卷子答案网-一个不只有答案的网站06电功与电能的计算、焦耳定律的计算及其应用-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习
一．电功与电能的计算（共11小题）
1．甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能（ ）
A．甲灯的多 B．乙灯的多 C．一样多 D．不能确定
2．闪电蕴含着巨大的能量，将来有可能成为一种新型清洁能源。若某次闪电的电压约为108V，电流约为2×104A，持续放电时间10﹣3s，则这次闪电释放的能量约为 J。若按1度电0.5元计算，这次闪电所含能量的价值约为 元（保留一位小数）。
3．小充同学看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA h，则它充满电后存储的电能为 J；经查，该手机的待机电流为15mA h。
4．电动自行车有充电、行驶两种状态，局部电路如图。断开开关S，利用充电插口对蓄电池充电时 （选填“电源”或“用电器”）。电动机正常工作电压为36V，线圈电阻为1.2Ω，通过电动机线圈的电流为4A J，电动机消耗的电能为 J。
5．手机电池充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。现有一款手机电池容量为4000mAh，电池电压为4V，充满电后 J。
6．某5G手机充电时与其它家用电器的连接方式是 。该手机电池上标明电压为3.8V，容量4500mA h，充满电后储存的电能为 J。
7．如图甲是某消毒柜的电路原理简图，包括工作电路和控制电路。工作电路中的R0为阻值不变的加热电阻。控制电路电源电压恒定，电阻R1阻值为100Ω；置于消毒室内的R2为热敏电阻，其阻值随温度变化如表。加热一段时间，控制电路中的电流达到0.01A时，工作电路的开关S0自动断开；当消毒室内温度降到80℃时，控制电路中的电流为0.006A0自动闭合，电阻R0重新发热。在某次40min的消毒过程中，加热电阻R0的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）加热电阻R0的阻值；
（2）工作电路消耗的电能；
（3）消毒室内的最高温度。
温度t/℃ … 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 …
热敏电阻R2/Ω … 2100 1500 1150 900 720 591 550 520 500 485 …
8．如图所示，电路中的R1阻值为30Ω，当开关S闭合时，电流表示数为0.1A
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）通电1s，电流通过R2做的功。
9．如图甲为一款电饭锅的简化电路，其中R1和R2均为电热丝，煮饭时闭合开关S1、S2，饭熟后温控开关S2自动断开，电饭锅处于保温状态。图乙为电饭锅某次煮饭全过程功率随时间变化的图象。已知电饭锅保温挡的功率P1为110W，电阻R2的阻值为88Ω，家庭电路的电压U为220V。当电饭锅正常工作时，求：
（1）保温时的电流I1；
（2）加热时电饭锅的功率P；
（3）这次煮饭全过程电饭锅消耗的电能W。
10．助力“双减”爱护双眼，为了缓解眼睛疲劳，妈妈给小华购买了一款电加热眼罩，可以实现“高、中、低”温三个挡位的发热控制，中温挡发热时，功率为4.05W，中、低温挡工作时通过R1的电流之比为3：2。求：
（1）中温挡工作5min时，电路中所消耗的电能；
（2）中温挡工作时，电路中的电流；
（3）电阻R2的阻值；
（4）高温挡工作时的总电流。
11．某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
二．焦耳定律的计算及其应用（共14小题）
12．在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
①电源电压为4V
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：1
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
④实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω
A．只有①② B．只有②④ C．只有②③④ D．只有①②④
13．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝，通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则开关S接触 触点时（填“1、2”“2、3”或“3、4”），水龙头放出温水；水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量是 J。
14．一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光 （选填“串”或“并”）联一个电阻（小灯泡灯丝电阻不变），该电阻通电20s产生的热量是 J。
15．如图是家用电吹风的工作原理简图。电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风。已知此电吹风的热风挡额定功率为1100W，通过电动机的电流为1A。某段时间电吹风在热风挡正常工作
（1）电路的总电流。
（2）电热丝的电阻。
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量。
16．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，R为定值电阻（灯丝阻值不变）。闭合开关S，此时小灯泡正常工作
（1）通过小灯泡的电流；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）定值电阻R在1min内产生的热量。
17．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求：
（1）电源电压；
（2）电阻R2的阻值；
（3）通电1min，整个电路产生的热量。
18．如图所示，这是有加热和保温两挡的电热器的工作电路图，电源电压U＝220V。发热体由R1和R2两个电热丝（阻值均不变）构成，其保温功率为220W1、S2闭合时，通过电热丝R2的电流为5A。求：
（1）处于保温挡时通过电热器的电流；
（2）开关S1、S2，闭合时，电热丝R2在5min内产生的热量；
（3）电热器处于加热挡时正常工作0.5h消耗的电能。
19．如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0～80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时
温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150
（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
20．某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1＝55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
21．如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，表明烘干机内温度过高。
温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130
（1）电热丝R工作时的电流为多少？
（2）电热丝R通电10s产生的热量为多少？
（3）已知控制电路的电源电压U＝6V，当调节滑动变阻器R2＝70Ω时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号。
22．请你解释一下，为什么接在电路中的电炉子的电炉丝热得发红，而与其串联在一起的导线却不怎么热？
23．细心的小明发现，在新家装修时，爸爸挑选了更粗的导线来安装空调等大功率用电器。小明很疑惑，以防火灾，减小安全隐患。请你用所学的物理知识解释为什么安装大功率用电器时采用粗导线更好。
24．小华家最近在装修新房子。安装电线时，小华爸爸为了节约成本，想选择比规定的规格细的铜芯导线。小华知道后，解释小华爸爸若选择细的铜芯导线可能对电路造成的危害及其原因。
25．如图所示是一种应急的取火方法，取出口香糖的锡纸，剪成“螺旋桨”的形状，将锡纸条带锡的一面（亮面）接在电池的正负极
06电功与电能的计算、焦耳定律的计算及其应用-沪科版九年级上学期期末物理知识点突破练习
参考答案与试题解析
一．电功与电能的计算（共11小题）
1．甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能（ ）
A．甲灯的多 B．乙灯的多 C．一样多 D．不能确定
【答案】C
【解答】解：用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率，
由灯泡的铭牌可知，两个白炽灯的额定功率相等，
则它们正常发光时的实际功率P相等，
由W＝Pt可知，在相等时间t内它们消耗的电能相等。
故选：C。
2．闪电蕴含着巨大的能量，将来有可能成为一种新型清洁能源。若某次闪电的电压约为108V，电流约为2×104A，持续放电时间10﹣3s，则这次闪电释放的能量约为 2×109 J。若按1度电0.5元计算，这次闪电所含能量的价值约为 277.8 元（保留一位小数）。
【答案】2×109；277.8。
【解答】解：这次闪电释放的能量：W＝UIt＝108V×2×103A×10﹣3s＝2×108J＝2×109×kW h＝；
这次闪电所含能量的价值：kW h×0.8元/（kW h）≈277.8元。
故答案为：2×105；277.8。
3．小充同学看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA h，则它充满电后存储的电能为 39960 J；经查，该手机的待机电流为15mA 200 h。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：根据I＝可知，储存的电荷量：
Q＝It＝3000×10﹣3A×3600s＝10800C，
充电电流所做的功即储存的电能为：
W＝UIt＝UQ＝3.6V×10800C＝39960J。
该手机最长待机时间为：
t′＝＝＝200h。
故答案为：39960；200。
4．电动自行车有充电、行驶两种状态，局部电路如图。断开开关S，利用充电插口对蓄电池充电时 用电器 （选填“电源”或“用电器”）。电动机正常工作电压为36V，线圈电阻为1.2Ω，通过电动机线圈的电流为4A 5760 J，电动机消耗的电能为 43200 J。
【答案】用电器；5760；43200。
【解答】解：在对蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，所以此时蓄电池相当于电路中的用电器，通过的电流I＝4A，
则5min内电流通过线圈产生的热量为：Q＝I2Rt＝（4A）2×2.2Ω×5×60s＝5760J；
电动机消耗的电能为：W＝UIt＝36V×4A×5×60s＝43200J。
故答案为：用电器；5760。
5．手机电池充电时，电池相当于 用电器 （选填“电源”或“用电器”）。现有一款手机电池容量为4000mAh，电池电压为4V，充满电后 5.76×104 J。
【答案】用电器；5.76×104。
【解答】解：手机电池充电时，消耗电能；
手机电池的容量为：4000mA h＝4A h，
它充满后大约储存的电能为：W＝UIt＝4V×6A×3600s＝5.76×104J。
故答案为：用电器；7.76×104。
6．某5G手机充电时与其它家用电器的连接方式是 并联 。该手机电池上标明电压为3.8V，容量4500mA h，充满电后储存的电能为 61560 J。
【答案】并联；61560。
【解答】解：（1）手机充电时，手机相当于用电器；
（2）电池充满电后储存的电能：W＝UIt＝3.8V×4500×10﹣8A×3600s＝61560J。
故答案为：并联；61560。
7．如图甲是某消毒柜的电路原理简图，包括工作电路和控制电路。工作电路中的R0为阻值不变的加热电阻。控制电路电源电压恒定，电阻R1阻值为100Ω；置于消毒室内的R2为热敏电阻，其阻值随温度变化如表。加热一段时间，控制电路中的电流达到0.01A时，工作电路的开关S0自动断开；当消毒室内温度降到80℃时，控制电路中的电流为0.006A0自动闭合，电阻R0重新发热。在某次40min的消毒过程中，加热电阻R0的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）加热电阻R0的阻值；
（2）工作电路消耗的电能；
（3）消毒室内的最高温度。
温度t/℃ … 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 …
热敏电阻R2/Ω … 2100 1500 1150 900 720 591 550 520 500 485 …
【答案】（1）加热电阻R0的阻值为55Ω；
（2）工作电路消耗的电能为0.44kW h（或1.584×106J）；
（3）消毒室内的最高温度为130℃。
【解答】解：（1）由图乙可知，加热电阻R0的电功率为800W，
由P＝UI＝可知5的阻值：
；
（2）由图乙可知，R0工作时间：
t＝16min+（28min﹣21min）+（40min﹣33min）＝30min＝0.6h，
由P＝可知
W＝Pt＝0.88kW×0.6h＝0.44kW h＝1.584×106J；
（3）由表可知，当t＝80℃时，R2＝900Ω，此时电路中电流I＝0.006A，
由电路图可知R8、R2串联，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知
U＝I（R1+R5）＝0.006A×（100Ω+900Ω）＝6V，
当控制电路中的电流I′＝4.01A时，工作电路的开关S0断开，此时温度最高，
此时控制电路的总电阻：
由串联电路的电阻特点可知，此时R2的阻值：R2′＝R′﹣R5＝600Ω﹣100Ω＝500Ω，
由表可知当R2′＝500Ω时，消毒室内的最高温度：t＝130℃。
答：（1）加热电阻R0的阻值为55Ω；
（2）工作电路消耗的电能为6.44kW h（或1.584×106J）；
（3）消毒室内的最高温度为130℃。
8．如图所示，电路中的R1阻值为30Ω，当开关S闭合时，电流表示数为0.1A
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）通电1s，电流通过R2做的功。
【答案】（1）电源电压为3V；
（2）R2的阻值为10Ω；
（3）通电1s，电流通过R2做的功为0.9J。
【解答】解：（1）当开关S闭合时，两个定值电阻并联1的电流。
电源电压U＝U1＝I2R1＝0.5A×30Ω＝3V；
（2）根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I7＝I﹣I1＝0.6A﹣0.1A＝5.3A，
根据欧姆定律可知R2＝＝＝10Ω；
（3）通电1s，电流通过R2做的功W＝UI8t＝3V×0.8A×1s＝0.6J。
答：（1）电源电压为3V；
（2）R2的阻值为10Ω；
（3）通电6s，电流通过R2做的功为0.2J。
9．如图甲为一款电饭锅的简化电路，其中R1和R2均为电热丝，煮饭时闭合开关S1、S2，饭熟后温控开关S2自动断开，电饭锅处于保温状态。图乙为电饭锅某次煮饭全过程功率随时间变化的图象。已知电饭锅保温挡的功率P1为110W，电阻R2的阻值为88Ω，家庭电路的电压U为220V。当电饭锅正常工作时，求：
（1）保温时的电流I1；
（2）加热时电饭锅的功率P；
（3）这次煮饭全过程电饭锅消耗的电能W。
【答案】（1）保温时的电流为0.5A；
（2）加热时电饭锅的功率为660W；
（3）这次煮饭全过程电饭锅消耗的电能为1.0296×106J。
【解答】解：（1）由题意可知，该电饭锅保温挡的功率P1＝110W，家庭电路的电压U＝220V，
由P＝UI可得，保温时的电流：I1＝＝＝0.5A；
（2）由图甲可知，开关S6、S2同时闭合时，R1与R7并联，电饭锅处于高功率加热状态，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，加热时电阻R2的功率：P2＝＝＝550W，
则加热时电饭锅的功率：P＝P3+P2＝110W+550W＝660W；
（3）由图乙可知，这次煮饭全过程，保温阶段消耗的时间为0.5h﹣0.4h＝2.2h，
由P＝可得
W＝W1+W6＝P1t1+Pt5＝110W×0.2×3600s+660W×4.4×3600s＝1.0296×108J。
答：（1）保温时的电流为0.5A；
（2）加热时电饭锅的功率为660W；
（3）这次煮饭全过程电饭锅消耗的电能为3.0296×106J。
10．助力“双减”爱护双眼，为了缓解眼睛疲劳，妈妈给小华购买了一款电加热眼罩，可以实现“高、中、低”温三个挡位的发热控制，中温挡发热时，功率为4.05W，中、低温挡工作时通过R1的电流之比为3：2。求：
（1）中温挡工作5min时，电路中所消耗的电能；
（2）中温挡工作时，电路中的电流；
（3）电阻R2的阻值；
（4）高温挡工作时的总电流。
【答案】（1）中温挡工作5min时，电路中所消耗的电能1215J；
（2）中温挡工作时，电路中的电流0.45A；
（3）电阻R2的阻值10Ω；
（4）高温挡工作时的总电流1.35A。
【解答】解：（1）中温挡工作5min时，电路中所消耗的电能W＝Pt＝4.05W×4×60s＝1215J；
（2）由P＝UI可知，中温挡工作时中＝＝＝3.45A；
（3）由P＝可知，电功率越小，S1闭合、S5接B端时为高温挡，此时R1、R2并联，总电阻最小，S5断开、S2接A端时R1、R3串联，总电阻最大是低温挡，
则S1闭合、S2接A端时此时只有R3工作，为中温挡、低温挡工作时通过R1的电流之比为3：5，I低＝I中＝×0.45A＝5.3A；
S1断开、S7接A端时R1、R2串联，总电阻R＝R4+R2＝＝＝30Ω；
而中温挡R1＝＝＝20Ω；
则R2＝R﹣R4＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；
（4）S1闭合、S2接B端时为高温挡，此时R4、R2并联，I＝I1+I3＝+＝＝1.35A。
答：（1）中温挡工作5min时，电路中所消耗的电能1215J；
（2）中温挡工作时，电路中的电流0.45A；
（3）电阻R2的阻值10Ω；
（4）高温挡工作时的总电流8.35A。
11．某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由图乙知，加热挡的功率为P加热＝484W，加热时间为t＝5min＝300s，
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为：W＝P加热t＝484W×300s＝1.452×106J；
（2）当开关S、S0闭合时，R1与R6并联，电路中的总电阻最小可知，此时为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态；
根据图乙知保温挡的功率为44W，
根据P＝UI知，保温挡时通过R6的电流为：
I＝＝＝0.2A；
（3）因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，加热时电阻丝R2的电功率：
P2＝P加热﹣P1＝P加热﹣P保温＝484W﹣44W＝440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
由P＝可得2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为6.452×105J；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为7.2A；
（3）R2的阻值为110Ω。
二．焦耳定律的计算及其应用（共14小题）
12．在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
①电源电压为4V
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：1
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
④实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω
A．只有①② B．只有②④ C．只有②③④ D．只有①②④
【答案】B
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后、R1、R2串联，电压表V4测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
①因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，所以，电压表V5测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，此时电路中的电流最小，灯泡两端的电压UL＝3.5V，变阻器R2两端的电压U8＝3.5V，电路中的电流I＝5.1A
U＝UL+U2+IR3＝0.5V+2.5V+0.2A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，灯泡两端的电压UL′＝2.3V，变阻器R2两端的电压U2′＝7.75V，电路中的电流I′＝0.25A
U＝UL′+U2′+I′R7＝2.5V+2.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：
R8＝5Ω，U＝4.6V；
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，R1两端的电压为：
U1＝IR8＝0.1A×7Ω＝0.5V，
则定值电阻R8与灯泡L的电功率之比为：
＝＝＝＝，故②正确；
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为：
Q4＝I′2R1t＝（7.25A）2×5Ω×60s＝18.75J，故③错误；
④当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大
R7大＝＝＝35Ω；
当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小
R5小＝＝＝3Ω，
所以，为使灯泡能正常发光且安全，故④正确。
故选：B。
13．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝，通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则开关S接触 2、3 触点时（填“1、2”“2、3”或“3、4”），水龙头放出温水；水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量是 3.3×104 J。
【答案】2、3；3.3×104。
【解答】解：当开关S接触1、2触点时，电热丝不工作；
当开关S接触3、3触点时2电热丝工作，此时的电功率：P＝＝；
当开关S接触5、4触点时1、R5电热丝并联，
此时的电功率：P′＝+P＝；
比较可知，当开关S接触2，水龙头放出的是温水、4触点时；
水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量是：Q＝W＝Pt＝3300W×10s＝3.3×104J。
故答案为：5、3；3.6×104。
14．一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光 串 （选填“串”或“并”）联一个电阻（小灯泡灯丝电阻不变），该电阻通电20s产生的热量是 60 J。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：由题知，电源电压大于灯泡的额定电压，
所以，为使该灯泡正常发光，
由串联电路的电压特点可得，
灯泡正常发光时串联电阻R两端电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得
I＝IL＝＝＝0.4A，
由I＝可得
R＝＝＝12Ω；
该电阻通电20s所产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.7A）2×12Ω×20s＝60J。
故答案为：串；60。
15．如图是家用电吹风的工作原理简图。电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风。已知此电吹风的热风挡额定功率为1100W，通过电动机的电流为1A。某段时间电吹风在热风挡正常工作
（1）电路的总电流。
（2）电热丝的电阻。
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量。
【答案】（1）电路的总电流为5A；
（2）电热丝的电阻为55Ω；
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量为200J。
【解答】解：（1）由图可知电吹风在热风挡正常工作时，电动机和电热丝并联，
由P＝UI可知，电路中的总电流：I＝＝；
（2）根据并联电路的电流特点可知，通过电热丝的电流：IR＝I﹣IM＝5A﹣1A＝8A，
由I＝可知＝＝55Ω；
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量：Q＝IM2RMt＝（1A）2×5Ω×100s＝200J。
答：（1）电路的总电流为5A；
（2）电热丝的电阻为55Ω；
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量为200J。
16．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，R为定值电阻（灯丝阻值不变）。闭合开关S，此时小灯泡正常工作
（1）通过小灯泡的电流；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）定值电阻R在1min内产生的热量。
【答案】（1）通过小灯泡的电流为0.5A；
（2）定值电阻R的阻值为12Ω；
（3）定值电阻R在1min内产生的热量为720J。
【解答】解：由图可知，灯泡L与电阻R并联；
（1）闭合开关S，此时小灯泡正常工作，
由P＝UI可知，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.7A；
（2）根据并联电路的电压特点可知，定值电阻R两端的电压：UR＝UL＝12V，
根据并联电路的电流特点可知，通过定值电阻R的电流：IR＝I﹣IL＝1.5A﹣6.5A＝1A，
由I＝可知＝＝12Ω；
（3）定值电阻R在1min内产生的热量：Q＝Rt＝（6A）2×12Ω×1×60s＝720J。
答：（1）通过小灯泡的电流为4.5A；
（2）定值电阻R的阻值为12Ω；
（3）定值电阻R在1min内产生的热量为720J。
17．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求：
（1）电源电压；
（2）电阻R2的阻值；
（3）通电1min，整个电路产生的热量。
【答案】（1）电源电压是3V。
（2）电阻R2的阻值是15Ω。
（3）整个电路消耗的电能为90J。
【解答】解：（1）电源电压U＝U1＝I1R8＝0.3A×10Ω＝2V；
（2）根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：
通过电阻R2的电流I2＝I﹣I7＝0.5A﹣2.3A＝0.7A；
电阻R2的阻值：R2＝＝＝15Ω；
（3）整个电路消耗的电能W＝UIt＝3V×0.8A×1×60s＝90J。
答：（1）电源电压是3V。
（2）电阻R5的阻值是15Ω。
（3）整个电路消耗的电能为90J。
18．如图所示，这是有加热和保温两挡的电热器的工作电路图，电源电压U＝220V。发热体由R1和R2两个电热丝（阻值均不变）构成，其保温功率为220W1、S2闭合时，通过电热丝R2的电流为5A。求：
（1）处于保温挡时通过电热器的电流；
（2）开关S1、S2，闭合时，电热丝R2在5min内产生的热量；
（3）电热器处于加热挡时正常工作0.5h消耗的电能。
【答案】（1）处于保温挡时通过电热器的电流为1A；
（2）开关S1、S2，闭合时，电热丝R2在5min内产生的热量为3.3×105J；
（3）电热器处于加热挡时正常工作0.5h消耗的电能为2.376×106J。
【解答】解：（1）由P＝UI可知，处于保温挡时通过电热器的电流：I保＝＝＝1A；
（2）开关S1、S8闭合时，R1、R2并联，通过电热丝R2的电流为5A，根据并联电路的特点可知，R2两端的电压U4＝U＝220V，
电热丝R2在5min内产生的热量：Q＝W＝U4I2t＝220V×5A×7×60s＝3.3×103J；
（3）当开关S1、S2闭合时，R4、R2并联，根据并联电路的特点可知，根据P＝，电功率最大；
R8的电功率：P2＝U2I7＝220V×5A＝1100W，
加热挡的功率：P加＝P保+P2＝220W+1100W＝1320W，
由P＝可知加t′＝1320W×2.5×3600s＝2.376×105J。
答：（1）处于保温挡时通过电热器的电流为1A；
（2）开关S1、S3，闭合时，电热丝R2在5min内产生的热量为2.3×105J；
（3）电热器处于加热挡时正常工作3.5h消耗的电能为2.376×104J。
19．如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0～80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时
温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150
（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由题知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成，
则R在1min内产生的热量为：
Q＝W＝t＝4J；
（2）当温度为60℃时，由表格数据可知1＝50Ω，且此时滑动变阻器接入电路的阻值R6＝50Ω，线圈电阻R0＝20Ω，
则控制电路的总电阻为：
R总＝R1+R7+R0＝50Ω+50Ω+20Ω＝120Ω
此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为：
I＝50mA＝0.05A
控制电路的电压：
U＝IR总＝2.05A×120Ω＝6V；
（3）当控制电路电流I＝50mA，控制电路的总电阻最大为：
R最大＝＝＝120Ω，
衔铁被吸合切断工作电路，当滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω时，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：
R5＝R最大﹣R2﹣R0＝120Ω﹣80Ω﹣20Ω＝20Ω，由表中数据知可控制的最高温度为80℃；
当控制电路电流为40mA时，衔铁被释放接通工作电路
R最小＝＝＝150Ω，
当滑动变阻器R2的最小阻值为7时，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：
R1'＝R最小﹣R4＝150Ω﹣20Ω＝130Ω，
由表中数据知可控制的最低温度为35℃，
所以此装置可控制的温度最大范围是：35℃～80℃。
答：（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是3.4×104J；
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合；
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃。
20．某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1＝55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）当闭合S1、S2时，R6、R2并联，所以U＝U1＝U6＝220V，
取暖器工作时通过R1的电流：
I1＝＝＝4A；
（2）当只闭合S3时，只有R1工作，当闭合S1、S2时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，
电压是一定的，根据P＝，当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的电阻最大，电热取暖器处于低温挡，工作6min产生的热量：
Q＝R2t＝（4A）2×55Ω×2×60s＝5.28×104J；
（3）低温挡的额定功率：P低＝＝＝880W，
当闭合S3、S2时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，电热取暖器处于高温挡；
R2的电功率：P2＝P高﹣P低＝1320W﹣880W＝440W；
由P＝UI可知，通过电阻R6的电流：I2＝＝＝5A；
则R2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）取暖器工作时通过R3的电流是4A；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量是2.28×104J；
（3）R2的阻值为110Ω。
21．如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，表明烘干机内温度过高。
温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130
（1）电热丝R工作时的电流为多少？
（2）电热丝R通电10s产生的热量为多少？
（3）已知控制电路的电源电压U＝6V，当调节滑动变阻器R2＝70Ω时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号。
【答案】（1）电热丝R工作时的电流为4A；
（2）电热丝R通电10s产生的热量为8800J；
（3）已知控制电路的电源电压U＝6V，当调节滑动变阻器R2＝70Ω时，烘干机内温度60℃会发出报警信号。
【解答】解：（1）电热丝R工作时的电流为：
I＝＝＝4A；
（2）R在10s内产生的热量为：
Q＝I2Rt＝（3A）2×55Ω×10s＝8800J；
（3）由I＝可知，控制电路的总电阻：
R总＝＝＝120Ω；
根据串联电路的电阻特点可知，R1接入的阻值：
R7＝R总﹣R2＝120Ω﹣70Ω＝50Ω；
由表格数据可知，当R1的阻值为50Ω时温度为60℃。
答：（1）电热丝R工作时的电流为6A；
（2）电热丝R通电10s产生的热量为8800J；
（3）已知控制电路的电源电压U＝6V，当调节滑动变阻器R2＝70Ω时，烘干机内温度60℃会发出报警信号。
22．请你解释一下，为什么接在电路中的电炉子的电炉丝热得发红，而与其串联在一起的导线却不怎么热？
【答案】见试题解答内容
【解答】答：电炉在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝＝I导线，通电时间t相同，
∵Q＝I2Rt，R电炉丝＞R导线，
∴电流产生的热量：
Q电炉丝＞Q导线，
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。
23．细心的小明发现，在新家装修时，爸爸挑选了更粗的导线来安装空调等大功率用电器。小明很疑惑，以防火灾，减小安全隐患。请你用所学的物理知识解释为什么安装大功率用电器时采用粗导线更好。
【答案】安装空调等大功率用电器后，使电路的总功率变大，而电源电压不变，由P＝UI可知电路中的电流变大；
如果仍用原来的导线，导线较细、电阻较大，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在同样的时间内，电流通过导线产生较多的热量，容易烧坏绝缘皮而引起火灾；
而换成较粗的导线，电阻变小、产生的热量减少，这样可以缓解导线变热的情况，以防火灾，减小安全隐患。
【解答】答：安装空调等大功率用电器后，使电路的总功率变大，由P＝UI可知电路中的电流变大；
如果仍用原来的导线，导线较细，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在同样的时间内，容易烧坏绝缘皮而引起火灾；
而换成较粗的导线，电阻变小，这样可以缓解导线变热的情况，减小安全隐患。
24．小华家最近在装修新房子。安装电线时，小华爸爸为了节约成本，想选择比规定的规格细的铜芯导线。小华知道后，解释小华爸爸若选择细的铜芯导线可能对电路造成的危害及其原因。
【答案】在导线长度一定时，细的铜芯导线电阻比粗的铜芯导线的电阻更大，根据Q＝I2Rt可知，在通过的电流相同时，电阻大的细的铜芯导线在相同时间内产生的热量会更多，更容易引起导线绝缘皮快速老化，甚至直接起火，带来危险。
【解答】答：在导线长度一定时，细的铜芯导线电阻比粗的铜芯导线的电阻更大2Rt可知，在通过的电流相同时，更容易引起导线绝缘皮快速老化，带来危险。
25．如图所示是一种应急的取火方法，取出口香糖的锡纸，剪成“螺旋桨”的形状，将锡纸条带锡的一面（亮面）接在电池的正负极
【答案】因为锡属于金属，因此具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，电路中的电流较大，根据决定导体电阻的因素，在长度和材料相同时，横截面积越小，电阻越大，由Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，由于最窄处电阻大，所以产生的热量多，纸条中间最窄处先达到锡纸的着火点而使之冒烟起火。
【解答】答：因为锡属于金属，因此具有导电性，另一端接在电池的负极，电路中的电流较大，在长度和材料相同时，电阻越大2Rt可知，最窄处产生的热量多。
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