卷子答案网-一个不只有答案的网站18.4 焦耳定律 同步练习
一、单选题
1．（2022秋·河北邢台·九年级统考期末）如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A． 洗衣机 B． 电饭锅
C． 笔记本电脑 D． 家用音响设备
2．（2022秋·河北廊坊·九年级统考期末）如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。三个电阻均为10Ω，两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法正确的是（ ）
A．图示是为了探究导体产生的热量与电阻的关系
B．流过三个电阻的电流相等
C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
D．R3没有发热
3．（2022秋·河北保定·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．甲实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
B．乙实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C．甲、乙两实验都可以用来探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内电流通过导体产生的热量之比为2∶1
4．（2022秋·河北承德·九年级统考期末）甲、乙两只灯泡分别标有“4V，2W”和“2V，1W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（ ）
A．通电时间相同时，电流通过甲灯做功一定比通过乙灯做功快
B．通电时间相同时，甲灯消耗的电能一定比乙灯消耗的电能多
C．两只灯泡并联接在电源上时，干路中允许通过的最大电流为1A
D．两只灯泡串联接在电源上时，相同时间内甲灯比乙灯产生热量多
5．（2022秋·河北衡水·九年级期末）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为40Ω
C．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6W
D．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J
6．（2022秋·河北邢台·九年级统考期末）将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值20Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20min，电流产生的热量是（ ）
A．6×104J B．3×103J C．6×103J D．12×104J
7．（2022秋·河北邯郸·九年级统考期末）如图两个发热电阻R1＜R2，当它们并联在同一电源上时，闭合S后，对被凡士林粘住的相同火柴甲、乙，下列说法正确的是（ ）
A．甲先掉下 B．乙先掉下
C．一起掉下 D．都不会掉下
8．（2022秋·河北衡水·九年级期末）两个电热丝的阻值相等，把这两个电热丝串联起来使用时，烧开一壶水需要20分钟；如果把它们并联在同一电源上使用，烧开同样一壶水需要的时间是（ ）
A．5分钟 B．10分钟 C．20分钟 D．40分钟
9．（2022秋·河北唐山·九年级统考期末）图示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手， 这是因为 （ ）
A．电流通过导线时没有产生热效应
B．通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D．电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
10．（2022秋·河北保定·九年级期末）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A．三个用电器产生的热量一样多 B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多 D．电烙铁产生的热量最多
11．（2022秋·河北邢台·九年级统考期末）两个相同容器分别装满质量相等的水，用不同加热器加热，得到如图所示的水温与加热时间的图像，不考虑热损失，则（ ）
A．加热相同时间，两杯水吸收的热量相同
B．吸收相同的热量，甲杯的水升温比乙杯多
C．甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同
D．加热器1的实际功率比加热器2小
二、多选题
12．（2022秋·河北保定·九年级统考期末）如图所示，电源电压为4.5V不变，小灯泡的额定电压为2.5V，R1=10Ω，电压表量程为0~3V。闭合开关S1、S2，将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时，小灯泡正常发光。只闭合开关S1，滑动变阻器R2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，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.5W
B．闭合开关S1、S2，将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时，通电5min，电阻R1产生的热量为120J
C．滑动变阻器R2的最大阻值为5Ω
D．电路消耗的最大功率0.9W
13．（2022秋·河北保定·九年级统考期末）如图所示是两定值电阻R1和R2中的电流与其两端的电压关系图像。则下列说法中正确的是（ ）
A．将电阻R2接在2V的电源上，通电1min消耗的电能是24J
B．当R1和R2两电阻串联后接在4V的电源上时，两电阻的功率之比是2:1
C．当R1和R2两电阻并联后接在4V的电源上时，相同时间产生的热量之比是1:2
D．给R1和R2两电阻两端加相同的电压，要让它们产生相同的热量，则通电时间之比是1:2
三、填空题
14．（2022秋·河北廊坊·九年级统考期末）小明的妈妈是一个手机控，她一有时间总是抱着手机不停地刷屏。有一次她连续刷屏2个小时，使手机温度明显升高，手机温度升高是因为电流的 效应；如果手机工作时的总电阻是12欧姆，工作电流为250mA，那么，她刷屏2个小时，手机一共能产生 J的热量。
15．（2022秋·河北秦皇岛·九年级统考期末）一台直流电动机两端的电压为6V，通过电动机的电流为2A，线圈的电阻为0.5Ω。则在1min内电动机消耗的电能为 J，产生的热量为 J。电动机工作时，主要是电能转化为 。
16．（2022秋·河北保定·九年级期末）如图所示的实验装置，两个相同的透明容器中，封闭等量的空气，通电前，A、B两U形管内的液面相平，接通电源一分钟后， （填A或B）U形管内的液面高度差较大。实验装置中，两电阻丝是 联的，本实验的结论是： 。
17．（2022秋·河北廊坊·九年级统考期末）一只电烙铁的额定电压是 220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率是 W，在额定电压下通电 10min 产生 J热量。
18．（2022秋·河北沧州·九年级统考期末）如图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220V，具有“加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为400W和40W。则R2的阻值为 Ω，电热饮水机在加热挡工作5min产生的热量为 J。
19．（2022秋·河北唐山·九年级统考期末）如图所示是一款养生壶和它的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡，电源电压为220V，电阻丝R1＝44Ω，R2＝356Ω。养生壶在“加热”挡工作时，电功率为 W，现将壶内1kg的水从20℃加热到75℃，水吸收的热量是 J，加热过程中若不计热量损失，所需加热时间为 s；在“保温”挡工作时，10s养生壶产生的热量是 J[已知c水＝4.2×103J（kg ℃）]。
20．（2022秋·河北衡水·九年级期末）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则电源电压为 V；当滑片置于b点时，R0与R消耗的功率之比为 ；当滑片在a点时，通电1min，R0产生的热量为 J。
四、实验题
21．（2022秋·河北唐山·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。甲、乙两装置使用的是同一电源。
（1）利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，该装置 （选填“能”或“不能”）解释“电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热”；
（2）乙装置中的电阻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”），乙装置中，在相同的通电时间内 （左/右）侧U形管中液面上升的高度差大；
（3）实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了 （选填“控制变量法”或“转换法”）的研究方法。
22．（2022秋·河北秦皇岛·九年级统考期末）如图是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。
（1）在实验中两密闭容器内的空气质量应该 （选填“相等”或“不相等”），实验中通过观察 变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；
（2）图甲中装置可用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系；
（3）采用图乙实验装置，可以得出结论： ；
（4）若通电一段时间后，发现其中一个U形管液面高度几乎不变其原因可能是 。
23．（2022秋·河北邯郸·九年级统考期末）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水；
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置；
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化；
（4）由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻10s内产生的热量是 J。
24．（2022秋·河北张家口·九年级统考期末）如图是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。甲、乙是完全相同的密闭容器，里 面密封着等量的空气，U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B 两 U 形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内通过导体的 不相等；
（2）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 U 形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 ；
（3）通过对比观察，发现 （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在 和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
25．（2022秋·河北沧州·九年级统考期末）同学们在探究电流流过导体产生的热量多少与什么因素有关时，采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图并回答：
（1）实验中通过观察两个U型管中液面高度的变化来比较 ；
（2）由图甲实验及现象可以得到的结论是：在电流、通电时间相同的情况下， 越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（3）图乙可以探究电流产生的热量与 的关系。而当通电一段时间后，发现其中一个U型管液面高度如图乙所示，这说明 ；
（4）某小组在利用乙图进行实验探究时，误将右侧空气盒外面的5Ω电阻也放入盒中，请判断该小组U型管液面高度 侧更高。
26．（2022秋·河北石家庄·九年级统考期末）小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的液体（水或煤油），甲瓶中铜丝的电阻R1比乙瓶中镍铬合金丝的电阻R2大。
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明应在甲、乙两瓶中装入质量与初温相同的 （选填“水”或“煤油”）做实验，理由是 ；
（2）采用这种连接方式的目的是 ；
（3）实验发现，甲瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是 。
五、计算题
27．（2022秋·河北唐山·九年级统考期末）如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝4Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A。求：
（1）电源电压；
（2）电压表的示数和R1的功率；
（3）电阻R2在1min内产生的热量。
28．（2022秋·河北秦皇岛·九年级统考期末）如图所示的电路中电源电压保持不变，R1=R2=R3=20Ω，当S1、S2都断开，电流表示数是0.3A，求：
（1）电源电压；
（2）S1断开S2闭合时20s内电阻R1产生的焦耳热；
（3）S1、S2都闭合时，电流表的示数及通电1min电路消耗的总电能。
29．（2022秋·河北承德·九年级统考期末）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I-Ｕ图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量。
30．（2022秋·河北保定·九年级统考期末）小聪的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲．小聪研发发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个档位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，R2=7.2，低温功率为9W.求：
(1)座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少
(2)加热片R1的阻值是多少
(3)座椅垫处于“高温”档时，功率是多少？高温档5min能产生热量是多少焦耳
31．（2022秋·河北张家口·九年级统考期末）有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．R1=88Ω，R2=22Ω．
(1)如何控制S1和S2，使热水器处于高温档：
(2)求中温档正常工作时热水器的功率；
(3)低温档正常工作10min内电热丝产生的热量．
参考答案：
1．B
【详解】洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，笔记本电脑工作时主要将电能转化为光能和声能，家用音响设备工作时主要将电能转化为声能，只有电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．C
【详解】ABC．由题图可知，R2和R3并联，R1在干路上，由并联电路中干路电流等于各支路的电流之和可知，通过R1的电流大于通过R2的电流，又因为两容器中电阻丝的阻值相等，通电时间相同，所以该实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系；左侧容器中通过电阻的电流大于右侧容器中通过电阻的电流，已知R1=R2，通电时间相同，由Q=I2Rt可知，左侧产生的热量更多，U形管中液面的高度差更大，故AB错误，C正确；
D．有电流通过R3，根据焦耳定律可知，R3有发热，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，其电阻值不同，所以是研究电热和电阻的关系，故A错误；
B．乙实验，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可知通过右侧两电阻的电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过左侧容器内电阻丝的电流是通过右侧容器内电阻丝电流的2倍，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；
C．甲、乙两实验若只选择观察一侧的电阻丝产生的热量，控制通过电路的电流相同，改变通电时间，可以用来探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故C正确；
D．乙实验中，通过左侧容器内电阻丝的电流是通过右侧容器内电阻丝电流的2倍，根据焦耳定律Q=I2Rt可知乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内电流通过导体产生的热量之比为4∶1。故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．由于两灯的实际功率未知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确定，故A错误；
B．由于不知道是否正常工作，所以两灯的实际功率大小未知，由W=Pt知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，故B错误；
C．由可知，甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
乙的额定电压小于甲的额定电压，由并联电路的电压特点可知，甲和乙灯并联时，电源电压最大为
由并联电路中的电流、电压规律和欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流为
故C错误；
D．由串联电路的电流特点知，两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，R甲＞R乙，由Q=I2Rt知，相等时间里甲灯产生热量大于乙灯产生的热量，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】AB．由图甲可知，该电路是电阻R1和滑动变阻器R2的串联电路，由串联电路规律和欧姆定律，得
其中U2 = U，所以
UE = IR1 + U
由图乙可知，当U = 8V时I = 0.2A，当U = 0时I = 0.6A，所以
解得UE = 12V，R1 = 20Ω，故AB错误；
C．据图乙可知，
根据欧姆定律，得，所以，当滑片P移至中点时，R2 = 20Ω，所以电路消耗的总功率
故C正确；
D．当滑片P在b端时，R2 = 40Ω，此时U2 = 8V，所以
U1 = UE U2 = 12V 8V = 4V
由于R1是纯电阻电路，所以通电10s后R1上产生的热量是
故D错误。
故选C。
6．C
【详解】因为阻值为10Ω的电阻丝接在电源两端，通电时间为
电流所做的功是2.16×103J，所以根据公式
故电源电压为
因为5Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电时间为
所以电流做的功
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．A
【详解】如图所示电路中，电阻R1、R2并联，电路两端电压相同，根据，电阻R小的电阻在相同时间内产生热量多，温度升得快，凡士林融化的快，因此粘在电阻小的电阻丝上的火柴先掉下来。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．A
【详解】设一根电阻为R，所以两根完全相同的电热丝串联后的总电阻
R串=2R
并联后的总电阻
R并=R
两个电热丝串联起来使用时，烧开一壶水需要20min，根据题意可知，串并联时烧开一壶水需要的热量关系式为
①
②
由①②可得
故选A。
9．D
【详解】A．电流通过电炉丝和导线都有热效应，故A错误；
BC．电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，通电时间t相同，由于，根据 可知，电流产生的热量，从而出现电炉丝热的发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热的现象，故BC错误；
D．根据 可知，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，由于，导线消耗的电功率比电炉丝消耗的电功率小，故D正确。
故选D。
10．D
【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。
【详解】∵U=220V，
∴三种用电器的实际功率：
P=P额=100W；
又∵W=Pt
∴三种用电器消耗的电能相同；
∵电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能。
∴产生热量最多的是电烙铁。
故选D。
11．C
【详解】A．用不同的加热器加热，在相同时间内加热器放出的热量不同，则在相同时间内水吸收的热量也不同，故A不符合题意；
B．两杯水的质量相同、比热容相同，吸收相同的热量时，根据可知，两杯水升高的温度相同，故B不符合题意；
C．两杯水的质量相同、比热容相同，根据图2可知，甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同，根据可知，两杯水吸收的热量相同，故C符合题意；
D．在其他条件相同时，由图2知，在加热时间相同时，甲杯水升高的温度多，说明甲杯水吸热多，则加热器1释放的热量多，则根据功率公式可知加热器1的实际功率大，故D不符合题意。
故选C。
12．ABD
【详解】AB．闭合开关S1、S2，滑片滑到最左端时，R1与灯泡串联，灯泡正常发光，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中电流
所以灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
通电5min，电阻R1产生的热量为
Q1=I2R1t=(0.2A)2×10Ω×5×60s=120J
故AB正确；
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大=UI=4.5V×0.2A=0.9W
故D正确；
C．只闭合开关S1，R1、R2、灯泡串联，且滑动变阻器R2相当于一个定值电阻，滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端的时，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R2的最大阻值
R2=R﹣RL﹣R1=30Ω﹣10Ω﹣10Ω=10Ω
故C错误。
故选ABD。
13．AD
【详解】A．由图像可知，当U2=2V时，I2=0.2A，由欧姆定律可得，R2的阻值为
通电1min消耗的电能为
W=U2I2t2=2V×0.2A×60s=24J
故A正确；
B．由图可知，当U1=2V时，I1=0.4A，由欧姆定律可得，R1的阻值为
当R1和R2两电阻串联后接在4V的电源上时，根据串联电路电流特点可知通过两电阻的电流相等，由P=I2R可知两电阻的功率之比是
故B错误；
C．当R1和R2两电阻并联后接在4V的电源上时，根据并联电路电压特点可知两电阻两端的电压相等，由可知两电阻相同时间产生的热量之比是
故C错误；
D．给R1和R2两电阻两端加相同的电压，要让它们产生相同的热量，则通电时间之比是
故D正确。
故选AD。
14． 热 5400
【详解】[1]手机工作时，把一部分电能转化为内能，使手机的温度升高，这是电流的热效应。
[2]手机工作时的电流
手机一共产生的热量
15． 720 120 机械能
【详解】[1]在1min内电动机消耗的电能
[2]产生的热量
[3]电动机工作时，消耗电能，产生机械能和内能，电能主要转化为机械能。
16． B 串 见解析
【详解】[1][2][3]由图可知两个电阻是串联接入电路中的，所以闭合开关后，通过二者的电流相同；在通电一分钟后，发现B管中液柱的高度差较大，说明10Ω的电阻产生的热量多，可以得到当电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过导体所产生的热量越多。
17． 40 24000
【详解】[1]根据可得，电烙铁的额定电功率为
[2]电烙铁工作时，电能全部转化为内能，在额定电压下通电 10min 产生的热量为
18． 1089 1.2×105
【详解】[1]当开关S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，饮水机处于加热挡，R1的阻值
当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，功率最小，处于保温状态；总阻值
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得
[2电热饮水机在加热挡工作5min产生的热量为
19． 1100 2.31×105 210 1210
【详解】[1]分析电路可知，当S1闭合，S2闭合时，R2短路，只有R1接入电路；当S1闭合，S2断开时，R1与R2串联接入电路，由可知，总电阻越小，电功率越大，所以当S2闭合后为加热挡，断开时时保温挡，加热挡的电功率
[2] 1kg的水从20℃加热至75℃吸收热量
[3]若加热过程中不计热量损失，则所消耗的电能与水吸收的热量相等，则加热时间为
[4]在“保温”挡工作时，10s养生壶产生的热量是
20． 6 1∶5 1080
【详解】[1][2]由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5~3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1~3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；由电路图可知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，由图像可以看出，滑片P在b点时电流Ib=0.5A，则
U1=1V，U2=5V
所以电源电压
U=U1+U2=1V+5V=6V
R0与R消耗的功率之比
P0∶PR=U1Ib∶U2Ib=U1∶U2=1V∶5V=1∶5
[3]电阻R0的阻值
滑片P在a点时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时通过电路的电流
通电1min，R0产生的热量
Q=Ia2R0t=(3A)2×2Ω×60s=1080J
21． 电阻 能 不相等 左 转换法
【详解】（1）[1]甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，两电阻大小不同，利用甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系。
[2]在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多；电炉丝与导线串联，通过的电流和通电时间相同，电炉丝电阻比导线大得多，故电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热，该装置能解释“电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热”。
（2）[3]乙装置中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，即电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等。
[4]由Q=I2Rt知道，乙装置中，在相同的通电时间内R1产生的热量多，由转换法，左侧U形管中液面上升的高度差大。
（3）[5]实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了转换法。
22． 相等 U形管两侧液面高度差 电阻 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 空气盒漏气
【详解】（1）[1]为了便于利用控制变量法进行探究，在实验前，应该使U形管中的左右两管液面相平，即两边产生的压强相等，故应在相同的容器内封闭质量相等的空气。
[2]实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示甲、乙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）[3]图甲中，两电阻串联，电流相同、通电时间相同，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，电阻不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
（3）[4]图乙实验装置中，电阻大小相同，但通过左侧容器内电阻的电流大于右侧，通电时间相同，故探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系。可根据实验现象得到的实验结论为：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。
（4）[5]由Q=I2Rt可知，两电阻丝在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明空气盒可能漏气。
23． 电流 电阻 液面高度差 2 200
【详解】（2）[1][2]图甲两电阻串联接入电路，由串联电路各处电流相等可知，通过两电阻的电流相等，通电时间相同，电阻大小不同，所以探究的是导体产生的热量与电阻大小是否有关。
（3）[3]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内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）[4][5]由图乙可知，电流表选择的是0~3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A。右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是
Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J
24． 电流 转换法 甲 电阻
【详解】（1）[1]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。
（2）[2]实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙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。
（3）[3][4]由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，说明甲容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此甲容器中电阻产生的热量较多；两个电阻的阻值相同，通电时间相同，但电流不同，通过甲的电阻的电流大；由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。
25． 产生热量的多少 电阻 电流 在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多 左
【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体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。
（2）[2]甲图中，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，电阻越大的，电流通过电阻产生的热量越多。
（3）[3][4]在乙电路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，再接入原电路，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系；通电一段时间后，左端的液柱高，说明产生的热量多，故结论为：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
（4）[5]将右侧空气盒外面的5Ω电阻也放入盒中，则盒中的总电阻为2.5Ω，在电流、通电时间相同时，电阻越小，产生的热量越少，故U型管液面高度左侧更高。
26． 煤油 见解析 控制电流和通电时间均相同 在电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多
【详解】（1）[1][2]该实验中通过观察温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量多少，由于煤油的比热容比水小，在质量、吸收热量均相同时，煤油的温度变化比较明显，能在较短的时间内达到明显的实验效果，所以应选用煤油进行实验。
（2）[3]如图所示，两根金属丝串联，两个电阻的电流相同，开关闭合时，电热丝开始加热，开关断开时，电热丝停止加热，其目的是控制电流和通电时间均相同。
（3）[4]由题知，甲瓶中铜丝的电阻R1比乙瓶中镍铬合金丝的电阻R2大，通电一定时间后，甲瓶中的温度计示数升高得快，说明甲瓶中铜丝产生的热量多，由此得出的实验结论是：在电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。
27．（1）3V；（2）1V，0.5W；（3）60J
【详解】解：（1）闭合开关S后，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压。根据电阻串联的特点可知总电阻为
根据欧姆定律可知电源电压为
（2）根据欧姆定律可知电压表的示数
R1的功率为
（3）电阻R2在1min内产生的热量为
答：（1）电源电压为3V；
（2）电压表的示数和R1的功率为；
（3）电阻R2在1min内产生的热量为。
28．（1）12V；（2）144J；（3）1.2A，864J
【详解】解：（1）当S1、S2都断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源的电压为
U=I(R1+R2)=0.3A×(20Ω+20Ω)=12V
（2）S1断开S2闭合时R2短路，电路中只有R1接入电路，20s内产生的热量为
（3）当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，通过R1的电流为
通过R3的电流为
则干路电流表的示数
I总=I1+I3=0.6A+0.6A=1.2A
即电流表的示数为1.2A。通电1min电路消耗的总电能
W=UI总t=12V×1.2A×60s=864J
答：（1）电源电压为12V；
（2）S1断开S2闭合时20s内电阻R1产生的热量为144J；
（3）S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.2A及通电1min电路消耗的总电能为864J。
29．（1）0.75W；（2）5Ω；（3）36J。
【详解】解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，由图象可知灯泡正常发光时的电流为0.3A，灯泡额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
（2）由图甲知，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，小灯泡正常发光时，滑动变阻器R两端的电压
U滑=U-U额=4V-2.5V=1.5V
由串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值
（3）由图乙可知，灯泡两端的电压是1V，通过它的电流是0.2A，灯泡的电功率为
P实=U实I实=1V×0.2A=0.2W
当小灯泡消耗的功率为0.2W时，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压为
U滑1=U-U实=4V-1V=3V
由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为0.2A，即
I= I实=0.2A
通电1min，滑动变阻器R产生的热量
Q=W=U滑1It=3V×0.2A×60s=36J
答：（1）小灯泡的额定功率是0.75W；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值是5Ω；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量是36J。
30．（1）0.75A（2）8.8Ω（3）6000J
【详解】（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流：；
（2）由图可知，低温时R1、R2串联，串联的总电阻：，已知R2=7.2Ω，根据电阻的串联可得加热片R1的阻值：R1=R-R2=16Ω-7.2Ω=8.8Ω．
（3）电源电压不变，高温挡功率最大，由可知电路中电阻应最小，结合电路图可知，座椅垫处于“高温”挡时只有R2接入电路，所以高温功率为：，
高温档5min产生的热量为Q=W=P高t=20W×5×60s=6000J．
答：（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是0.75A；
（2）加热片R1的阻值是8.8Ω；
（3）高温档功率是20W；高温档加热5min产生的热量是6000J．
31．（1）S1闭合，S2接a点时，热水器处于高温档 (2)550W (3)2.64×105J
【详解】（1）S1闭合，S2接a点时，热水器处于高温档
（2）中温档：只闭合S1，电路中只有R1工作．中温档正常工作时热水器的功率为：
（3）低温档：S1断开，S2接b点，R1、R2串联，R串=R1+R2=88Ω+22Ω=110Ω，，
电热丝产生的热量为：
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