电路中的导线不被烧坏，这里利用了“逆向思维”. 【答案】 热 高 散热风扇 散热窗 考点一 电流的热效应 1. 电流的热效应：用电器将电能转化为热能的现象。电流的热效应是一种普遍现象 【典例1】（2023·山东青岛·统考中考真题）下列装置中， 利用图示实验原理工作的是（ ）A．电烤箱 B．发电机 C．电风扇 D．电磁继电器 【答案】C 【详解】A．电烤箱的工作原理是电流的热效应，故A不符合题意； B．发电机的工作原理是闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流故B不符合题意； C．电风扇的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，故C符合题意； D．电磁继电器的工作原理是通电导线的周围存在磁场，故D不符合题意。 故选C。 【即时检测1】（2024·辽宁·统考模拟预测）图甲是家用电热毛巾架，将其单独接入家庭电路正常工作 30min，电能表示数变化情况如图乙、丙所示，则电热毛巾架的额定功率约为 W。电热毛巾架 发热是利用电流的 效应。 【答案】 200W 热 【详解】[1]由图可知，电热毛巾架消耗的电能 则电热毛巾架的额定功率约为 [2]电流通过导体产生热量的现象叫做电流的热效应，电热毛巾架发热是利用电流的热效应。 【即时检测2】（2022·宁夏银川·校考二模）有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，这是利用电流的 效应，可防止水蒸气在镜面上液化，电阻丝消耗的电能属于 能源（选 填“一次”或“二次”），小明站在镜前0.6m处，他在镜中的像和他相距 m，当他远离镜子时， 镜中他自己的像 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 热 二次 1.2 不变 【详解】[1]一般导体都有电阻，由公式 知，电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热 效应，所以平面镜防雾膜的电热丝是利用电流的热效应来工作的。 [2]电阻丝消耗的电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源，因此电能属于二次 能源。 [3]由平面镜成像的特点可知，像到镜面的距离与物体到镜面的距离相等，已知小明站在镜前 处，所 以他的像离镜面也是 ，则他在镜中的像和他相距 [4]当他远离镜子时，镜中他自己的像与他本人大小相等，因此像的大小不变。 考点二 探究影响电流通过导体产生热量的因素 在做“探究电流产生的热量跟哪些因素有关”的实验时，应注意： （1）在探究电流产生的热量跟电阻大小关系时，必须控制电路中的电流相等和通电时间相等； （2）该实验的探究方法使控制变量法和转换法。 【典例2】（2023·云南·统考中考真题）实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的 关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。 （1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大， 且导线不交叉 ； （2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R （选填 “短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察 来比较相同时间内不同电流产生热量的多少； （3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大， 通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助 下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： ； （4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热 量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有 （请举一例）； （5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧 瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 联（选填“串”或“并”）进行实验。 （6）本实验应用的研究方法有转换法和 法。 【答案】 开路 温度计示数的变化 见解析 电热水壶 B 串 控制变量 【详解】（1）[1]滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，则滑动变阻器接入电路的阻值变小， 则滑动变阻器应接右下的接线柱，如图所示： （2）[2]闭合开关后，发现电流表指针未偏转，说明电路没有电流通过，经检查仅电阻丝R有故障，故电 阻丝R断路，即开路。 [3]实验中通过移动滑片，使烧瓶中电阻丝通过的电流不同，产生的热量不同，则烧瓶中的煤油吸收的热量 不同，则温度计示数的变化不同，故通过观察温度计示数的变化来比较相同时间内不同电流产生热量的多 少。 （3）[4]想验证猜想：“当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。”是否正确，根据测出的多组Q 与I的数据画出对应的Q～I图像，再根据图像判断猜想是否正确，若图像是一条过原点的直线，则猜想正确；若不是一条过原点的直线，则猜想不正确。 （4）[5]生活中利用电热工作的家用电器有电热水壶。 （5）[6][7]要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则电阻应不同，而通过导体的电流要相同，故 应将两电阻串联，由图甲可知，烧瓶中的电阻是20Ω，所以应选择电阻为30Ω的B烧瓶串联进行实验。 （6）[8]电流通过导体产生的热量受电流的大小、电阻、通电时间的影响，则应该应用控制变量法进行探 究。 【即时检测1】（2020·河北石家庄·石家庄市第四十一中学校考一模）物理实验小组使用如图所示的装置探 究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，在两透明密闭容器中都有一段电阻丝内有 相等的 空气； （1）由于电流产生的热量不易直接测量，所以该实验应用了 法，通过 反映电流产生热量的 多少； （2）利用图中所示的装置可得到结论 。 【答案】 质量 转换 U形管液面高度差 在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的 热量越多 【详解】[1]根据控制变量法可知，实验中需要控制两个容器的气体的质量相同。 （1）[2][3]实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示左右容器内空气温度的变化，像这种用能直 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）[4]由图可知，该电路为串联电路，通电时间和电流是相同的，电阻不同，电阻越大的，液面高度差 越大，即产生的热量越多，故结论为：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 【即时检测2】（2023·辽宁·统考模拟预测）利用图中的装置探究水和煤油的吸热能力，在两个完全相同的 烧瓶中分别接入电阻丝，再分别装入质量和初温都相同的水和煤油，分别插入温度计。液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 煤油 150 20 10 50 水 150 20 10 35 （1）两烧瓶中电阻丝的阻值应 （选填“相等”或“不相等”），实验中用加热时间长短来反映液 体 。根据表中的数据可知 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 （2）物理学中用比热容来比较不同物质的吸热能力，下列现象可用比热容知识来解释是 （填序号 即可）。 ①汽车发动机外层的水套 ②发射火箭用液氢做燃料 ③沙漠地区昼夜温差较大 ④夏天在教室洒水感到凉爽 （3）在烧瓶中重新填装质量和初温都相同的煤油，接入阻值 （选填“相等”或“不相等”）的电 阻丝，此装置就可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，实验时可以通过观察 来知道 电热丝产生热量的多少。 【答案】 相等 吸收热量的多少 水 ①③ 不相等 温度计示数的变化 【详解】（1）[1]两烧瓶中电阻丝串联，阻值应相等，在相同时间内放出的热量相同。 [2]实验利用转换法，用加热时间长短来反映液体吸收热量的多少。 [3]根据表中的数据可知质量相等的水和煤油在加热时间相同（即吸收热量相同）时，水的温度变化小，所 以水的吸热能力更强。 （2）[4]①汽车发动机外层的水套是利用水的比热容大，在升高相同的温度时吸收的热量多，冷却效果更 好，故①符合题意； ②发射火箭用液氢做燃料是利用液氢的热值大，故②不符合题意； ③沙漠地区昼夜温差较大是因为水的比热容大，沙石的比热容比水小，在吸收或放出相同的热量时，温度 变化大，故③符合题意； ④夏天在教室洒水感到凉爽是利用蒸发吸热，故④不符合题意。 故选①③。（3）[5]在烧瓶中重新填装质量和初温都相同的煤油，同种物质，质量一定时，温度升高得越多表示吸收 的热量越多，即电阻丝通过电流后产生的热量越多，是利用了转换法，当接入阻值不相等的电阻丝时，电 流一定，就可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系。 [6]实验采用转换法，可以通过观察温度计示数的变化来知道电热丝产生热量的多少。 考点三 焦耳定律及其推导式的应用 一切范围 一切范围 纯电阻 电热 热功率 【典例3】（2023·江苏无锡·统考中考真题）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 【详解】[1]塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高温 封口的。 [2]电源电压为 5V ，电热丝R阻值为 1Ω ，则3s 内产生的热量 [3]使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由 可知，电压一定时， 增大电阻，可以减小电热丝的功率。【即时检测1】（2022·山东淄博·统考二模）如图是两挡空气炸锅内部加热部分的简化电路，R、R 均为发 1 2 热体，将开关S置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的挡位。已知两挡空气炸锅的高温挡功率为 1000W，R 阻值为 。当开关S置于2位置时，空气炸锅处于 挡（选填“高温”或“低温”）， 2 此时电路中的电流是 A；高温挡正常工作 产生的热量是 J，这些热量能使质量为 kg的水从20℃加热到沸腾（1个标准大气压下，结果保留一位小数）。 【答案】 低温 2 5.4 【详解】[1][2]当开关S置于1时，R、R 并联；当开关S置于2时，只有R 工作；根据并联电路的电阻特 1 2 2 点可知，并联电路的总电阻小于任一分电阻，所以当开关S置于2位置时，只有R 工作，电路中的电阻最 2 大，根据 可知，此时的电功率最小，空气炸锅处于低温挡；低温挡时，电路中的电流 [3]高温挡正常工作 产生的热量 [4]根据题意可知，水吸收的热量 一个标准大气压下，水的沸点是 ，水的质量 【即时检测2】（多选）（2022·辽宁锦州·统考二模）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡上标有“3V”字 样，电流表的量程为0~0.6A，变阻器R 最大阻值为20Ω，定值电阻R=10Ω，图乙为小灯泡的I—U关系图 1 2 像。当闭合S和S，断开S，滑片移到中点时，小灯泡L恰好正常发光。则下列说法中正确的是（ ） 2 1A．电源电压为13V B．小灯泡功率为0.8W时，变阻器连入电路的阻值为15Ω C．闭合S和S、断开S，R 的最大功率为6.4W 1 2 2 D．闭合S和S、断开S，通电50s变阻器R 最多可产生的热量为80J 1 2 1 【答案】BD 【详解】A．闭合S和 ，断开 ，滑片移到中点时，小灯泡和滑动变阻器串联，此时灯泡正常发光，即 灯泡两端电压为3V，由图象可知，灯泡的额定电流是 ，根据串联电路的电流特点可知，通过变阻器 的电流 滑片移到中点时， 由 可知，变阻器两端的电压 根据串联电路的电压特点可知，电源电压 ，故A错误； B．闭合S和 ，断开 ，当灯泡的功率为 时，由图乙和 可知，灯泡两端电压是2V，通过灯 泡的电流是 ，则电路总电阻 由 可知，此时灯泡的电阻 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以滑动变阻器的阻值 ，故B正确； C．闭合S和 ，断开 时，定值电阻 和滑动变阻器 是串联的，电流表测量电路电流；因电流表的量 程为 ，所以电路最大电流是 ，则电阻 的最大功率 ，故C错 误；D．闭合S和 ，断开 ，此时定值电阻 和滑动变阻器 是串联的，假设此时电路中的电流为I，由欧 姆定律可知定值电阻 两端的电压 根据串联电路的电压特点可知，变阻器两端的电压 通电50s变阻器 产生的热量 当 时，通电50s变阻器 产生的热量最多 ，故D正确。 故选BD。 考点四 电热的利用和防止 【典例4】（2022·吉林长春·统考中考真题）下列家用电器中利用电热工作的是（ ） A．电风扇 B．洗衣机 C．电饭锅 D．吸油烟机 【答案】C 【详解】ABD．电风扇、洗衣机、吸油烟机主要是把电能转化为机械能，利用了电动机原理，故ABD不 符合题意； C．电饭锅是把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，故C符合题意。 故选C。 【即时检测1】（2022·吉林长春·校考二模）下列用电器中，为了防止电热产生安全隐患的例子是（ ） A．电热杯 B．电暖气 C．电脑排风扇 D．电热孵化器 【答案】C 【详解】根据焦耳定律可知，利用电热的有电热杯、电暖气、电热孵化器，而电脑排风扇是防止电热产生 安全隐患，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。【即时检测2】（2022·辽宁沈阳·统考一模）下列说法中正确的是（ ） A．只要有电压，电路中就会有电流 B．电热在生活中都是有害的，会产生很多安全隐患 C．可以利用月球进行微波中继通信，为我们节省了建造中继站的数量 D．手机靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波 【答案】D 【详解】A．电路中产生电流的条件是有电压（电源）且电路是闭合回路，故A错误； B．电热并非都是有害的，生活中有很多利用电热进行加热的用电器，例如电饭锅、电烙铁、电热毯等， 故B错误； C．由于月球离我们太远，传输信号延迟时间太长，信号衰减比较严重，失真也厉害，而且，月球相对于 地球的位置是不确定的，如果要用月球作为中继站，两个通信地点必须同时见到月亮，所以月球不适宜用 来中继通信，故C错误； D．手机依靠发出和接收电磁波进行通信，而电磁波是由迅速变化的电流产生的，故D正确。 故选D。 一、选择题 1．（多选）如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图像。现将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路，只 闭合开关S 时，电流表的示数为0.5A。电源电压恒定不变，下列说法中正确的是（ ） 1 A．电源电压为4V B．只闭合开关S 时，小灯泡L的电阻为2Ω 1 C．先闭合开关S 再闭合开关S 后，电流表的示数增加0.5A 1 2 D．先闭合开关S 再闭合开关S 后，在1min内电阻R产生的热量为48J 1 2【答案】AD 【详解】A．由电路图知，只闭合开关S 时，电路为灯泡L的简单电路，由图像可知，当I ＝0.5A时，U 1 L L ＝4V，即电源电压为4V，故A正确； B．由 可知，此时灯泡的阻值为 。故B错误； C．再闭合开关S 时，灯泡L与R并联，电流表测干路电流，因为并联电路中各支路两端的电压相等，即 2 U ＝U ＝U＝4V R L 由甲图R的I-U图像可知，此时通过R的电流I ＝0.2A，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和， R 且各支路间互不影响，故通过灯泡的电流不变，因此电流表的示数增加0.2A，故C错误； D．根据欧姆定律可知，电阻的阻值为 在1min内电阻R产生的热量为Q＝I 2Rt＝(0.2A)2×20Ω×60s＝48J，故D正确。 R 故选AD。 2．（多选）如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些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．通电后，甲图透明容器中电阻丝内能增加和空气内能增大的方式是相同的 B．甲图中通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更多 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D．通电后，乙图中左、右电阻产生的热量之比是1∶2 【答案】BD 【详解】A．通电后，甲图透明容器中电阻丝的电流做功，将电能转化为内能，内能增加，而空气内能是 通过热传递增大的，两者改变内能的方式不同，故A错误； B．装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，由串并联电路电流的特点可知通过左侧容器 内的电流大于右侧容器内的电流，左右两边容器内的电阻大小相同，相同时间内，左侧容器中电阻产生的 热量多，故B正确；C．在乙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流与通电时间相同，左边容器 中的电阻小于右边容器中的电阻，探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故C错误； D．乙图中左、右电阻串联，电流大小相同，右侧的电阻是左侧电阻的2倍，相同时间内右侧产生的热量 是左侧产生热量的2倍，左、右电阻产生的热量之比是1∶2，故D正确。 故选BD。 3．通过一根电阻丝的电流为2A，通电1 min产生了2.4×104 J的热量，则该电阻丝的阻值是（ ） A．66Ω B．6600Ω C．100Ω D．220Ω 【答案】C 【详解】由 可得，电阻丝的阻值 故选C。 4．（多选）下列事例，属于利用电流热效应的是（ ） A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B．家里使用电热水壶烧水 C．小明妈妈用电熨斗熨衣服 D．电器的线路板用铜箔或银箔做导线减小电阻 【答案】ABC 【详解】ABC．用电热孵卵器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服，都是将电能转化为内能，属 于利用电流的热效应，故ABC符合题意； D．电器的线路板用铜箔或银箔做导线减小电阻，根据焦耳定律，可以减少电流通过导体产生的热量，属 于防止电流热效应产生危害，故D不符合题意。 故选ABC。 5．（多选）如图所示，电源电压为4.5V不变，小灯泡的额定电压为2.5V，R=10Ω，电压表量程为 1 0~3V。闭合开关S、S，将滑动变阻器R 的滑片滑到最左端时，小灯泡正常发光。只闭合开关S，滑动变 1 2 2 1 阻器R 的滑片从最左端滑到最右端，电压表示数从1.5V变化到3V。在保证电路安全的情况下，下列说法 2 正确的是（ ） A．小灯泡的额定功率为0.5WB．闭合开关S、S，将滑动变阻器R 的滑片滑到最左端时，通电5min，电阻R 产生的热量为120J 1 2 2 1 C．滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω 2 D．电路消耗的最大功率0.9W 【答案】ABD 【详解】AB．闭合开关S、S，滑片滑到最左端时，R 与灯泡串联，灯泡正常发光，由串联电路特点和欧 1 2 1 姆定律可得，此时电路中电流 所以灯泡的额定功率P =U I =2.5V×0.2A=0.5W 额 额 额 通电5min，电阻R 产生的热量为Q=I2Rt=(0.2A)2×10Ω×5×60s=120J，故AB正确； 1 1 1 D．灯泡正常发光，此时电路中电流最大，电功率也最大，所以电路的最大功率P =UI=4.5V×0.2A=0.9W 大 故D正确； C．只闭合开关S，R、R、灯泡串联，且滑动变阻器R 相当于一个定值电阻，滑动变阻器滑片从最左端 1 1 2 2 滑到最右端的时，电路中电流不变，当滑片在右端时，由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流 电路的总电阻 滑片在左端时，电压表测灯泡两端电压，所以灯泡电阻 所以滑动变阻器R 的最大阻值R=R﹣R ﹣R=30Ω﹣10Ω﹣10Ω=10Ω，故C错误。 2 2 L 1 故选ABD。 6．（多选）具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可以通过旋钮开关实现 不同功能切换。如图所示是模拟加热的原理图，四个加热电阻的阻值均为5Ω，下列说法正确的是 （ ） A．若开关旋至“1”挡，电路中干路电流为4A，则电源电压为10V B．若电源电压为5V，则整个电路最小电流为0.5AC．若电源电压为10V，开关从“2”挡旋至“3”挡，整个电路电流变化0.5A D．若电源电压为10V，电路1min最多能产生2400J的热量 【答案】ABD 【详解】A．当开关旋至“1”挡时，两个电阻并联接入电路，此时电路总电阻最小，根据等值电阻的并联 规律，并联电阻大小为R=0.5R=0.5×5Ω=2.5Ω 1 此时电路中干路电流为4A，由欧姆定律，则电源电压，U=IR=4A×2.5Ω=10V，故A正确； 1 1 B．如果电源电压为5V，由于当开关旋至“1”挡时，两个电阻并联接入电路；当开关旋到“2”时，一个电 阻接入电路；当开关旋到“3”时，两个电阻串联接入电路；根据串、并联电阻的特点可知，当两个电阻串 联接入电路时电路中的总电阻最大，最大电阻为R=R+R=2R=2×5Ω=10Ω 3 此时电路中的电流最小为 ，故B正确； C．如果电源电压为10V，当开关旋到“2”时，一个电阻接入电路，则 当开关旋到“3”时，两个电阻串联接入电路，则 所以电流变化量为ΔI=I﹣I=2A﹣1A=1A，故C错误； 2 3 D．若电源电压为10V，当开关旋至“1”挡时，两个电阻并联接入电路，电路中的总电阻最小，电路1min 最多能产生的热量 ，故D正确。 故选ABD。 7．如图，电源电压恒为9 V，闭合开关S后，电流表和电压表的示数分别为0.3 A和3 V。现用一个定值 电阻R 替换R 或R，要求替换后两电表示数均变小，且电流表示数变为0.2 A。则下列判断正确的是（ 0 1 2 ） A．替换前R 在1 min内产生的热量为145 J B．R 的阻值为20 Ω 1 2 C．替换电阻后电路的总功率为1.2 W D．电阻R 替换R，阻值为35 Ω 0 1 【答案】D【详解】A．替换前R 与R 串联，电流表测量电路电流，电压表测量R 电流，R 电压为 1 2 2 1 R 在1 min内产生的热量为 ，故A错误； 1 B．由欧姆定律得，R 的阻值为 ，故B错误； 2 C．依题意得，替换电阻后电路的总功率为 ，故C错误； D．电阻R 替换R，由欧姆定律得，电路中的电阻变为 0 1 阻值为 ，故D正确。 故选D。 8．将甲、乙两段导体并联后接入电路。开关闭合后测得通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2，通电相同 时间，则甲、乙两段导体产生的热量之比是（ ） A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．2∶3 【答案】B 【详解】将甲、乙两段导体并联后接入电路，根据并联电路的电压特点可知，甲、乙两段导体两端的电压 相等，由Q=I2Rt=UIt，可知，通电相同时间时，甲、乙两段导体产生的热量之比为 故选B。 9．（多选）如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较 通电后两根电阻丝各自两端的电压U 、U 以及它们在相同时间内分别产生的热量Q 、Q 的大小， 甲 乙 甲 乙 下面关系中正确的是（ ） A．U ＜U B．U ＞U C．Q ＜Q D．Q ＞Q 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙【答案】AC 【详解】AB．两电阻丝串联，电流相等，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值，由欧姆定律得， 故A正确，B错误； CD．两电阻丝，电流相等，通电时间相同 由 ，得 ，故C正确，D错误。 故选AC。 二、填空题 10．家用电风扇的电动机线圈电阻为2Ω，正常工作时，通过的电流为2A，通电5分钟，电风扇消耗的电 能为 J，线圈产生的热量为 J。 【答案】 1.32×105 2.4×103 【详解】[1]通电5分钟，电风扇消耗的电能W=UIt=220V×2A×5×60s=1.32×105J [2]线圈产生的热量Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×5×60s=2.4×103J 11．小丽家的电风扇的铭牌上标有“220V，110W”的字样，其线圈电阻是2Ω，则该电风扇正常工作时通 过的电流为 A。若该电风扇正常工作30min，则它的线圈产生的热量是 J。若她家电 能表的铭牌上标有“220V，10（40）A，2000r/（kW·h）”，则该电风扇单独正常工作1h，电能表的转盘 转 圈。 【答案】 0.5 900 220 【详解】[1]由P＝UI可知，该电风扇正常工作时通过的电流 [2]该电风扇正常工作30min，它的线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(0.5A)2×2Ω×30×60s＝900J [3]由 可知该电风扇单独正常工作1h消耗的电能为W=Pt=110×10-3kW×1h＝0.11kW·h 2000r/（kW·h）表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过2000圈，则电风扇消耗 0.11kW·h电能，电能表转盘的转数n＝0.11kW·h×2000r/（kW·h）＝220r 12．如图所示，电源电压为12V，R＝60Ω，当S闭合，甲、乙两表为电压表时U :U ＝5:2，则R＝ 1 甲 乙 2 ；当开关断开甲、乙两表为电流表时I :I ＝ ，此时通电10分钟，R 产生的热量为 J。 甲 乙 1【答案】 40Ω 3∶5 1440 【详解】[1]当S闭合，甲、乙两表为电压表时，电路为串联电路，电压表甲测电源电压U，电压表乙测R 2 两端电压U，已知U :U ＝5:2，则由串联电路的电压规律可知， 2 甲 乙 由上式可得， 根据串联电路的分压原理可得 所以 [2]当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，电路为并联电路，电流表甲测通过R 的电流，乙测干路电流， 2 根据并联电路的分流原理可得 由并联电路的电流规律可得 [3]通电10分钟，R 产生的热量 1 13．某型号电饭煲有加热和保温功能，图为其内部电路原理图，R 的阻值为60.5Ω。当开关S接触点2时， 1 电饭煲处于 状态；当加热状态下，电饭煲1min内消耗电能为 J。【答案】 保温 4.8×104 【详解】[1]当开关S接触点2时，电阻R 与R 串联，此时电阻最大，根据 可知，电压一定时，电 1 2 功率最小，为保温状态。 [2]当开关S接触点1时，只有电阻R 接入电路，此时电阻最小，根据 可知，电压一定时，电功率 1 最大，为加热状态。加热状态下，电饭煲1min内消耗电能为 14．如图所示，灯L标有“4V 4W”， ，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影 响），电流表示数为 A，通电1min电路中产生的热量为 J。 【答案】 1.2 288 【详解】[1]由图可知，灯泡L与电阻R并联，电流表测量干路的总电流；由于灯泡L正常发光，所以灯泡 L两端的电压为4V，由 可知，通过灯泡L的电流 根据并联电路的电压特点可知，电源电压 由 可知，通过R的电流，根据并联电路的电流特点可知，干路的电流 即电流表示数为1.2A。 [2]通电1min电路中产生的热量 15．如图所示，这是一种家用电热水龙头的实物图和电路原理图，该水龙头利用了电流的 效应。 旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。则当开关S同 时接触3、4触点时，水龙头流出的是 （选填“冷水”、“温水”或“热水”）。已知电热丝 R＝55Ω、R＝88Ω，则当水龙头流出温水时，正常工作5min电热丝放出的热量是 J。 1 2 【答案】 热 热水 2.64×105 【详解】[1]家用电热水龙头是用电流产生的热量来加热水，所以它是利用电流的热效应来工作的。 [2]由电路图可知，开关S同时接触1、2触点时，电路断路，则水龙头流出的是冷水；当开关S同时接触 2、3触点时，只有R 接入电路中；当开关S同时接触3、4触点时，R、R 并联，根据并联电阻的特点可 1 1 2 知此时电路的总电阻最小，根据 可知，此时电路的总功率最大，所以此时电热水龙头流出的是热 水。 [3]开关S同时接触2、3触点时为温水挡，当水龙头流出温水时，正常工作5min电热丝放出的热量 16．如图所示，在探究“影响电流热效应因素”的实验中R=5Ω，R=10Ω，电源电压为3V，则通电10s电 1 2 流通过R，R 产生的热量之比为 。 1 2【答案】2∶1 【详解】由焦耳定律公式可得，通电10s电流通过R，R 产生的热量之比 1 2 17．如图甲，电源电压恒为8V，灯泡L 和L 的额定电压均为6V，L 和L 的I﹣U关系如图乙所示，当开 1 2 1 2 关S闭合时，灯泡L 的实际功率为 W，通电1min整个电路消耗的电能为 J。 1 【答案】 1 240 【详解】[1][2]由图甲知两个灯泡串联，由乙图知，当电路中的电流I=I=I=0.5A时，U=2V，U=6V，电 1 2 1 2 源电压 此时灯泡L 的实际功率 1 通电1min整个电路消耗的电能 18．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，R、R 是电热丝，R=1050Ω， 1 2 1 R=50Ω。开关S接“1”时，电热壶为 挡位，此时电热壶的功率为 W。开关S接“2”时，通 2 电1min，电流通过R 产生的热量为 J。 2【答案】 加热 968 120 【详解】[1]根据 可知，电压一定时，电阻越大，功率越小，越是保温挡；电阻越小，功率越大， 越是加热挡。由电路图可知，开关S接1时，只有R 接入电路，开关S接2时，R、R 串联，由于串联时 2 1 2 电阻大于任何一个分电阻，所以开关S接1时，是加热挡，开关S接2时，是保温挡。 [2]电热壶加热挡时，只有R工作，此时的功率为 [3]开关S接“2”时，R、R 串联，电路中的电流为 1 2 通电1min，电流通过R 产生的热量为 2 三、实验题 19．如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置， 甲、乙两图的密闭容 器中都装有等量 的空气； （1）图甲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等的电 阻e。若两侧U形 管液面高度变化相同，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 高度变化明显，这表明：在电阻和通电时间相同的 情况下，通过导体的 越大，产生的热量越 多； （3）为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻换成 （选填“大于”或 “小于”） 5Ω的电阻； （4）在图乙中，相同时间内，c 和 d 两电阻产生的热量之比为 ；（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 的实验结论来解释。 【答案】 电阻 电阻e断路 电流 小于 4∶1 甲 【详解】（1）[1]图甲中两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法 可知，本实验可以探究电流产生热量跟电阻的关系。 （2）[2]若图乙中c、d两玻璃管内液面上升高度相同，则说明c、d两玻璃管内电流产生热量相同，由于 c、d两玻璃管里面的电阻相等，根据Q=I2Rt知道，通过电阻的电流相等，由于是c玻璃管的一个5Ω的电 阻与d玻璃管两个5Ω的电阻并联后再串联，则说明d玻璃管两个并联的电阻外面的电阻没有电流通过， 即e电阻断路。 [3]图乙中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，由串联电路的电流特点知道，右端两个电阻的 总电流和左端的电阻电流相等，即I =I 右 左 两个5Ω的电阻并联，由并联电路的电流特点知道I =I+I 右 1 2 两电阻阻值相等，则支路中电流相等I=I 1 2 所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=I2Rt知道，左边容器中的电阻产生的热量 多，温度升得较快；这表明在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多。 （3）[4]由并联电阻的特点知道，并联的电阻越小则总电阻越小，又因为在相同时间内，电阻相同，电流 越大，通过导体时产生的热量越多，所以为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电 阻换成小于5Ω的电阻，使右侧总电阻减小，由串联分压知道，右侧电压减小，故通过的电流减小，导致 两侧U形管液面高度差更明显。 （4）[5]乙装置中5Ω的电阻与5Ω的电阻串联，由于I =I =2I 左 右 1 所以当c、d中两电阻通电时间相同时，由Q=I2Rt知道 （5）[6]电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过的电流相等，电炉丝的电阻大于导线的电阻，由Q=I2Rt 可知，电流通过电炉丝产生的热量大于电流通过导线产生的热量，即电流产生热量跟电阻有关，所以可以 用甲实验解释“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”。 20．某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材 有：6V电源，5Ω的发热电阻两只，10Ω的发热电阻两只，量程适合的温度计两只，规格相同的烧瓶两只， 水，酒精，煤油，开关，导线若干。（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图 所示方案； （2）所选方案中两发热电阻的阻值应 （选填“相同”或“不同”），两个烧瓶内的液体应为质量 相同的同种类的液体； （3）已知比热容的大小为c >c >c ，为了缩短实验时间，应选用的液体是 。完成上述实验后， 水 酒精 煤油 实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知 在本次实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，忽略热量散失； （4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论 选择哪种方案，两发热电阻的阻值应 （填“相同”或“不同”）； （5）方案选定后，实验过程如下： ①用烧杯和天平测量出质量相等的水和酒精，分别装入两个烧瓶里； ②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实验过程中应保证酒 精的温度低于 ； ③根据表中数据可得酒精的比热容为 J/(kg·℃)； 初始温 液 加热时间/s 质量/g 度 末态温度/℃ 比热容/[J/(kg·℃)] 体 /℃ 水 420 60 20 32 4.2×103 酒 420 60 20 41 精 （6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图 所示方案。 【答案】 甲 不同 煤油 相同 78℃ 2.4×103 乙 【详解】（1）[1]该实验要求探究电流相同时，通电导体产生热量的多少跟电阻的关系，则需要保持，流 过电阻的电流相同，电阻阻值不同，图甲中的电路，可看到两电阻是串联在一起的，串联电路的电流处处 相等，则两电阻的电流是相等的，符合题意，可选用图甲所示方案；而图乙中，两发热电阻是并联在一起， 它们的电压是相同，发热电阻阻值不同，则电流不相同，不符合题意，不可选用图乙所示方案。 （2）[2]该实验要求探究电流相同时，通电导体产生热量的多少跟电阻的关系，则需要保持，电阻阻值不同，所选方案中两发热电阻的阻值应不同。 （3）[3]根据比热容的公式 可知，液体吸收的热量和质量一定时，液体的比热容越小，升温越快， 所以，为了缩短实验时间，应选用的液体是煤油。 （4）[4]为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，需要发热电阻在相同时间内，放出的热量是相同的， 根据焦耳定律的公式 ，可知，需要电流大小和电阻大小都相同，甲方案中，发热电阻是串联，电流 相同，只需要电阻阻值相同即可，乙方案中，发热电阻是并联，其两端的电压是相同的，都等于电源电压， 只需要电阻阻值相同即可，这样根据欧姆定律，可知流过它们的电流值也相同，综上所述，不论选择哪种 方案，两发热电阻的阻值应相同。 （5）[5]该实验过程中应保证酒精不要沸腾，即酒精的温度低于沸点78℃。 [6]由[4]解析可知，不论选择哪种方案，两种液体相同时间内吸收的热量是相同的，即 ，从表格中 的数据可以看到，水和酒精，加热时间是相同的，都是420s，它们吸收热量大小是相同的，水和酒精的质 量都是60g，水的温度变化量为12℃，酒精的温度变化量为21℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，根据比 热容的公式，可知 联立上面两式，解得 。 （6）[7]由[6]解析可知，这过程，水吸收的热量 ，忽略热量散失，发热电阻放出的热量也为 3024J，假设使用的是5Ω的发热电阻，加热时间是420s，根据焦耳定律的推导式 ，可知，发热电 阻两端的电压为6V，那不可能是图甲方案，因为图甲方案中，发热电阻两端的电压必定小于6V，应该是 图乙方案，假设使用的是10Ω的发热电阻，可知，发热电阻两端的电压约为8.5V，这不可能，所以不是使 用10Ω的发热电阻，是使用了5Ω的发热电阻，综上所述，实验过程中选择的是图乙方案。 四、计算题 21．某电吹风如图甲所示，其的简化电路如图乙所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作， 请解答如下问题： 热风温度 50~75℃热风时：990W 额定功率 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？ （2）电吹风内电动机的线圈电阻r=2Ω，电吹风工作5min线圈产生的热量是多少？ （3）在额定电压下工作时，电热丝的电阻是多大？ 【答案】（1）0.5A；（2）150J；（3）55Ω 【详解】解：（1）电吹风吹冷风时，只有电动机工作，功率为110W，根据P=UI可知通过电动机的电流 （2）电吹风内电动机的电阻是2Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量，Q=I2rt=(0.5A)2×2Ω×5×60s=150J （3）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，总功率P =990W，电热丝的 热 电功率P =P ﹣P =990W﹣110W=880W 电热丝 热 冷 电热丝工作时的电阻 答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A； （2）电吹风内电动机的电阻是2Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是150J； （3）电热丝工作时的电阻是55Ω。 22．如图甲所示为一款具有加热和保温功能的榨汁机，其内部电路简化示意图如图乙所示，R 和R 为加热 1 2 电阻，该榨汁机的部分参数如表所示。求： 榨汁机部分参数表 额定电压 220V 加热功率 440W 榨汁功率 66W 保温功率 88W（1）R 阻值为多少？ 2 （2）榨汁时电动机正常工作电阻为1Ω，电动机工作10min因发热消耗的电能是多少？ （3）榨汁机的热效率是50%，杯子中盛有果汁500g，使其温度升高20℃，榨汁机需要加热200秒，求榨 汁机实际加热功率是多大？【c ＝4×103J/（kg•℃）】 果汁 【答案】（1）440Ω；（2）54J；（3）400W 【详解】解：（1）开关S、S 闭合时电路为R 的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，总功率较大， 2 3 1 榨汁机处于加热状态，R 的阻值为 1 由电路图可知，开关S 闭合、S 断开时R 与R 串联，总电阻较大，电源电压不变，总功率较小，榨汁机 2 3 1 2 处于保温状态，电路的总电阻为 根据电阻串联的特点可知，R=R -R=550Ω-110Ω=440Ω 2 总 1 （2）榨汁机仅榨汁时正常工作的电流为 电动机工作10min因发热消耗的电能为Q=I2R t=（0.3A）2×1Ω×10×60s=54J 电动机 （3）杯子中盛有果汁的质量m=500g=0.5kg 杯子中果汁吸收的热量 榨汁机的热效率是50%，则消耗的电能为榨汁机实际加热功率 答：（1）R 阻值为440Ω； 2 （2）榨汁时电动机正常工作电阻为1Ω，电动机工作10min因发热消耗的电能是54J； （3）榨汁机实际加热功率是400W。 23．如图所示，电源电压恒为12V，R=60Ω，滑动变阻器的规格为“5Ω 2A”，电流表的量程为 “0~0.6A”，小灯泡上标有“6V 3W”字样。当开关S闭合，S、S 断开时，小灯泡正常发光。求： 1 2 （1）通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量； （2）当S、S、S 都闭合时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值。 1 2 【答案】（1）180J；（2）30Ω 【详解】解：（1）当开关S闭合，S、S 断开时，灯泡L与变阻器R串联，因为此时小灯泡正常发光，所 1 2 以U =6V，P =3W；由 可得，串联电路中的电流 L L 由串联电路的电压特点可得变阻器两端的电压 则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量 （2）当S、S、S 都闭合时，灯泡被短路，R 与R并联，电流表测干路中的电流；电流表的量程为 1 2 0 “0~0.6A”，为了保证干路中的电流表不被烧坏，则干路电流最大为0.6A，通过R 的电流 0 由并联电路的电流特点可知，通过变阻器的最大电流 滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值 答：（1）通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为180J； （2）当S、S、S 都闭合时，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为 1 2 30Ω。一、选择题 1．（2023·山东青岛·统考二模）甲、乙两电热器的电阻之比为4∶3，通过的电流之比为1∶2，通电时间之比 为3∶2，则产生热量之比为（ ） A．2∶1 B．2∶9 C．9∶2 D．1∶2 【答案】D 【详解】电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．（2023上·九年级校联考课前预习）如图所示，在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关 的实验装置中，两个透明容器中分别接入了电阻丝R 和R，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路 1 2 进行实验，下列说法正确的是（ ） A．U形管中液面的变化是由于液体的热胀冷缩造成的 B．实验前要保证U形管中液面相平，此时U形管就是连通器 C．若R 和R 阻值都是5Ω，则R 和R 产生的热量之比是2∶1 1 2 1 2 D．若R 和R 阻值是10Ω，也可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 1 2 【答案】D 【详解】A．根据转换法，U形管中液面的变化是由于气体的热胀冷缩造成，故A错误； B．因U形管一端是封闭的，不是连通器，B错误； C．若R 和R 阻值都是5Ω，即两容器内的电阻均为5Ω，设通过左侧容器内的电阻的电流为I，根据并联 1 2 电路电压的规律及欧姆定律可知，通过右侧两电阻的电流相等，根据串联和并联电路电流的规律可知，通 过R 的为0.5I，根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间相同的条件下，产生的热量与电流的平方成正比， 2 故R 和R 产生的热量之比是4∶1，故C错误； 1 2 D．图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，若R 和R 阻值是10Ω，根据并联和串联电路电流的规律， 1 2通过左侧容器中电阻的电流大小大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，可以探究电流通过导 体产生的热量与电流的关系，故D正确。 故选D。 3．如图甲所示是额定电压为 的小灯泡 的 关系图像， 与电阻 接入图乙所示的电路中。只闭 合开关 ，电流表的示数为 ，再闭合开关 ，电流表的示数为 。下列说法正确的是（ ） A．此时小灯泡的电阻是 B．电路的电源电压是 C．整个电路的消耗的电功率是 D．通电 电阻 产生的热量是 【答案】D 【详解】 ．只闭合开关 ，电路为小灯泡的简单电路，电流表测量电路电流。再闭合开关 ，定值电 阻和小灯泡并联，电流表测量干路电流，根据并联电路的特点可知通过小灯泡的电流不变，为 ，从图 中可知此时灯泡两端的电压为 ，则电源电压为 ，根据欧姆定律可知灯泡电路为 故AB错误； C．整个电路的电功率为 ，故C错误； D．由并联电路电流的规律知通过定值电阻 的电流为 通电 电阻 产生的热量是 ，故D正确。 故选D。 4．（2023·四川遂宁·校考二模）如图是一个油量表的示意图，滑动变阻器 规格为“ ”。闭合开 关，当浮球最低时滑片P滑到a端，电流表示数为 ，当浮球最高时，滑片P滑到b端，电流表示数为 下列说法正确的是（ ）A．电阻 的阻值为 B．当浮球最高时，滑片P在B端，电流表示数 C．在加满油后， 内电阻 产生的热量为450J D．电阻 最小功率为 【答案】C 【详解】AB．由电路图可知， 与 串联，电流表测电路中的电流。当滑片位于a端时，滑动变阻器接 入电路中的电阻最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电源的电压 ① 当滑片位于b端时，电路为 的简单电路，则电源的电压 ② 由①②解得 ，电源的电压 电路中的电流 ，故AB错误； C．在加满油后，滑片位于b端，则 内电阻 产生的热量 ，故C 正确； D．当滑片位于a端时，电路中电流最小，电阻 的功率最小，电阻 最小功率为 ，故D错误。 故选C。 5．（多选）（2023·贵州贵阳·校考模拟预测）灯泡L标有“ ”字样，它的电阻随电压变化的关系图象如图甲所示。将该灯泡L和电阻 接入电源电压恒为3V的电路中（如图乙），闭合开关S，灯泡L恰 好正常发光。下列说法正确的是（ ） A．闭合开关S，灯泡L的电阻为 B．闭合开关S，10s内电阻 产生的热量为 C． 的电阻值为 D．灯泡L的额定功率为0.625W 【答案】ACD 【详解】由图乙可知，灯泡L与电阻 串联。 A．闭合开关S，灯泡L恰好正常发光，则灯泡L两端的电压 ，由图甲可知，此时灯泡的电阻为 ，故A正确； B．因为串联，所以电路中电流等于通过灯泡的电流，为 根据串联电路的电压特点可知，电阻 两端的电压为 电阻 是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能，所以闭合开关S，10s内电阻 产生的热量为 ，故B错误； C．由 可知， 的阻值为 ，故C正确； D．灯泡L的额定功率为 ，故D正确。 故选ACD。 6．（2023上·九年级校联考课前预习）我县大部分农村学校教室都安装了空调，以下做法不符合安全用电规范的是（ ） A．空调安装用更细的导线，防止发热起火 B．教室里的空调与其它用电器是并联的 C．安装三孔插座，防止外壳带电引起触电 D．为防止过载，应安装保险装置 【答案】A 【详解】A．空调的电功率较大，通过线路的电流较大，在长度和材料相同时，采用更细的导线，其电阻 更大，据 知，产生的热量更多，更容易发热起火，故A符合题意； B．教室中的所有空调工作时，都互不影响，是并联在电路中，故B不符合题意； C．安装三孔插座，能将用电器外壳上的电及时导向大地，防止外壳带电引起触电事故，故C不符合题意； D．当家庭电路中过载时，熔断器会自动切断电路，所以家庭电路中，为了防止电流过大引发的安全事故， 故D不符合题意。 故选A。 7．（多选）（2023·河南周口·河南省淮阳中学校考模拟预测）为延长食物保质期，可对食物进行真空包装。 真空包装机如图甲先抽出塑料袋内的气体，再利用电热丝加热塑料袋口对袋子进行密封。图乙是模拟该真 空包装机功能的简易电路图。下列说法中正确的是（ ） A．该电路中，要使抽气机工作，需闭合开关 和 B．真空包装机加热塑料袋口对袋子密封时，利用电流的热效应产生大量热量 C．密封时温度过低导致塑料无法熔化，则应将滑动变阻器的滑片向左移动 D．抽气机将塑料袋内的空气抽出后袋子变瘪，这是由于受到了大气压强的作用 【答案】BD 【详解】A．由图乙可知，滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联，开关S在干路上，控制整个电路； 开关S 在滑动变阻器、电热丝所在的支路，控制滑动变阻器和电热丝；开关S 串联在电动机的支路上，控 1 2 制电动机；因为开关S 串联在电动机的支路上，控制电动机，因此要使抽气机工作，需闭合的开关是干路 2 上的S和电动机所在支路的S，故A错误； 2B．利用电流的热效应产生大量热量，从而使塑料熔化，从而用于塑料袋的密封，故B正确； C．电热丝温度过低，无法熔化，根据焦耳定律可知，需要提高温度，增大电路中的电流；由欧姆定律可 知，需要减小电路的总电阻，由串联电路的电阻特点可知，此时应减小滑动变阻器接入电路的电阻，由图 乙可知，应将滑动变阻器的滑片向右移动，故C错误； D．塑料袋内的空气被抽出一部分后，但袋内的空气减少，从而使袋内的空气压强减小，外界的大气压强 要高于袋内的气压，在外界大气压强的作用下，塑料袋被压扁，故D正确。 故选BD。 8．（2023·湖南株洲·统考三模）同学设计的电吹风电路图，R为定值电阻，a、b、c、d为四个固定触点。 可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷 风三种工作状态。该电吹风的各项参数如下表所示。电吹风吹冷风，正常工作10s，定值电阻R产生的热 量为（ ） 热风时消耗的总功率 466W 冷风时消耗的总功率 66W 小风扇的额定电压 100V A．300J B．360J C．660J D．4000J 【答案】B 【详解】扇形金属触片P与b接触时，小风扇与R串联连入电路中，吹冷风，与ab接触时，小风扇与R串 联后再与电热丝并联，吹热风；小风扇的额定电压为100V，根据串联电路电压的规律可知R的电压为 通过R所在支路的电流为 已知冷风时消耗的总功率为66W，根据 得， 解得 电吹风吹冷风，正常工作10s，定值电阻R产生的热量为故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．（多选）（2023·河南焦作·统考三模）小灯泡L和定值电阻R的 关系图像如图乙所示，将其接在 如图甲所示的电路中，已知电源电压为4V，下列说法中正确的是（ ） A．只闭合S 时，电流表的示数是 1 B．开关S、S 都闭合时，在 内电阻R产生的热量为24J 1 2 C．同时闭合S 和S，电路的总功率是 1 2 D．若将L和R串联接在电压为5V的电源上，L的实际功率是 【答案】AC 【详解】A．只闭合S 时，电路为灯泡的简单电路，电流表测通过灯泡的电流，由乙图可知灯泡两端的电 1 压为4V时，通过灯泡的电流为 ，所以电流表示数为 ，故A正确； BC．开关S、S 都闭合时，灯泡和电阻并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，由乙图可知电阻两 1 2 端的电压为4V时，通过电阻的电流为 ，在 内电阻R产生的热量为 并联电路干路电流等于各支路电流之和，则电路总功率 ，故B错 误，C正确； D．串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，由乙图可知通过电路的电流为 时， 灯泡两端的电压为1V，电阻两端的电压为4V，则电源电压为5V，灯泡的实际功率 故D错误。 故选AC。 10．（多选）（2023·辽宁鞍山·校考三模）如图所示电路，电源电压为6V且保持不变，小灯泡的额定电压 为2.5V，R 的阻值为7 ，只闭合开关S 且滑片在中点时，与同时闭合开关S、S 且滑片在最左端时，小 1 1 1 2 灯泡均正常发光，以下说法正确的是（ ）A．滑动变阻器的最大阻值为7 B．小灯泡额定功率为0.625W C．只闭合S 时，电阻R 在10s内最多产生的热量为4.375J 1 1 D．只闭合S 且滑片在中点时与同时闭合S、S 且滑片在最左端时电流表的示数不相同 1 1 2 【答案】BCD 【详解】A．当只闭合开关S 且滑片在中点时，电路为小灯泡、R 和R 的右半部分组成串联电路，由于小 1 1 2 灯泡正常发光可知，小灯泡两端的电压为2.5V，根据串联电路的电压规律， 当同时闭合开关S、S 且滑片在最左端时，电路为小灯泡和R 的串联电路，由小灯泡正常发光可知，小灯 1 2 2 泡两端的电压为2.5V，则电阻R 两端的电压为3.5V，说明 2 故A错误； B．当同时闭合开关S、S 且滑片在最左端时，电路为小灯泡和R 的串联电路，则此时通过电路中的电流 1 2 2 为 此时小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为 ，故B正确； C．只闭合开关S 时，电路中的最大电流为0.25A，电阻R 在10s内最多产生的热量为 1 1 ，故C正确； D．只闭合S 且滑片在中点时，电流表的示数为0.25A，同时闭合S、S 且滑片在最左端时，电流表被短 1 1 2 路，没有电流通过电流表，电流表示数为0，两次示数不同，故D正确。 故选BCD。 11．（多选）（2023·河北石家庄·校考一模）如图所示电路，电源电压为18V且恒定不变，定值电阻R、 1R 的阻值均为10Ω，滑动变阻器R 标有“80Ω 1A”字样，a、b为常见的实验室电表。下列说法正确的是 3 2 （ ） A．若a为电流表，b为电压表，只闭合S、S 并将滑片向左移，a表示数变小，b表示数变大 1 2 B．若a、b均为电压表且所选量程均为0~15V，则闭合S、S、S，移动滑片，电路的最小功率为 1 2 3 3.6W C．只闭合S、S，若电流表示数为0.5A，则b表一定是电压表 1 2 D．若a、b均为电流表，闭合S，则电阻R 产生的热量一定大于电阻R 产生的热量 1 3 1 【答案】ACD 【详解】A．若a为电流表，b为电压表，只闭合S、S 则R 被短路，滑动变阻器R 与R 串联，电压表b 1 2 1 2 3 测滑动变阻器两端电压，将滑片向左移，滑动变阻器阻值变大，电路总电阻变大，电流减小，电流表a示 数变小，定值电阻R 两端电压减小，电源电压不变，因此滑动变阻器两端电压变大，即电压表b示数变大， 3 故A正确； B．若a、b均为电压表，闭合S、S、S，则R 被短路，滑动变阻器R 与R 串联，电压表a测R 两端电压， 1 2 3 3 2 1 1 电压表b测滑动变阻器两端电压，因为电压表所选量程均为0~15V，根据 可知，当电路的电流最 小时，电路功率最小，为了电压表的安全，滑动变阻器两端电压最大为15V，此时定值电阻两端电压为 3V，电流为 则电路最小功率为P =UI =18V×0.3A=0.54W，故B错误； min min C．只闭合S、S，若电流表示数为0.5A，则电路的最小电阻为 1 2 因此三个电阻必须串联，分析电路可知，a、b均为电压表，故C正确； D．若a、b均为电流表，闭合S，此时R 与R 并联，再与R 串联，因此通过R 的电流大于通过R 的电流， 1 1 2 3 3 1因为定值电阻R、R 的阻值均为10Ω，根据Q=I2Rt可知，电阻R 产生的热量一定大于电阻R 产生的热量， 1 2 3 1 故D正确。 故选ACD。 二、填空题 12．（2023·河南驻马店·统考三模）如图甲所示，小灯泡的额定电压为5V，开关闭合后，小灯泡正常发光。 图乙是通过定值电阻R和小灯泡L的电流与电压的关系图像，则电源电压为 V；通电10s，定 值电阻R产生的热量为 J；若将它们并联在某一电路中，当定值电阻R的功率为0.4W时，小 灯泡的电阻为 Ω。 【答案】 7 4 20 【详解】[1]由图甲可知，定值电阻与小灯泡串联，小灯泡正常发光，所以小灯泡两端的电压 ，由 图乙在，当小灯泡两端电压为5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，根据串联电路的电流特点可知，通过定 值电阻的电流 由图乙可知，当通过定值电阻的电流为0.2A时，定值电阻两端的电压 ，根据串联的电路的电压特 点可知，电源电压 [2]定值电阻是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化内能，则通电10s，定值电阻R产生的热量 [3]若将它定值电阻和小灯泡联在某一电路中，当定值电阻R的功率为0.4W时，根据 结合图像可知， 通过定值电阻R的电流为0.2A，定值电阻两端的电压为2V；根据并联电路的电压特点可知，小灯泡两端的电压 由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.1A，根据欧姆定律可知，此时小灯泡 的电阻 13．（2023·江苏镇江·统考二模）如图是汽车座椅的加热电路，R、R 是电热丝，其发热原理是电流的 1 2 效应；旋钮式开关可绕O点转动，若选择“高温”挡，应将开关转至 （选填“1”或“2”）位置；已 知电源电压为24V，R 阻值是32Ω，若“低温”挡功率为12W，则电路中的电流是 A；若选择“高 1 温”挡，通电100s时间，R 产生的热量为 J。 2 【答案】 热 2 0.5 3600 【详解】[1]汽车座椅电热丝工作时把电能转化为内能，所以其发热原理是电流的热效应。 [2]由图可知，当旋钮开关转至1时，R、R 串联，根据串联电路的电阻特点，此时电路中的总电阻最大， 1 2 由 可知，电路中总功率最小，汽车座椅处于低温挡；当旋钮开关转至2时，只有R 工作，电路中 2 的总电阻最小，总功率最大，汽车座椅处于高温挡。 [3]低温挡时电路中的电流 [4]由 可知，低温挡时电路中的总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R 的阻值 2 选择“高温”挡，通电100s时间，R 产生的热量 2 14．（2023·四川泸州·统考一模）如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图，R=484Ω、R=44Ω。当S、S 1 2 1 2均闭合时，电蒸锅处于 档（选填“加热”或“保温”），通过R、R 的电流之比 = 1 2 ，使用保温档5min电蒸锅产生的热量是 J。 【答案】 加热 1∶11 3×104 【详解】[1]当只闭合S 时，只有R 接入电路，当S、 S 均闭合时，R、R 并联；因并联电路的总电阻小 1 1 1 2 1 2 于任一分电阻，所以由 可知， R、R 并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电蒸锅为加热挡； 1 2 电路为R 的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，电蒸锅为保温挡。 1 [2] 当S、 S 均闭合时，R、R 并联，通过R、R 的电流之比 1 2 1 2 1 2 [3] 使用保温挡5min电蒸锅产生的热量是 15．（2023·四川成都·校考模拟预测）小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫（原理如图所示）， 发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，S为挡位切换开关，R 和R 为电热丝，电源电压 1 2 为24V，R＝16Ω，R＝8Ω，若开关切换到3时，电路处于 档；电加热座椅垫在高温挡工作1min产 1 2 生的热量 J。 【答案】 低温 2160【详解】[1]根据串联电路的电阻特点可知，当开关切换到3时，R、R 串联，电路中的总电阻最大，由 1 2 可知，电路中的总功率最小，座椅垫处于低温挡。 [2]开关切换到2时，只有R 工作，电路中的总电阻最小，由 可得，此时电路中的总功率最大，座 1 椅垫处于高温挡；由 可得，电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量为 16．（2023·黑龙江绥化·校考模拟预测）电炉中的电热丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却 不怎么热，主要是因为导线与电热丝 （选填“电流”或“电阻”）不同。小彬用如图所示的实验装 置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3V，电阻丝 ， ，两气球相同。 闭合开关后，密闭烧瓶内等量的空气被加热，他观察到 （选填“甲”或“乙”）气球先鼓起来。 【答案】 电阻 乙 【详解】[1]由于导线与电热丝串联在电路中，所以通过导线与电热丝电流和加热时间相同，而导线的电阻 小于电热丝的电阻，由焦耳定律可知，电热丝通电一段时间后，产生的热量较大，故变得很烫，而连接电 炉的导线却不怎么热。 [2]根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，由图可知，两电阻丝串联， 通过两电阻丝的电流和通电时间相同，由于R 的阻值较大，所以乙中产生的热量多，乙中的气球先鼓起来。 2 17．（2023·山东临沂·统考二模）如图所示的电路，电源电压恒为10V，电动机内部线圈的电阻为2Ω，闭 合开关S，当滑动变阻器的阻值为5Ω时，电压表的示数为8V，此时电动机正常工作，则电路中的电流为 A。通电10min电流通过电动机内部线圈产生的热量是 J。【答案】 0.4 192 【详解】[1]由图知道，R与M串联，电压表测M两端电压，电流表测电路中电流，由串联电路的电压特 点知道，R两端电压 由串联电路电流特点和欧姆定律知道，电路中电流 [2]通电 电流通过电动机内部线圈产生的热量 18．（2023·安徽合肥·统考一模）如图甲所示，电路中的电源电压恒定，R 为定值电阻，R为滑动变阻器。 1 闭合开关S。调节滑动变阻器R的滑片，根据电压表与电流表的示数作出的U﹣I关系图像如图乙所示，则 在滑动变阻器接入电路中的阻值最小时，通电1min定值电阻R 产生的热量为 J。 1 【答案】150 【详解】由图甲可知，R、R串联，电压表测量滑动变阻器R的两端的电压，电流表测量电路中的电流； 1 由图乙可知，当电压表示数为4V时，电路中的电流为0.1A，根据串联电路的特点和欧姆定律可知 U＝IR +4V＝0.1A×R+4V 1 1 当电压表示数为0V时，电路中的电流为0.5A，根据欧姆定律可知，U＝I′R＝0.5A×R 1 1 联立以上两式可解得：电源电压U＝5V，R＝10Ω；当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值 1 最小，由图乙可知，电路中的最大电流I′＝0.5A，通电1min定值电阻R 产生的热量 1 Q＝I′2Rt＝（0.5A）2×10Ω×1×60s＝150J 1三、实验题 19．（2023·广东惠州·校联考二模）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实 验装置，三个密闭容器内的电阻如图所示 、 、 ，三个容器串联，在丙容器的外部 将一个 的电阻和 并联。本装置中我们可以通过观察 来反映电阻丝上产生的电热，这种 实验方法叫 （填“控制变量法”或“转换法”）。通电后，想要比较电热和电阻的关系，我 们可以选取 两个装置来比较：想要比较电热和电流的关系，我们可以选取 两个装 置来比较；在通电相同时间下，三个容器中产生的热量之比为 。 【答案】 U形管两侧液面高度差 转换法 甲、乙 甲、丙 4∶8∶1 【详解】[1][2]电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，三个透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产 生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管两侧液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用 了转换法。 [3]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。探究电热和电阻的关系时，根据控制变量法，应控制加热时间以及通过两电热 丝的电流大小相等，甲、乙两个装置，根据串联电路电流的规律，通过两电阻丝的电流相同，通电时间也 相同，则容器中两电阻大小不同，故选取甲、乙两个装置来比较来比较。 [4]探究电热和电流的关系时，根据控制变量法，应控制加热时间以及电阻大小相等，甲、丙装置中，丙中 两电阻并联后再与左甲中电阻串联，两容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过甲 容器中电阻的电流大于通过丙中容器中电阻的电流，而通电时间相同，则应选取甲、丙两个装置来比较。 [5]设通过甲容器中电阻的电流为I，根据串联电路电流的规律，通过乙容器中电阻的电流也为I，根据并联 电路电压的规律可知，丙中两电阻的电压相等，因这两个电阻相等，由欧姆定律可知，通过这两个电阻的电流相等，由并联电路电流的规律可知，通过丙中容器中电阻的电流为0.5I，根据 可知三个容器中 产生的热量之比为 20．（2023·山东菏泽·统考三模）利用图甲中的装置探究水和煤油的吸热情况。 （1）设计实验时，两个相同的烧瓶中装入质量和初温都相同的水和煤油，两个烧瓶中的电阻丝阻值应 （选填“相同”或“不同”）； （2）实验中，用 间接反映液体吸收热量的多少；通过比较 来判断液体吸热能力的强 弱；（选填“A”或“B”） A．通电时间 B．温度计示数的变化量 （3）如图乙是根据实验数据描绘的图像，分析图像可知，水对应的图线是 （选填“A”或 “B”）； （4）设质量为m的煤油中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量 为 。若不计热量损失，则煤油的比热容为 （用所给出的物理量写出比热容的表达式）。 【答案】 相同 A B A 【详解】（1）[1]甲中两电阻丝串联，通过的电流相同和通电时间相同，为控制吸热相同，由焦耳定律 知道，实验中选用的两根电阻丝的阻值应相同。 （2）[2]根据转换法，实验中，相同加热器在相同时间内放出的热量相同，所以用通电时间间接反映液体 吸收热量的多少，故选A。 [3]根据比较吸热能力的方法知道，通过比较温度计示数的变化量来判断液体吸热能力的强弱，故选B。 （3）[4]图乙中，加热相同的时间，水和煤油吸热相同，由图知道， 由比较吸热能力的方法知A的吸热能力强，所以A表示的是水吸热升温情况。 （4）[5]设质量为m的煤油中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化 量为 ，若不计热量损失，液体吸热为则a液体的比热容为 四、计算题 21．（2023·西藏山南·校考模拟预测）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S 为自动控制开关，当 1 S 闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时 1 间变化图象如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求： （1）电阻R 的功率P； 1 1 （2）电阻R 的阻值； 2 （3）煮饭过程中消耗的电能全被食物吸收，则所吸收的热量Q。 【答案】（1）22W；（2）40Ω；（3） 【详解】解：（1）图甲中，S闭合、S 断开，电路中只有 工作，电路中的电阻较大，据 知，电 1 路电功率较小，电饭煲处于保温状态，据 知，此时电流较小；两个开关都闭合时，两个电阻并联在 电路中，此时电路的总电阻较小，据 知，电路的总功率较大，电饭煲处于煮饭状态。由图乙知， 保温时的电流为0.1A，电阻R 的功率为P=UI =220V×0.1A=22W 1 1 1 （2）由图乙知，电饭煲煮饭时的电流为5.6A，根据“并联电路干路的电流等于各支路电流的和”知，通 过电阻R 的电流为I=I-I=5.6A-0.1A=5.5A 2 2 1 电阻R 的阻值为 2 （3）由图知煮饭过程用时t=10min=600s，吸收的热量Q，答：（1）电阻R 的功率P 为22W； 1 1 （2）电阻R 的阻值为40Ω； 2 （3）煮饭过程中吸收的热量Q为 。 【点睛】此题主要考查欧姆定律的应用、电功率和电能的计算问题，正确判断电路的连接方式及读懂图像 是解决此题的关键。 22．（2023·江苏盐城·校考模拟预测）如图所示是某温控装置的简化图，受控电路由电源和电热丝R 组成， 0 电源电压为220V，R=44Ω。控制电路由电源E、电磁铁（线圈电阻忽略不计）、开关、电阻箱R和热敏 0 电阻R组成，R的阻值随温度变化关系如表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁吸合，受控电路断开； t t 当I≤40mA时，衔铁释放，受控电路接通。求： 6 温度/℃ 90 80 66 50 46 40 36 35 34 0 5 R/Ω 10 20 40 70 80 100 120 130 150 t 0 （1）受控电路工作时，1min内R 产生的热量； 0 （2）当温度为60℃时，电阻箱R=70Ω，衔铁恰好吸合，控制电路的电源电压； （3）若控制电路电源电压不变，控制的最高温度为80℃，此时电阻箱R的电功率。 【答案】（1）6.6×104J；（2）6V；（3）0.25W 【详解】解：（1）受控电路工作时，1min内R 产生的热量 0 （2）由图可知，电阻箱R和热敏电阻R串联，由图表格数据可知，当温度为60℃时，热敏电阻R的阻值 t t 为50Ω，根据串联电路的电阻特点可知，控制电路的总电阻R =R+R=50Ω+70Ω=120Ω 总 t 根据题意可知，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁吸合，由 可知，控制电路的电源电压 U =IR =50×10-3A×120Ω=6V 控 总 （3）若控制电路电源电压不变，衔铁吸合时的电流不变，由欧姆定律可知，控制电路的总电阻为120Ω不变，由表格数据可知，当控制的最高温度为80℃，热敏电阻R的阻值为20Ω，根据串联电路的电阻特点可 t 知，电阻箱R的阻值R′=R -R′=120Ω-20Ω=100Ω 总 t 此时电阻箱R的电功率P=I2R′=(50×10-3A)2×100Ω=0.25W 答：（1）受控电路工作时，1min内R 产生的热量为6.6×104J； 0 （2）当温度为60℃时，电阻箱R=70Ω，衔铁恰好吸合，控制电路的电源电压为6V； 1 （3）若控制电路电源电压不变，控制的最高温度为80℃，此时电阻箱R的电功率为0.25W。 23．（2023·山东东营·统考二模）近年冬天，越来越多的人们在使用电热桌垫，如图甲所示是爸爸为小明 购买的电热垫。桌垫材质为亲肤硅胶，小明想知道电热桌垫的电热原理，他查看说明书后发现：该电热桌 垫电路图如图乙所示，由12V电源供电，电功率在安全用电规定的 范围内，发热部分由两根电 热丝组成，设计高温、低温两挡， 、 的阻值分别为 、 ，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3” 或“3和4”接线柱。某次使用时，将其调至高温模式，工作 后，桌垫的温度升高了20℃ （不考虑温 度的变化对电阻的影响）。 （1）低温挡加热的电流和功率； （2）高温挡加热时，整个电路在 内消耗的电能是多少焦？ （3）已知电热桌垫的质量为 ，电热桌垫处于高温模式时的加热效率是多少？[硅胶板的比热容为 ，百分号前保留一位小数] 【答案】（1）2A，24W；（2） ；（3） 【详解】解：当S置于2和3时，电路为 的简单电路；当S置于3和4时， 、 并联；因为并联电路 的总电阻小于各支路的电阻，所以由 可知， 、 并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热桌垫为高温挡；电路为 的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，电热桌垫为低温挡； （1）低温挡时电路为 的简单电路，则低温挡加热的电流 低温挡加热的功率 （2）由并联电路的电压特点可知，高温挡加热时 两端的电压与低温挡加热时 两端的电压相等，则高 温挡加热时 的电功率与低温挡加热时 的电功率相等，即 高温挡加热时 的电功率 则高温挡的电功率 由 可知，高温挡加热时，整个电路在 内消耗的电能 （3）电热桌垫吸收的热量 则热桌垫处于高温模式时的加热效率 答：（1）低温挡加热的电流为2A，低温挡加热的功率为24W； （2）高温挡加热时，整个电路在 内消耗的电能是 ； （3）电热桌垫处于高温模式时的加热效率是 。 24．（2023·安徽合肥·合肥市第四十二中学校考一模）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图，主 要技术参数如下表，电吹风在额定电压下工作，求： 热风温度 50~75℃ 热风时：990W 额定功率 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？（2）电热丝工作时的电阻是多大？ （3）电吹风内电动机的电阻是44Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？此时电动机效率为多少？ 【答案】（1）0.5A；（2）55Ω；（3）3300J，90% 【详解】解：（1）由图知，当开关置于BC时，只有电动机工作，电吹风吹冷风，由P=UI可得，此时通 过电动机的电流 （2）当开关置于AB时，电动机与电热丝并联，电动机和电热丝同时工作，电吹风吹热风，此时电热丝的 电功率为P =P -P =990W-110W=880W 电热丝 热 冷 电热丝的电阻为 （3）电吹风吹冷风5 min产生的热量为Q=I 2R t=(0.5A)2×44Ω×5×60s=3300J 冷 M 此时消耗的电能W=Pt=110W×5×60s=33000J 产生的机械能W =W-Q=33000J-3300J=29700J 机 所以此时电吹风的效率 答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A； （2）电热丝工作时的电阻是55Ω； （3）电吹风内电动机的电阻是44Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是3300J，此时电动机效率为90%。 一、选择题 1．（多选）（2023·四川宜宾·统考中考真题）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．电路中的最小电流是0.5A B．电源电压是9V C．滑动变阻器的最大阻值是9Ω D．移动滑片， 在通电100s内产生的热量最多1350J 【答案】ABD 【详解】A．由图可知，R 与滑动变阻器串联，电压表测量R 两端电压，滑到滑动变阻器的b端时，由 0 0 可知，电路电阻阻值最大，电路电流最小为 ，故A正确； BC．根据串联电路电压特点可知，电源电压为 当滑片滑到滑动变阻器的中点时，由 得，电路电流为 此时电源电压为 由于电源电压保持不变，即 则 解得：R =12Ω；电源电压为9V。故B正确，C错误； 滑 D．将滑片滑到滑动变阻器的a端时，电路电流最大，根据 可得，电路电流为 由 得， 在通电100s内产生的最大热量为 ，故D正确。 故选ABD。 2．（2023·四川南充·统考中考真题）如图所示为电阻R 和R 的I—U图像，下列说法正确的是（ ） 1 2A．R 的阻值为10Ω 2 B．两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶4 C．将两电阻串联接入电路，通电后，R 两端电压与R 两端电压之比为1∶2 1 2 D．将两电阻并联接入电路，通电1分钟，电流通过R 产生的热量与电流通过R 产生的热量之比为1∶2 1 2 【答案】D 【详解】A．由图像可知，R 两端电压为1V时，电流为0.2A，则R 的阻值 2 2 R 两端电压为2V时，电流为0.2A，则R 的阻值 ，故A错误； 1 1 B．两电阻串联的总阻值 两电阻并联的总阻值 则两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶2，故B错误； C．将两电阻串联接入电路，通电后，由串联分压特点可得，R 两端电压与R 两端电压之比 1 2 故C错误； D．将两电阻并联接入电路，各支路电压等于电源电压，通电1分钟，电流通过R 产生的热量与电流通过 1R 产生的热量之比 ，故D正确。 2 故选D。 3．（2023·山东泰安·统考中考真题）如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V 1.25W” 字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），定值电阻 阻值为15Ω，滑动变阻器 的规格为“20Ω 1A”，电流 表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关 ，断开开关 、 ，在确保电路各元件安全的情况下， 滑动变阻器接入电路的最小阻值为 ，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开关 、 、 ，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻 在10s 内产生的热量为Q。下列说法中（ ） ① ② ③ ④ A．只有①④正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有②③④正确 【答案】C 【详解】闭合开关S、断开开关S、S，变阻器R 与灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量 1 2 2 灯泡两端的电压，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A，即接入电路的电阻为10Ω，由 得，此时滑动变阻器两端电压为 由 得，灯泡电阻为 由 得，此时电压表示数即灯泡两端电压为根据串联电路电压规律可知，电源电压为各部分电压之和，即 由 得，灯泡正常工作电流为 已知电流表量程为0~0.6A为，则为了确保电路各元件安全，电路中最大电流为0.5A，由题意知，此时灯 泡电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为 由 得，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 ，即 闭合开关S、S、S，小灯泡被短路，R、R 并联，根据并联电路电压特点可知 1 2 1 2 由 得，通过R 的电流为 1 由于电流表量程为0～0.6A，则通过滑动变阻器的最大电流为 由 可得，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，即 由Q可知，定值电阻 在10s内产生的热量为Q，即 故选C。 4．（2023·四川广安·统考中考真题）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P 从a端移至b端的过程中， 消耗的电功率P 随 阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是（ ） 1 A．定值电阻 为10Ω B．电源电压为12V C．滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10VD．滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟 产生的热量为24J 【答案】C 【详解】如图所示，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过电路的电 流。如图乙可知，当R=10Ω时，P=3.6W，根据 可知，此时电路中通过的电流为 1 1 则此时滑动变阻器两端电压为 根据串联电路中电流处处相等和总电压等于各部分电压之和可得 ① 滑片P置于b端时，R=50Ω，P=2W，根据 可知，此时电路中通过的电流为 1 2 则此时滑动变阻器两端电压为 根据串联电路中电流处处相等和总电压等于各部分电压之和可得 ② 联立①②解得：R=10Ω，电源电压U=12V 2 则滑片P置于b端时，R 两端电压即电压表示数为 2 滑片P置于b端时，通电1分钟 产生的热量为 A．定值电阻 为10Ω，故A正确，A不符合题意； B．电源电压为12V，故B正确，B不符合题意； C．滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为2V，故C错误，C符合题意； D．滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟 产生的热量为24J，故D正确，D不符合题意。 故选C。 二、填空题 5．（2023·湖南益阳·统考中考真题）有三个用电器，一个是“220V 60W”的电风扇，一个是“220V 40W”的电热毯，另一个是“220V 45W”的LED节能灯，都正常工作相同的时间，产生热量最多的用电器是 ，若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%，则它在100s内产生的热量为 J（不考虑温度 对其电阻的影响）。 【答案】 电热毯 2560 【详解】[1]三个用电器额定电压相等，额定功率差不多，根据W=Pt可知相同时间消耗的电能差不多，电 风扇主要将电能转化为机械能和内能，节能灯工作时将电能大部分转化为光能，而电热毯属于纯电阻用电 器，主要将电能转化为内能，电热毯产生的热量最多。 [2]电热毯的电阻 若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%，实际电压U =80%U=80%×220V=176V 实 它在100s内产生的热量为 6．（2023·四川巴中·统考中考真题）某兴趣小组用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生热量与哪些 因素有关”。实验中R=5Ω，R=10Ω，分别密封在装有等量空气的相同瓶内，细玻璃管内有等高的相同液 a b 柱，该实验探究的是电流产生的热量与的 关系。当导体中的电流为1A时，通电10s，R 产生的热 b 量是 J， R 与R 产生的热量之比为 。如图乙所示玻璃管内液柱的高低是由 （选填 a b “瓶内的空气”或“玻璃管内的液体”）热胀冷缩导致的。 【答案】 电阻 100 1∶2 瓶内的空气 【详解】[1]如图甲所示，电流相同，电阻不同，根据控制变量法，该实验探究的是电流产生的热量与的电 阻的关系。 [2][3]当导体中的电流为1A时，通电10s，R 产生的热量是 b R 与R 产生的热量之比为 a b [4]如图乙所示装置，加热时主要是对瓶内的空气进行加热，当瓶内空气膨胀时，瓶内气压升高，推动玻璃管内液柱的高低变化，所以液柱的变化是由瓶内的空气热胀冷缩导致的。 7．（2023·四川成都·统考中考真题）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易 “电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝 ， ，a、b是两个触点。闭合开关S，当 开关 接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将 接入电路工作3min产生的热量是 J。 【答案】 a 432 【详解】[1]闭合开关S，当开关 接通触点a时， 连入电路中，当开关 接通触点b时，R 连入电路中， 2 已知R 的阻值较小，根据 可知，当开关 接通触点a时，“电饭锅”的功率更大。 1 [2]将 接入电路工作3min产生的热量是 8．（2023·四川甘孜·统考中考真题）手机是利用 （选填“电磁波”或“超声波”）传递信息 的，通话过程中手机发热是因为电流具有 （选填“热效应”或“磁效应”）。 【答案】 电磁波 热效应 【详解】[1]手机通讯需要和地球的同步卫星交汇，因为真空不能传声，所以需要用电磁波来传递信息。 [2]手机发热，将电能转化为内能，说明电流具有热效应。 三、实验题 9．（2023·山东枣庄·统考中考真题）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴 趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利 用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。（1）要探究电热与电阻的关系。应选用 组合，并将它们 接到电源两端进行实验。 （2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液 面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 。 （3）实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用 到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是 。 A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布 C．研究光的传播时，引入“光线” D．探究平面镜成像的特点 【答案】 甲、乙 串联 通过导体的电流越大，产生的热量越多 B 【详解】（1）[1][2]要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值 不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。 （2）[3]乙和丙，由于串联在电路中，可知通过电路乙中5Ω电阻的电流大于通过丙中5Ω电阻的电流，当 在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越 多，可以得出的结论是：通过导体的电流越大，产生的热量越多。 （3）[4] A．实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这用到了转化法，而探 究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意； B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，故B符合题意； C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意； D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。 故选B。 10．（2023·山东威海·统考中考真题）如图所示的实验装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通过U形管内液面的高度差反映电流通过导体产生热量的多少，下列实验采用同种研究方法的是 （选填“①”或“②”）。①探究光的反射定律②探究阻力对物体运动的影响【答案】 电阻 ② 【详解】[1]由图示知，两个阻值不同的电阻串联在电路中，通过的电流相同，所以探究的是电流通过导体 产生的热量与电阻的关系。 [2]导体产生热量的多少，通过U形管两侧液面高度差来反映，运用转换法。探究光的反射定律，通过光线 来反映光的传播路径，应用了模型法；探究阻力对物体运动的影响，通过小车通过距离的远近来反映阻力 的影响，应用转换法，故采用同种研究方法的是②。 四、计算题 11．（2023·江苏苏州·统考中考真题）如图甲，R 阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关 1 S、 ，断开 ，电流表示数为0.4A，再闭合开关 ，电流表示数变为0.6A。求： （1）电源电压； （2） 的阻值； （3）若只闭合S，1min内电阻 产生的热量。 【答案】（1）8V；（2） ；（3）108J 【详解】（1）闭合开关S、S，只有R 接入电路，则电源电压 1 1 （2）再闭合开关S，R 与R 并联，则通过R 的电流 2 1 2 2R 的阻值 2 （3）若只闭合S，R 与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R 的电流为0.3A，则1min 1 1 内电阻R 产生的热量 1 答：（1）电源电压为8V； （2）R 的阻值是40Ω； 2 （3）若只闭合S，1min内电阻R 产生的热量为108J。 1 12．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）图甲为某品牌饮水机及其铭牌，图乙为其内部简化电路图，该饮 水机有加热和保温两个挡位。R、R 均为电热丝，当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S 切换到加热 1 2 2 挡，当温度达到100℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c 水 =4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）电热丝R 的阻值； 1 （2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量； （3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量。 1 【答案】（1）440Ω；（2） ；（3）2000J 【详解】解：（1）由图乙可知，当开关S 闭合，开关S 接b时，电路中只有R，由 可知，饮水机 1 2 2 处于加热状态，则R 的阻值为 2当开关S 闭合，开关S 接a时，R 和R 串联，总电阻最大，由 可知，饮水机处于保温状态，则此 1 2 1 2 时电路的总电阻为 则电热丝R 的阻值为 1 （2）根据 可得，热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为 （3）当饮水机处于保温挡工作时，由欧姆定律可得，电路中电流为 根据串联电路的电流特点和 可得，饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量为 1 答：（1）电热丝R 的阻值为440Ω； 1 （2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为 ； （3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量为2000J。 1 13．（2023·重庆·统考中考真题）寒假期间，小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉（如图甲），铭牌上标有 “220V 484W”字样，电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作，将其单独接入家庭电路中，观察到表盘 如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次，忽略温度对电阻的影响。 （1）求电炉电阻丝的阻值； （2）求检测时电炉的实际功率； （3）小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下，她拆下整根电阻丝并分成两段，将其 中一段制作为阻值可调的电阻丝；将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻 丝的电流不超过其额定电流的情况下，坐垫的最大功率为27W，求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产 生的热量。【答案】（1）100Ω；（2）400W；（3） 【详解】解：（1）电炉丝的阻值为 （2）电炉丝消耗的电能 电炉丝的实际功率 （3）电阻丝的额定电流为 若串联最大功率为 所以电路为并联电路，如图： 并联后， 最大功率 的功率为 ，定值电阻的阻值为当 时，电路功率最小，电路以最小功率工作10s产生的热量为 答：（1）电炉电阻丝的阻值为100Ω； （2）检测时电炉的实际功率为400W； （3）发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量为62.5J。 14．（2023·四川德阳·统考中考真题）如图甲所示，电路中电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表 量程0~1.2A，滑动变阻器R（最大阻值未知），定值电阻R=100Ω。闭合开关S、S，断开开关S，将滑 2 3 1 3 2 动变阻器R 的滑片从b端移动到a端，流过定值电阻R 的电流与其两端的电压关系图像如图乙所示。求： 2 1 （1）定值电阻R 的阻值和滑动变阻器R 的最大阻值； 1 2 （2）若闭合开关S、S，断开开关S，使R 的滑片位于滑动变阻器的中点位置c，整个电路通电100s产 2 3 1 2 生的电热； （3）若闭合开关S、S，断开开关S，若电压表的量程为0~15V，在保证电路元件都安全的情况下，调节 1 3 2 滑动变阻器的滑片，电路总功率的变化范围。 【答案】（1）10Ω，50Ω；（2）720J；（3）2.4W~14.4W 【详解】解：（1）闭合开关S、S，断开开关S，滑动变阻器R 的滑片在a端时，此时只有定值电阻R 1 3 2 2 1 接入电路，由乙图可知，此时电路中的电流最大，故流过定值电阻R 的电流为I=1.2A，此时电压表的示 1 1 数等于电源的电压为U=12V；定值电阻R 的阻值 1 1 滑动变阻器R 的滑片在b端时，滑动变阻器最大值R 与R 串联，此时流过定值电阻R 的电流最小，由乙 2 2 1 1 图可知，流过定值电阻R 的电流为I=0.2A，R 两端的电压为U'=2V，滑动变阻器的电压 1 2 1 U=U-U'=12V-2V=10V 2滑动变阻器的最大阻值 （2）电源电压保持不变，若闭合开关S、S，断开开关S，电阻R 与R 并联，电流表测干路电流，使R 2 3 1 2 3 2 的滑片位于中间位置c点，滑动变阻器接入电路的电阻为R'=25Ω，此时通过滑动变阻器R 的电流 2 通过R 的电流 3 干路中的电流I =I+I'=0.12A+0.48A=0.60A 干 3 2 整个电路通电100s产生的电热为Q=UI t=12V×0.60A×100s=720J 干 （3）若闭合开关S、S，断开开关S，滑动变阻器R 的滑片在b端时，滑动变阻器R 与R 串联，变阻器 1 3 2 2 2 1 连入电路的电阻最大，此时R 两端的电压为2V，电流为0.2A，电路中的电流最小，电路的功率最小，最 1 小功率为P =UI =12V×0.2A=2.4W min min 滑动变阻器R 的滑片在a端时，接入电路的电阻最小，电路中的电流最大，尽管电压表的量程0~15V，但 2 电源电压为12V，此时电压表的示数最大值为12V，根据图像知，此时电流为1.2A；电路的最大功率 P =UI =12V×1.2A=14.4W max max 电路总功率的变化范围为2.4W~14.4W。 答：（1）定值电阻R 的阻值是10Ω，滑动变阻器R 的最大阻值50Ω； 1 2 （2）若闭合开关S、S，断开开关S，使R 的滑片位于滑动变阻器的中点位置c,整个电路通电100s产生 2 3 1 2 的电热720J； （3）若闭合开关S、S，断开开关S，若电压表的量程为0~15V，在保证电路元件都安全的情况下，调节 1 3 2 滑动变阻器的滑片，电路总功率的变化范围是2.4W~14.4W。