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第十八 章
电功率
第 4 节 焦耳定律
焦耳定律
1．含义：电能转化成的_____（电流的热效应）
2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成_____，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成正
比。
3．计算公式：Q=_____(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：Q=I2Rt，并联电路中常用公式：Q=U2t/R
②计算总热量常用公式Q =_____（无论用电器串联或并联）
总
4．当用电器为__________时，电能全部转化成内能，W=Q，特例：电动机为__________，W>Q。
内能 正比 正比 I2Rt Q+Q 纯电阻 非纯电阻
1 2
串、并联电路中的焦耳定律
对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=UIt，Q=t，
Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
1．在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；Q=Q+Q+Q+···。
1 2 32．串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=；
并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=。
【例题】如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R、R 都是加热电阻）。当加入冷水后，开关
1 2
接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器
额定电压为220 V，容量为50 L，加热功率为5.5 kW。[c =4.2×103 J/（kg·℃）]，求：
水
（1）R 的电阻；
1
（2）将水箱装满20 ℃的水加热到沸腾（标准大气压下），水吸收的热量；
（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104 J，为保持水温
不变，计算电阻R 的阻值。 学#￥科网
2
参考答案：（1）8.8 Ω （2）1.68×107 J （3）39.6 Ω
试题解析：（1）S接1时，电路为R 的简单电路，电路中的总电阻最小，电功率最大，饮水机处于加
11．（2018·朝阳综合）下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是
A．电冰箱 B．电风扇 C．电热水器 D．笔记本电脑
2．发现通电导体产生热量与电流、电阻、通电时间关系的物理学家是
A．牛顿 B．帕斯卡 C．焦耳 D．瓦特
3．（2018·安徽模拟）如图所示，在A、B两个容器内装有质量和温度都相同的水，已知R＞R，同时通电后
1 2
A．A中的水先沸腾
B．B中的水先沸腾
C．两容器中的水同时沸腾
D．无法确定
4．（2018·松北一模）下列电学物理量不能通过测量工具直接测量的是
A．电流
B．电压
C．电流通过导体产生的热量
D．家庭电路中电流做的功
5．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。两个密闭容器中的电阻一样大，在
其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，通电后，观察两个U形管中液面高度的变化。
实验现象表明
A．在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多
B．在电阻相同、通过电阻的电流相同的情况下，电流通过一个电阻的时间越长，这个电阻产生的热量越多
C．在通过电阻的电流和时间都相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多
D．在通过电阻的电流和时间都相同的情况下，电阻越小，这个电阻产生的热量越多
6．（2018·福田一模）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10 A。
这台电动机正常工作1 s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则
A．W=3 800 J，Q=200 J
B．W=3 800 J，Q=3 800 J
C．W=72 200 J，Q=200 J
D．W=72 200 J，Q=3 800 J
7．下列各种方法和措施中，不是为了防止电热危害的是
A．电脑机箱中安有电风扇
B．炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿
C．天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电
D．电视机的后盖上有许多散热孔
8．（2018·无锡一模）如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油，通电一段时间后（液体均不沸腾），发现
两只温度计示数上升得相同。不考虑热损失，则电阻R、R 的大小关系是
1 2
A．R＞R B．R＜R C．R=R D．无法确定
1 2 l 2 1 2
9．（2018·柳州一模）如图是电吹风，通过用途我们可以确定组成它的电器元件。下列一定不是组成电吹风的
电器元件是
A．电阻丝 B．小喇叭 C．开关 D．小电风扇
10．（2018·宝安二模）把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为t，若将这两根电热丝
0
并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热量损失）A．t B． t C． t D．2t
0 0 0 0
11．（2018·武汉一模）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是
A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等
B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1:2
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1:4
12．（2018·蒙自一模）电热器是利用电流的________来加热的设备，一台额定电压为220 V的电炉，电炉丝电
阻为44 Ω，正常工作10 min，电炉丝产生的热量是________J。
13．一台电动机正常工作时，两端的电压为220 V，通过线圈的电流为10 A，若此线圈的电阻为2 Ω，那么它
的电功率是_____W，这台电动机1 min内产生的热量是_____J。
14．（2018·孟津二模）英国物理学家________通过大量的实验研究，最先精确地确定了电流产生的热量跟电
流、电阻和通电时间的关系，即Q=I2Rt。为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为物理量
________以及热量的单位。
15．有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的。当线路连接处接触不良时，该处的电阻将
_____（填“减小”、“增大”或“不变”），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着
温度的升高而_____（填“减小”、“增大”或“不变”），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引
发火灾；电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，造成上
述现象的主要原因是___________________________________________________________。
16．（2018·广东模拟）如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关：
（1）若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的________两个密闭容器进行实验；
（2）通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器________中的电阻丝。
（3）如果通电时间一段时间发现乙和丙U形管中液面的高度差逐渐变大，但甲中不变，则可能的原因是
________________________________。17．李想为了验证“电阻和通电时间一定时，电流越大，通过导体产生的热量越多。”这一猜想，选用了如下
器材：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；装有煤油的烧瓶一个，烧瓶内电阻丝的阻值是
10 Ω，插在瓶中的温度计量程是0～100 ℃；导线若干。顺利完成了实验并记录了实验数据如下表。
（1）李想要用如图的电路完成实验，请你用笔画线代替导线将如图连接完整。
（2）实验结束后，李想为了缩短实验时间，对原实验方案稍加改动：实验器材不变，通电时间和电流的预
设值不变，第一次实验煤油初温仍为20℃，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开开关，直
接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预设值时开
始计时，20 s后记录末温······指出改动后方案的一点不足（可以结合原方案的实验数据）：
_____________________________。
18．在做“电流电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，盛名采用了如图甲所示的实验装置。
两个透明的容器中密闭了等量的空气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化。
（1）利用了如图甲实验装置的目的是探究_______________________________。
（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置的目的是探究，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，由此
可得出结论：在导体的___________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）“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一生活现象可用上面图______（填“甲”或
“乙”）的实验结论来解释。19．（2018·通州模拟）下列的家用电器在工作中，利用电流热效应工作的是
A．电风扇 B．笔记本电脑 C．电暖气 D．电冰箱
20．如图所示，AB和BC是由铝制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，下列
说法正确的是
A．AB段的电阻小于BC段的电阻
B．通电相同时间，AB段消耗的电能大于BC段消耗的电能
C．这两段金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的
D．若将AB段材料换成铜，其他条件不变，这两段导体的总电阻将变大
21．（2018·安徽模拟）下列实例中，为了防止电热危害的是
A．用电热毯取暖
B．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C．收音机、电视机的机壳上有许多小孔
D．孵化家禽的电热孵卵机
22．烧杯中装有质量为100 g的水,在其中放置一个阻值为210 Ω的电热丝。给电热丝通过0.5 A的电流。在不
计热量损失的情况下,通电1分钟[c =4.2×103 J/(kg·℃)]
水
A．电热丝产生的电热为315 J,水温升高7.5 ℃
B．电热丝产生的电热为3 150 J,水温升高7.5 ℃
C．电热丝产生的电热为315 J,水温升高75 ℃
D．电热丝产生的电热为3 150 J,水温升高75 ℃
23．小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看做导体）接在干电池正负两极上，如图所
示，锡箔纸较窄处最先燃烧。这是因为与长度相同的锡箔纸较宽处相比，较窄处
A．电阻较大 B．电流较大 C．电压较小 D．电功率较小
24．下列关于如图所示实验的说法中错误的是A．该实验研究的是电流的热效应
B．实验中采用了控制变量法
C．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少
25．在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快。原因是连接处
A．电流比别处小，产生的热量多
B．电阻比别处大，产生的热量多
C．电阻比别处小，产生的热量多
D．电流比别处大，产生的热量多
26．（2018·徐州校级模拟）用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10 min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来
使用，电源电压不变，则烧开同样一壶水的时间是
A．2.5 min B．5 min C．20 min D．30 min
27．对焦耳定律的理解，下列说法正确的是
A．电流做了多少功就有多少电能转化为内能
B．电流通过电阻产生的热量与电流成正比
C．用电器两端的电压越大，产生的热量越多
D．通过电阻的电流越大，产生的热量不一定越多
28．如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R＜R＜R）
1 2 3
分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是
A．a B．b C．c D．三个相同
29．丰丰同学自己设计了一个有“高”、“中”、“低”三挡火力的电火锅，其电路图如图所示，现在要使电
火锅调到“高”火力挡，则开关应该置于何处A．触点“1” B．触点“2” C．触点“3” D．触点“4”
30．（2018·江苏校级月考）关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是
A．根据 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据 可知，相同时间内产生的热量与电阻无关
D．根据 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
31．当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果要使它产生的热量为
2Q，下列办法中可行的是
A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的0.5
B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的0.5
C．将电阻变为原来的0.5，通电时间变为原来的2倍
D．将电压变为原来的0.5，电阻变为原来的2倍
32．（2018·连云港模拟）电流的热效应在日常生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况中
不属于防止电热危害的是
A．电视机的后盖有许多孔
B．家电长时间停用，隔段时间应通电一次
C．电动机外壳有许多散热片
D．电脑主板的CPU上有小风扇
33．随着科技的发展和人民生活水平的提高，旧的电网已越来越不适应人们生活用电的需要，为此很多地方
都开始了电网改造，改造后的家庭电网大大改善了生活用电的需求，下列说法正确的是
A．电能表的“容量”增大后，则用电器能消耗更多的电能
B．导线改成了更粗的铜线后，导线上的发热损失减少了
C．空气开关取代闸刀开关和熔断器，不仅使用方便，而且可靠性强
D．导线铺设在优质的塑料套管内，增加了用电的安全性
34．如图所示电路中，电源两端电压不变，R、R 的阻值分别为10 Ω和20 Ω，当S、S 均闭合时电压表的示数
1 2 1 2为6 V。通过R 的电流为_____A，通电1 min电流通过R 产生的热量是________J。
1 1
35．如图所示电路，电源电压6 V恒定不变，电阻R ＝20 Ω，R ＝60 Ω。当只闭合S时，电流表的示数为
1 2
_________A；当再闭合 S 时，电流表的示数为__________A，电路 1 分钟内总共产生的热量为
1
_____________J。
36．（2018·山西模拟）如图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系。物理学家
_______做了大量的实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时的关系。
37．（2018·河北检测）采用如图所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气
被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热
多少。
（1）如图所示是探究电流产生的热量跟__________的关系，通电一段时间__________（选填“左瓶”或
“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。
（2）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，该装置是探究电流产生的热量
跟__________的关系。
38．在“探究影响电流热效应的因素”的活动中，同学们根据对电暖器的观察猜想到电流通过电热器产生的热量可能与电流的大小、导体的电阻及通电时间有关.下面是同学们为验证猜测而进行的探究，请你帮他
们完成相关的内容。
（1）设计实验：如图甲所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时，煤油的温度会升高。因此，
可以将电阻丝产生热量的多少转换为液体温度的___________来反映；
（2）进行实验：①将如图所示的装置按图乙接入电路，闭合开关，观测在一定时间内液体温度的变化。②
保持_______不变，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验；此过程是为了验证电
流通过电阻丝产生的热量与_________的关系；③保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观
测液体温度的变化；④如图丙所示，将两段阻值_______（填“相等”或“不等”）的电阻丝分别装
在两个相同装置中，将它们串联接入电路中，是为了控制___________相等，通电一段时间，观测两
个装置中液体温度的变化。
（3）若要用图丙的装置探究水和煤油吸热升温的不同，需要对其中一个容器进行两点改变，一是将煤油
换成水，水的_________（填“质量”或“体积”）和温度与另一容器中液体相同；二是将电阻丝调
换为_________________________。
39．（2018·梧州）物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，如图所示是
在实验中铜导线烧断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其它同长度的铜导线相比，它
的
A．电阻较大
B．电压较小
C．电流较大
D．电功率较小40．（2018·钦州）电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得
发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是
A．电炉丝的电阻较大
B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的横截面大
D．通过电炉丝的电流较大
41．（2018·恩施）下列有关热和能的说法正确的是
A．对物体做功，物体内能一定增大
B．柴油机在压缩冲程中汽缸内空气的内能增大
C．晶体在熔化过程中内能保持不变
D．电流通过导体产生的热只与电流大小有关
42．（2018·宜宾）下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系
A．牛顿 B．焦耳 C．欧姆 D．法拉第
43．（2018·乐山）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是
A．电风扇 B．洗衣机 C．电热水壶 D．电视机
44．（2018·青岛）甲、乙两个电热器的电阻之比为1:3，产生的热量之比为4:1，通电时间之比为3:1，则通过甲、
乙两个电热器的电流之比为:
A．3:2 B．4:1 C．2:3 D．2:1
45．（2018·深圳）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，
通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
46．（2018·邵阳）将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路
中，若通电时间相同，则下列说法正确的是
A．电冰箱产生的热量最多
B．电脑产生的热量最多C．电热毯产生的热量最多
D．三者产生的热量一样多
47．（2018·大连）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处
电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S、S 时，加热器和照明灯同时工作。断
1 2
开S 后与断开S 前相比较，下列说法正确的是
2 2
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变弱
C．单位时间内长导线上消耗的电能减少
D．单位时间内整个供电线路消耗的电能不变
48．（2018·潍坊）最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是
A．欧姆 B．焦耳 C．奥斯特 D．法拉第
49．（2018·深圳）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，
通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
50．（2018·宜昌）两个定值电阻R、R 并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所
1 2
示，闭合开关S，则R，R 产生的热量之比为
1 2A．2:1 B．1:2 C．4:1 D．1:4
51．（2017·北部湾）如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，A、B
两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R、R 的电流分别为I、I，则
1 2 1 2
A．I＝I，A管中的液面较低；
1 2
B．I＝I，A管中的液面较高；
1 2
C．I＞I，A管中的液面较低；
1 2
D．I＞I，A管中的液面较高；
1 2
52．（2018·镇江）如图是研究“相同时间内导体产生的热量与______的关系”的装置。每只烧瓶中煤油质量均
为200 g，电阻丝 ，电路中电流 。通电5 min后，左侧烧瓶中的煤油温度升高了 ，
煤油吸收的热量为______J， 产生的电热为______J。
53．（2018·营口）如图所示是一种电热暖手袋的简易电路图，当专用插头插入电源并闭合开关S时，红色指示
灯L和发热体R之间的连接方式是______，电流通过发热体R会使其温度升高，这种现象叫做电流的
______效应。54．（2018·辽阳）如图所示实验装置，可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与_____的关系。
将装置接在电压为3 V的电源上，通电2 min，电流通过电阻R 产生的热量为_______J。
2
55．（2018·济南）如图所示，电热水壶上标有“220 V 1 800 W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很
快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻________。在额定电压下，烧开一
壶水用时3 min20 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为________J。
56．（2018·枣庄）如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220 V，R、R 的阻值分别为11 Ω、22 Ω，通过旋
1 2
转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个档位的转换，电热器在低温工作时的电功率是
_____W，在高温档工作1 min产生的热量是_____J。
57．（2018·吉林）一只标有”8 V 0.4 A”的小灯泡，接在电源电压为12 V的电路中，为使其正常发光，应串联
一个________Ω的电阻；该电阻通电10 s所产生的热量是________ J。
58．（2018·哈尔滨）通过110 Ω电阻丝的电流是2 A，产生8 800 J的热量需要通电________s，这段时间电流
做的功是________。
59．（2018·成都）如图所示，电热水壶上标有“220 V 1 800 W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很
快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻________。在额定电压下，烧开一壶水用时3 min20 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为________J。
60．（2017·湖州）如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入
粗细、材料相同的电阻丝R 和R ，R 长度大于R 。闭合开关，经过一段时间t 后，甲玻璃管液面上升
甲 乙 甲 乙 1
高度h ________（填“大于”或“小于”）乙玻璃管液面上升高度h 。断开开关，当两根玻璃管液面回
甲 乙
到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h 所需时间t___________(填
甲 2
“大于”或“小于”)t。
1
61．（2017·沈阳）电热水器在工作的过程中，把电能转化成____能。某电热水器的铭牌如图所示，在该电热
水器中装初温为25 ℃，质量为60 kg的水，在额定电压下工作1 400 s，水温升高10 ℃。则水吸收的热
量是___________J，电热水器消耗的电能是_____________J。[水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)]
62．（2018·怀化）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示，两透明容器中
密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管
中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电热丝的电流________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的
________的关系。
（2）图乙是探究电流通过导体产生的热量与________的关系。（3）在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的________来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
（4）英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成
正比，跟导体的____________成正比，跟____________成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式
为____________。
63．（2018·赤峰）如图所示，电源电压为6 V，小灯泡上标有“2 V 0.4 W”字样，小灯泡电阻不变。闭合开关后，
滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）滑片移动到中点位置时，滑动变阻器接入电路的电阻值；
（3）滑动变阻器的滑片移动到最右端后，通电10 s小灯泡产生的热量。
64．（2018·重庆B）如图所示的电路中，定值电阻R＝40 Ω，R＝20 Ω，电压表示数为10 V。求：
1 2
（1）通过R 的电流；
2
（2）通电300 s，电流通过R 所做的功．
1
65．（2018·凉山）如图甲所示，滑动变阻器R 标有“50 Ω 1 A”字样，电源电压为8 V且保持不变。当开关S闭
2
合时，电流表A 和A 的指针偏转情况如图乙所示。求：
1 2
（1）电阻R 的阻值
1
（2）通电100 s，电流通过电阻R 产生的热量；
1
（3）再次移动滑动变阻器R 的滑片P，使两电流表指针偏离零刻度的角度相同，此时滑动变阻器R 消耗
2 2
的电功率P。
266．（2018·深圳）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知
滑动变阻器R 的最大阻值为100 Ω，用于加热的电阻丝R 的阻值为55 Ω．求闭合开关S后：
0 1
（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；
（2）电热丝的最大加热功率；
（3）在最大加热功率下，用时100 s可以将1 kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热
容为c=2.5×103 J/（kg·℃）]
67．（2017·济南）如图所示电路中，灯泡L上标有“12 V 3 W”字样，R为定值电阻。闭合开关S后，灯泡L恰
好正常发光，电流表的示数为0.45 A。通过计算回答：
（1）灯泡L的额定电流是多少安？
（2）定值电阻R的阻值是多少欧？
（3）该电路工作5 min，定值电阻R产生得热量是多少焦？
68．（2017·包头）容积为1 L的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为1 000 W，保温时功率为121 W，简
化电路如图乙所示，S为加热和保温自动转换开关，在一个标准大气压下，该电热壶正常工作，将一壶初
温为20 ℃的水烧开，此过程中电热壶的效率为70%。[c =4.2×103 J（kg·℃）]求：
水
（1）电阻R 的阻值；
2
（2）在此过程中，水吸收的热量；
（3）烧开一壶水，需要的加热时间。4．C【解析】A、电流可用电流表来直接测量，故A不合题意；B、电压可用电压表来直接测量，故B不合题意；
C、电流通过导体产生的热量无法直接测量，可利用焦耳定律Q=I2Rt进行间接测量或计算，故C符合题意；
D、家庭电路中电流做的功可用电能表来直接测量，故D不合题意。故选C。
5．A【解析】由图知,外置的电阻和容器内的电阻并联,则通过左边容器内电阻的电流大于通过右边容器内电
阻的电流；而两侧容器内的电阻相同,通电时间相同,左侧液面高度较高,说明左侧产生的热量较多,可得在
电阻和通电时间相同时,通过电阻的电流越大,产生的热量越多，故A正确。
6．A【解析】电动机正常工作1 s消耗的电能W=UIt=380 V×10 A×1 s=3 800 J，电动机正常工作1 s产生的热量
Q=I2Rt=(10 A)2×2 Ω×1 s=200 J，故A正确。
7．C【解析】电脑机箱中安有电风扇，是为了散热而防止电热危害，A不符合题意；炎热夏天，连续长时间工作
的电视机要停用一会儿，是为及时散去产生的热量，B不符合题意；天气潮湿时，长期不用的电器隔一段
时间要通一次电，是为了产生电热，驱除机器的湿气，是利用的电热，C符合题意；电视机的后盖上有许多
散热孔，也是为散去产生的热量，D不符合题意。
8．A【解析】∵c ＞c ，△t= t，水与煤油的质量m相等，∴由Q=cm t，可知Q＞Q，∵通过两电阻的电
水 煤油 1 2 1 2
流I与通电时间t相等，Q＞△Q，Q=I2Rt，可知，R＞R；故选A。 △
1 2 1 2
9．B【解析】根据电吹风的使用可知，电吹风可吹热风：当电阻丝和小电风扇同时工作；也可吹冷风：只有小电
风扇工作时，故电阻丝和小风扇是组成电吹风的元件；开关是电路的基本组成元件；只有小喇叭与电吹风
无关；故选B。10．C【解析】两根阻值相同的电热丝串联后的总电阻为2R，两根阻值相同的电热丝并联后的总电阻为
0.5R，烧开同一壶水所需要的热量是相等的；则：Q=W= ，解得：t= t ，故C正确。故选
0
C。
12．热效应 6.6×105
【解析】电热器是利用电流的热效应来加热的设备；电炉属纯电阻电路，其消耗的电能全部用来产生热量，
U2 (220V)2
t
故Q=W= R 44 ×10×60 s=6.6×105 J。 学科￥%网
13．200 1.2×104
【解析】它的电功率 。电动机1 min内产生的热量：
。
14．焦耳 功和能
【解析】英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和
通电时间的关系，得出Q=I2Rt。为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为功和能（能量）以及热量
的单位。
15．增大 增大 导线和电炉丝串联，通过的电流、时间相等，而电炉丝的电阻比导线大得多，根据焦耳定律，
电阻大产生热量多16．（1）甲、乙 （2）乙 （3）甲装置漏气
【解析】（1）电流产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关，要探究电流产生热量的多少与电阻的关
系时，应控制电流和通电时间相同，改变电阻的阻值，由图可知甲、乙符合；
（2）甲、乙中，通过它们的电流和通电时间相等，由Q=I2Rt可知，乙的电阻大，则乙产生的热量大于甲产
生的热量；甲、丙中，电阻和通电相等，由并联电路的电流特点可知通过甲的电流大于通过乙的电流，由
Q=I2Rt可知，甲产生的热量多，综上可知，产生热量最多的是密闭容器乙中的电阻丝。
（3）甲装置中的液面的高度差不发生变化，说明内部气体的压强不变，故障原因是甲装置漏气。
17．（1）如图所示 （2）第二、三次实验的起始温度错误
【解析】（1）根据表格中的数据，实验中电路最大电流为0.4 A，所以电流表选择0～0.6 A，滑动变阻器按
照“一上一下”的原则串联接入电路即可。
（2）实验中把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，但表格中初温相同，所以第二、三次实验的起始
温度错误。
18．（1）电流产生热量跟电阻的关系 （2）电阻 电流 （3）甲
【解析】（1）图甲的目的是为了探究电流产生热量与电阻关系。
（2）通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，说明A中吸热较多，由图可知左边电阻的电流比右边电
阻电流大，所以可以得出结论：在导体电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。（3）电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热，这是因为电炉丝电阻比导线电阻大得多的缘故，此
现象可由图甲的实验结论来解释。
22．B【解析】电流产生的热量为Q=I2Rt=(0.5 A)2×210 Ω×60 s=3 150 J，水温会升高
。
23．A【解析】锡箔纸是串联在电路中的，通过任何地方的电流都是相等的，宽处的电阻较小，较窄处的电阻较
大，电阻越大，产生的热量越多，故应选A。
24．C【解析】由实验装置可知，该实验研究电流产生的热量与什么因素有关，探究的是电流的热效应，故A正
确。电流产生的热量，与电阻的大小，电流的大小和通电时间有关。研究其中一个因素对电流产生热量多
少的影响，而保持其他两个因素不变，这种方法是控制变量法，故B正确。由 ，观察实验现象可
知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越多，故C错误，符合题意。实验中是通过观察温度计示数
的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少，这种方法叫转换法，故D正确。故选C。
25．B【解析】在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生
的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾，由上述可知选项A、C、D都不正确，故选B。27．D【解析】电流做可以转化为其它多种形式的能，如机械能、化学能，所以A错误；根据 ，热量与
电流的平方成正比，故B错误；根据 ，产生的热量与电流的平方、电阻、通电时间成正比，故C
说法错误；根据 ，产生的热量与电流的平方、电阻、通电时间成正比，与三个量有关系，所以单
纯电流越大时，产生的热量不一定多，D正确。
28．C【解析】如图：三个电阻丝串联，电流相等，根据焦耳定律 ，在电流和通电时间相等的情况下，
电阻越大，产生的热量越多，瓶内气体温度升高体积变大，所以电阻最大的瓶的气球体积变化最大。故选
C。
29．A【解析】由 可得，电压一定，电阻越小，电路的电功率越大。当开关S接“1”时，只有一个电热丝
连入电路；当开关接“2”时，两个电热丝串联在电路中；当开关接“3”时，三个电热丝串联在电路中。根
据串联电阻的关系，当开关接触点“1”时，电阻最小，电路的电功率最大，电路处于“高”火力档，故A
正确。
30．D【解析】A项，没有控制电流一定，相同时间内电阻越大，产生的热量不一定越多，故A项错误。B项，没
有控制电压一定，相同时间内电阻越大，产生的热量不一定越少，故B项错误。C项，此公式是导出式，只
能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有关要看定义式，故C项错误。D项，电
流、时间一定时，电热与电阻成正比，故D项正确。
31．A【解析】将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的1/2，由Q=U2/Rt可知，产生的热量变为2Q，故A
正确；将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的1/2，由Q=U2/Rt可知，热量变为原来的四分之一，故
B错误；将电阻变为原来的1/2，通电时间变为原来的2倍，由Q=U2/Rt可知，热量变为原来的4倍，故C错误；将电压变为原来的1/2，电阻变为原来的2倍，由Q=U2/Rt可知，热量变为原来的1/8，故D错误，故
选A。
34．0.6 216
【解析】由电路图可知,当S、S 均闭合时，电路为R 的简单电路，电压表测电源的电压，则电源的电压U
1 2 1
6 V，通过R 的电流 ，通电1 min电流通过R 产生的热量
1 1
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35．0.3 A 0.4 A 144
【解析】当只闭合S时,只有R 接入电路,则电路中电流 ；当在把S 闭合时,两电
1 1
阻并联,R 两端的电压不变,故通过R 的电流不变；通过R 的电流： ；由并联电
1 1 2
路的电流规律可得，电流表的示数I＝I+I＝0.3 A+0.1 A＝0.4 A；由焦耳定律可得，电路在1 min内共产
1 2
生的热量Q＝I2Rt＝UIt＝6 V×0.4 A×60 s＝144 J。
36．电阻 焦耳
【解析】由图可知，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，探究
电流产生热量跟电阻的关系；英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出Q＝I2Rt。
37．（1）电流 左瓶 （2）电阻
38．（1）变化 （2）电阻和时间 电流 不等 电流和时间 （3）质量 与另一装置中电阻相等的电阻丝
【解析】（1）实验利用了转换法，即将电阻丝产生热量的多少转换为液体温度的变化，使不易直接观测的
量转换不容易观测的量的方法。
（2）②调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验目的要研究电热与电流的关系，所以应保
持电阻和通电时间相等。④如图（丙）所示，将它们串联接入电路中，利用了串联电路电流相等的特征，
当然通电时间也一定相等，可以研究电热与电阻的关系，应选择两段阻值不同的电阻丝分别装在两个相
同装置中，通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化。
（3）若要用图（丙）的装置探究水和煤油吸热升温的不同，根据控制变量法的思想，应保证两种液体的质
量相等，初温相同，并且容器中的电阻值也应该相等，这样相等时间产生的热量才相等。
39．A【解析】由题，将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，电流只有一条路径，铜导线中电流处处相等，根据焦
耳定律公式 可知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因
此电阻大的位置容易被烧断，故A正确为答案。
40．A【解析】电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，串联时电流相等，即 ，通电时间t相同；因为
电炉丝电阻大，导线电阻小，即 ，根据 可知，电炉丝产生的热量多，即
；从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。故选A。41．B【解析】A、对物体做功，但同时物体放出热量，物体内能不一定增大，故A错误；B、柴油机在压缩冲程中，
活塞压缩空气，对空气做功，汽缸内空气的内能增大，故B正确；C、晶体在熔化过程中，温度不变，但吸
收了热量，内能变大，故C错误；D、电流通过导体产生的热与电流大小、通电时间、导体的电阻有关，故
D错误。故选B。
44．D【解析】根据 得： ；则电流之比为： 。故
D正确。 学#￥科网
45．D【解析】通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是转换法；故A不正确；由图可以
看出，两个电阻丝是串联在一起的，所以电流是相等的，故C错误，右侧玻璃管中液面比左侧高，说明右
侧产生的热量较多，根据焦耳定律 可知，在电流强度和通电时间相同时，电阻越大，导体产生
的热量越多。所以右侧电阻丝的阻值比左侧大，故B错误；该装置是用于探究电流通过导体产生的热量
多少与电阻大小的关系的，故D正确。故选D。
46．C【解析】∵接在家庭电路中，U=220 V，∴三种用电器的实际功率： ；又∵ ，用
电器工作时间t相等，∴三种用电器消耗的电能相同；∵电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械
能，产生的热量很小，电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为热量；∴产生热量最多的是电热
毯。故选：C。
47．C【解析】如图电路，闭合开关S、S 时，加热器和照明灯同时工作，两者并联，电阻小，干路电流大，根据
1 2知，此时功率大。断开S 后，只有照明灯工作，干路电流变小，功率变小，根据 知，单位时
2
间内整个供电线路消耗的电能减小，故D错误；若长导线的电阻为R，由于电流变小，根据 知，导
线分得电压减小，所以灯两端电压变大，根据 知，灯的功率变大，会变亮，故AB错误；根据
知，电流变小，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C正确；故选C。
48．B【解析】英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和
通电时间的关系，得出Q=I2Rt；为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量（能量）的单位，故
选B。
51．D【解析】根据如图的连接电路，通过R 电阻的电流为干路电流，通过R 电阻为支路电流，故I＞I，由焦
1 2 1 2
耳定律电热Q ＝I2Rt可知：R 电阻产生的电热多，根据液体的热胀冷缩原理，A管中的液面较高；故应
电热 1
选D。
52．电阻 840 1 500
【解析】由图可知，设计成串联电路，可以控制电流和通电时间相同，可以探究电流通过导体产生的热量
与电阻大小的关系；煤油吸收的热量： ；电阻
丝电阻丝 在5 min内产生的热量为： 。53．并联 热
【解析】读图可知，电路中有两条电流的路径，因此红色指示灯L和发热体R之间的连接方式是并联；电
流通过发热体R会使其温度升高，这种现象叫做电流的热效应。除超导现象外，电流流过导体都会发热。
54．电阻 24
【解析】由图知道，不同阻值的两个定值电阻串联，所以通过的电流相同，当通电时间相同，可以探究电
流产生热量与电阻大小的关系；串联电路总电阻是：R=R +R=10 Ω+5 Ω=15 Ω，根据题意由欧姆定律知
1 2
道，电路电流是：I=U/R=3 V/15 Ω=0.2 A，所以通电2 min时，电流通过电阻R 产生的热量是：Q=I2Rt=
2 2 2
（0.2 A）2 ×5 Ω×2×60 s=24 J。 学#@科网
55．小 3.6×105
56．2 200 3.96×105
【解析】根据P＝ ，当电阻最大时，电功率最小，开关S接触bc时只有R 连入电路时为低温档，P ＝
2 小
＝2 200 W，当两电阻并联时，开关S接触c、d时两电阻并联此时电路的总电阻最小，R
＝ ，在高温档工作1 min产生的热量是：Q ＝ t＝ ×60 s
并 高
＝3.96×105 J。
57．10 16
【解析】根据串联电路中总电压等于各分电压之和，则串联电阻R两端电压：U =U﹣U =12 V﹣8 V=4 V，
R L
因串联电路中各处的电流相等，所以灯泡正常工作时电路中的电流：I=0.4 A，由I=U/R可得，串联电阻R
的阻值：R=U /I=4 V/0.4 A=10 Ω；此时该电阻通电10 s产生的热量为：Q =I2Rt=（0.4 A）2×10 Ω×10 s=16
R R
J。
58．20 8800 J【解析】因为Q=I2Rt，所以通电时间为t= ；电热丝工作过程中，电流做的功
等于产生的热量，所以电流做功8 800 J。
59．小 3.6×105
【解析】热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比电线的电
阻大得多，由焦耳定律Q=I2Rt可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电热丝很热，但
与之相连的电线却不怎么热；在额定电压下，烧开一壶水用时3 min20 s，这段时间内电热水壶发热体产
生的热量：Q=Pt=1 800 W×（3×60 s+20 s）=3.6×105 J。
60．大于 大于
61．内 2.52×106 2.8×106
【解析】电热水器在工作的过程中，把电能转化成内能；水吸收的热量
，电热水器消耗的电能W=Pt=2 000
W×1 400 s=2.8×106 J。
62．（1）相等 电阻 （2）电流大小 （3）高度差 （4）电阻 通电时间 Q＝I2Rt
【解析】（1）在图甲中，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I与通电时间t相同；
故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。
（2）在图乙中，电阻和通电时间时相同的，而通过它们的电流不同，故探究导体产生的热量与通过导体的
电流关系。
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，
这种研究方法叫转换法；
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成
正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为 。
63．（1）10 Ω （2）20 Ω （3）1.44 J【解析】（1）根据 可得，小灯泡的电阻： ；
（2）当滑动变阻器滑片移动到中点位置时，此时灯泡与滑动变阻器串联，此时小灯泡正常发光，电流为：
。
根据串联电路的电流和电压特点可得，此时滑动变阻器接入电路的电阻为：
；
（3）滑动变阻器的滑片移动到最右端后，连入电路的滑动变阻器最大阻值：
由 可得，此时电路的电流： ；
滑动变阻器的滑片移动到最右端后，通电10 s小灯泡产生的热量：
。
64．（1）0.5 A （2）3 000 J
65．（1）10 Ω （2）640 J （3）1.6 W
【解析】（1）由图甲可知，滑动变阻器R 与电阻R 并联，电流表A 测量R 支路的电流，电流表A 是测量
2 1 1 2 2
干路的电流。 学科#￥网
由图乙可知，A 的量程为0~0.6 A，示数为0.4 A，即I=0.4 A；
1 2
A 的量程为0~3 A，其示数为1.2 A，即I=1.2 A；
2
因并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过R 的电流为：
1根据 得R 的阻值为： ；
1
（2）通电100 s，R 产生的热量： ；
1
（3）根据电流表两个量程知，当两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同时，电流表A 的示数是电流
2
表A 示数的5倍，即： ；
1
根据并联电路的特点可知，滑片移动时，通过R 的电流I 不变，仍然为0.8 A，根据并联电路干路电流等
1 1
于各支路电流之和可知： ；
所以可得：
即：
解得：
根据 得变阻器R 消耗的功率为： 。
2
66．（1）1.4 A （2）880 W （3）35.2 ℃67．（1）0.25 A （2）60 Ω （3）720 J
【解析】（1）根据公式P=UI得，灯泡L的额定电流I =P /U =3 W/12 V=0.25 A；
L L L
（2）因R与L并联，且L正常发光，电源电压U=U =U =12 V，通过定值电阻R的电流I =I-I =0.45 A-0.25
L R R L
A=0.2 A，根据公式I=U/R得，R的阻值R=U /I =12 V/0.2 A=60 Ω；
R R
（3）t=5 min=300 s定值电阻R产生的热量Q=I 2Rt=(0.2 A)2×60 Ω×300 s=720 J。 学@#科网
R
68．（1）400 Ω （2）3.36×105 J （3）8 min
【解析】（1）由电路图可知，当开关S闭合时，R 与R 并联，电路的电阻较小，由P= 可知此时电热水
1 2
壶的功率较大，为加热档，P =1 000 W；当开关S断开时，电路中只有R ，电热水壶的功率
加热 2
