153電熱器電流的熱效應(yīng)(作業(yè))

15.3電熱器電流的熱效應(yīng)一、單選題1．歷史上第一個(gè)成功研究熱和功關(guān)系及電流熱效應(yīng)的科學(xué)家是（）A．焦耳 B．安培 C．伏特 D．歐姆【答案】A【解析】焦耳是英國(guó)偉大的物理學(xué)家，他做了許多實(shí)驗(yàn)研究熱和功之間的聯(lián)系，以及電流的熱效應(yīng)，是歷史上第一個(gè)成功研究熱和功關(guān)系及電流熱效應(yīng)的科學(xué)家。故選A。2．甲、乙兩電熱絲電阻之比為2:3，通過(guò)的電流之比為3:1，則相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（）A．2:1 B．6:1 C．1:2 D．1:6【答案】B【解析】相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為故選B。3．電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接的銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是因?yàn)椋ǎ〢．通過(guò)電爐絲的電流比通過(guò)銅導(dǎo)線的電流大B．銅導(dǎo)線的電阻小，因而產(chǎn)生的熱量少，而電爐絲電阻大，產(chǎn)生的熱量多C．銅導(dǎo)線有絕緣層，所以不怎么熱D．銅導(dǎo)線比電爐傳熱快，所以不容易熱【答案】B【解析】根據(jù)題意，電爐的電阻絲和連接的銅導(dǎo)線是串聯(lián)的，通過(guò)它們的電流是相等的，而電爐絲電阻要比銅導(dǎo)線的電阻大得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，因此在相等的時(shí)間內(nèi)電爐絲放出的熱量比銅導(dǎo)線大得多。故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。4．額定電壓均為220V電飯鍋和洗衣機(jī)，已知電飯鍋和洗衣機(jī)的額定功率都是800W，同時(shí)接入我國(guó)的家庭電路中工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電飯鍋消耗的電能多 B．電飯鍋和洗衣機(jī)消耗的電能一樣快C．電飯鍋消耗的電能少 D．電流通過(guò)電飯鍋和洗衣機(jī)產(chǎn)生的熱量一樣多【答案】B【解析】AC．電飯煲和洗衣機(jī)接入我國(guó)的家庭電路中工作，我國(guó)的家庭電路的電壓都是220V，那么它們都在額定電壓下工作，電功率都是額定功率800W，由得，電功率相同，但是不知道時(shí)間，無(wú)法判斷哪個(gè)用電器消耗的電能多，故A、C錯(cuò)誤；B．電功率是表示電流做功快慢的物理量，已知電飯鍋和洗衣機(jī)的額定功率都是800W，同時(shí)接入我國(guó)的家庭電路220V電壓中工作時(shí)，電飯鍋和洗衣機(jī)的電功率都是額定功率800W，消耗的電能一樣快，故B正確；D．兩個(gè)電器的額定功率相同，假如在額定電壓下工作相同的時(shí)間，則消耗的電能相同，但電飯煲主要是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，洗衣機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故可知電飯煲放出的熱量最多，而且時(shí)間也不確定，不能判斷電流通過(guò)電飯鍋和洗衣機(jī)產(chǎn)生的熱量，誰(shuí)多誰(shuí)少，故D錯(cuò)誤。故選B。5．將規(guī)格都是“220V、1000W”的一臺(tái)空調(diào)、一臺(tái)吹風(fēng)機(jī)和電烤箱分別接入家庭電路中，通電時(shí)間相同，下列說(shuō)法正確的是（）A．電烤箱產(chǎn)生的熱量最多B．空調(diào)產(chǎn)生的熱量最多C．吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱量最多D．三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量一樣多【答案】A【解析】家庭電路電壓是220V，三個(gè)電器都在額定電壓下工作，實(shí)際功率相同都是1000W，通電相同時(shí)間，由W=Pt可知，三個(gè)用電器在相同時(shí)內(nèi)消耗的電能相同。A．電烤箱工作時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量最多，故A正確；B．空調(diào)工作時(shí)，大部分電能使壓縮機(jī)和電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；只有一小部分電能使壓縮機(jī)和電風(fēng)扇的線圈發(fā)熱，產(chǎn)生少量的熱量，故B不正確；C．吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)，一部分電能使風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；一部分電能使電熱絲發(fā)熱，產(chǎn)生熱量，故C不正確。D．三個(gè)用電器消耗的電能相同，但產(chǎn)生的熱量不同，故D不正確。故選A。6．如圖甲為探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩燒瓶中盛有等質(zhì)量的煤油，電熱絲R1、R2的電壓與電流關(guān)系如圖乙，則（）A．R1的阻值較大B．通電一段時(shí)間后，R2瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化較大C．通過(guò)R2的電流較大D．若用水代替煤油實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好【答案】B【解析】A．如乙圖所示，當(dāng)電壓相同時(shí)，根據(jù)歐姆定律，通過(guò)電流大的電阻小，故R1的阻值較小，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)焦耳定律可知，當(dāng)兩電阻串聯(lián)時(shí)，電流相同，通電時(shí)間相同，電阻大的放出的熱量多，故電阻R2釋放的熱量多，煤油吸收的熱量多，故R2瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化較大，故B正確；C．由于串聯(lián)，故電流處處相等，故C錯(cuò)誤；D．若用水代替煤油實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好是錯(cuò)誤的，因?yàn)槊河偷谋葻崛荼容^小，升溫比較明顯，更容易通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化判斷電阻放出的熱量的多少，故D錯(cuò)誤。故選B。7．如圖所示，已知電阻R1=10Ω?R2=5Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)R1與R2的電流之比為2∶1B．相同時(shí)間內(nèi)R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為2∶1C．R1與R2兩端的電壓之比為1∶1D．R1與R2消耗的電功率之比為1∶1【答案】B【解析】A．由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等，所以通過(guò)R1與R2的電流之比為1∶1，故錯(cuò)誤；B．由公式可知電流、通電時(shí)間相同因此相同時(shí)間內(nèi)R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為2∶1，故正確；C．因?yàn)榇?lián)電路電壓比等于電阻比，且因此R1與R2兩端的電壓之比為2∶1，故錯(cuò)誤；D．由公式可知電流相同因此R1與R2消耗的電功率之比為2∶1，故錯(cuò)誤。故選B。8．如圖是研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，下列分析正確的是（）A．甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法B．甲實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量更多C．乙實(shí)驗(yàn)是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系D．甲實(shí)驗(yàn)是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系【答案】A【解析】A．甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問(wèn)題的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法，故A正確；B．甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián)，則通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多；則右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，故B錯(cuò)誤；C．乙實(shí)驗(yàn)，右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián)，故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時(shí)間相同，但通過(guò)電阻的電流不同，所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián)，則通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，其電阻值不同，所以是研究電流產(chǎn)生的熱量和電阻的關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選A。9．如圖所示是小剛家使用的電熱水壺，此電熱水壺部分技術(shù)參數(shù)如下表。已知：電熱水壺正常工作5min能燒開(kāi)一壺水。則下列說(shuō)法中正確的是（）產(chǎn)品電熱水壺額定電壓220V頻率50Hz額定功率1000W容量1.0LA．此壺的電功率恒為1000W不變B．此壺正常工作時(shí)，通過(guò)的電流大于5AC．此壺兩端的電壓越大，它消耗電功率越小D．此壺正常工作燒開(kāi)一壺水，電流產(chǎn)生熱量為3×105J【答案】D【解析】A．在額定電壓下此壺的電功率才是1000W，在其他電壓下，它的電功率不是額定功率，A錯(cuò)誤；B．此壺正常工作時(shí)，它的電流是額定電流，它的功率是額定功率，它的電壓是額定電壓，所以通過(guò)的電流通過(guò)的電流小于5A，B錯(cuò)誤；C．在電熱水壺電阻不變情況下，根據(jù)可知，此壺兩端的電壓越大，它消耗電功率也越大，C錯(cuò)誤；D．此壺正常工作燒開(kāi)一壺水，需要的時(shí)間是5min，其功率是1000W，電流產(chǎn)生熱量電流產(chǎn)生的熱量是3×105J，D正確。故選D。10．如圖甲圖是小燈泡L和電阻R2的IU圖象。將小燈泡L、電阻R1和R2接入乙圖所示電路中，電源電壓恒定不變，只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A；只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，小燈泡L的實(shí)際功率為1.2W。下列說(shuō)法正確的是()A．只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，小燈泡的電阻為5ΩB．只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電路總功率為9.6WC．R1的電阻為5ΩD．所有開(kāi)關(guān)都閉合，在15s內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為3200J【答案】C【解析】由圖知，電阻為定值電阻，其阻值為只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電阻與燈L串聯(lián)，電流表測(cè)的是整個(gè)電路的電流，由甲圖知，當(dāng)時(shí)，燈兩端的電壓為，由此可得電源電壓①當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，電阻與燈L串聯(lián)，燈消耗的實(shí)際功率為1.2W，圖甲知，當(dāng)時(shí)，，燈消耗的功率為兩端的電壓為根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，可知電源電壓為A．當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，根據(jù)歐姆定律可得，可得此時(shí)燈L的電阻為故A錯(cuò)誤；B．只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電路中消耗的總功率為故B錯(cuò)誤；C．將U值代入①得解得D．所有開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，R1和R2并聯(lián)，燈被短路，在15s內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為故D錯(cuò)誤。故選C。11．在如圖所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S，電源電壓恒為6V，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表V2的示數(shù)為4V。當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A。則下列結(jié)論正確的是（）A．R1的阻值為4ΩB．滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為160ΩC．電路消耗的最小總功率為0.18WD．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端時(shí)，在10min內(nèi)電流通過(guò)R1產(chǎn)生的焦耳熱為5.4×104J【答案】A【分析】先確定電路是哪個(gè)電阻或者哪兩個(gè)電阻的連接，是串聯(lián)還是并聯(lián)，再根據(jù)串并聯(lián)電路電壓、電流特點(diǎn)求出研究對(duì)象的電壓、電流，根據(jù)歐姆定律列出等式，進(jìn)行求解。以電源電壓為不變量作為基礎(chǔ)，利用P=U2/R和W=Q=U2t/R進(jìn)行相應(yīng)電功率、焦耳熱的討論求解。【解析】A．閉合開(kāi)關(guān)S，R1與R2串聯(lián)，電源電壓U=6V電流表的示數(shù)為0.5A，表明流經(jīng)R1的電流I1=0.5A這時(shí)電壓表V2的示數(shù)為4V。則R1的兩端電壓U1=UU2=6V4V=2V根據(jù)可得R1的阻值故A正確；B．當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為R2max，流經(jīng)其的電流為I2=0.3A等于電路總電流。這時(shí)電路中R1和R2串聯(lián)，電源電壓U=6V對(duì)總電路而言利用歐姆定律有U=I2(R1+R2)代入數(shù)據(jù)有6V=0.3A(4Ω+R2max）解得R2max=16Ω故B錯(cuò)誤；C．電路電源電壓一定，根據(jù)知道，總電阻R=(R1+R2max)最大時(shí)，電功率最小，只有R2=16Ω時(shí)電路消耗的總功率最小，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻被短路，電路只有一個(gè)電阻R1在工作。根據(jù)焦耳定律Q=I2R1t以及I=U/R1，所以R1在10min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為故D錯(cuò)誤。故選A。12．如圖甲是小燈泡L和電阻R2的IU圖像。將小燈泡L、電阻R1和電阻R2接入圖乙所示電路中，電源電壓恒定不變。只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，小燈泡L的實(shí)際功率為0.2W；只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，電路的總功率為1W。下列說(shuō)法正確的是（）A．電源電壓為5VB．電阻R1的阻值為20ΩC．所有開(kāi)關(guān)都閉合，在15min內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為2400JD．若將L和R1并聯(lián)在4.5V的電源兩端，L和R1消耗的電功率之比為2：3【答案】C【解析】AB．只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，小燈泡L和電阻R2串聯(lián)，電路的總功率為1W，由圖像可知此時(shí)電路中的電流是0.25A，燈泡兩端電壓是1.5V，R2兩端電壓為2.5V，R2的電阻由串聯(lián)分壓可知電源電壓為4V。只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，R1和小燈泡串聯(lián)，L的實(shí)際功率為0.2W，由圖像可知此時(shí)電路中電流為0.2A，小燈泡兩端電壓為1V，由串聯(lián)分壓可知R1兩端電壓為3V，R1的電阻為故AB兩項(xiàng)錯(cuò)誤；C．所有開(kāi)關(guān)都閉合，電阻R1和電阻R2并聯(lián)，此時(shí)的總電阻為在15min內(nèi)電路中產(chǎn)生的總熱量為故C項(xiàng)正確；D．若將L和R1并聯(lián)在4.5V的電源兩端，由圖像可知L的電流為0.45A，R1的電流為此時(shí)的功率之比故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。二、填空題13．善于觀察學(xué)習(xí)的小明發(fā)現(xiàn)電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，其塑料扇葉上很容易沾上灰塵，這是因?yàn)樯热~轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中帶上了______；電流通過(guò)燈泡時(shí)，燈絲變熱而發(fā)光，這是電流的______效應(yīng)?！敬鸢浮侩姾蔁帷窘馕觥縖1]扇葉和空氣摩擦，扇葉和空氣帶有異種電荷，扇葉帶電后吸引輕小的灰塵，所以灰塵被吸在扇葉上。[2]電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種效應(yīng)，電流的大小可以根據(jù)產(chǎn)生的效應(yīng)來(lái)判斷。電流通過(guò)燈泡時(shí)，燈絲變熱而發(fā)光的現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)。14．如圖所示，電源電壓不變，先閉合開(kāi)關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.5A，再閉合開(kāi)關(guān)S2，電流表示數(shù)增加了0.3A，則R1、R2兩端電壓之比為_(kāi)__________，R1、R2電阻值之比為_(kāi)__________，若電阻R2=5Ω，通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量為_(kāi)__________J?！敬鸢浮?:13:545【解析】[1]先閉合S1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)量通過(guò)R1的電流；若再閉合S2時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，電流表示數(shù)增加了0.3A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知，通過(guò)R2的電流為I2=0.3A并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都等于電源電壓，所以R1、R2兩端電壓之比為1:1。[2][3]根據(jù)可知，在電壓相同時(shí)，電流之比等于電阻之比的倒數(shù)，則R1、R2電阻值之比為R1:R2=I2:I1=0.3A:0.5A=3:5則R1的阻值為R1=3Ω通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量15．如圖所示的電路中，接通電源，通電一段時(shí)間后，______側(cè)U型管液面高度的變化較大（選填“左”或“右”），如果通過(guò)甲容器中電阻絲的電流是，則乙容器中電阻絲在內(nèi)產(chǎn)生的熱量是______?！敬鸢浮孔?00【解析】[1]分析圖可知，甲、乙兩容器中電阻大小相同，但是甲容器中的電阻接在干路上，乙容器中的電阻接在支路上，流過(guò)甲容器中電阻的電流大于乙容器中電阻的電流，通電相同時(shí)間，甲容器中電阻產(chǎn)生的熱量多，與甲容器連接的左側(cè)U型管液面高度的變化較大。[2]通過(guò)甲容器中電阻絲的電流是，則流過(guò)乙容器中電阻的電流為1A，乙容器中電阻絲在內(nèi)產(chǎn)生的熱量16．把一個(gè)標(biāo)有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為16V的電源上，小燈泡恰能正常工作。通過(guò)小燈泡的電流是______A，定值電阻R＝______Ω，該電路工作10s，定值電阻產(chǎn)生的熱量是______J?！敬鸢浮?.32018【解析】[1]由P＝UI知道，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流[2]因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以定值電阻兩端的電壓UR＝U﹣UL＝16V﹣10V＝6V因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以由知道，定值電阻R的阻值[3]電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量17．實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素，準(zhǔn)備了兩個(gè)相同的燒瓶，內(nèi)裝煤油，兩個(gè)相同的溫度計(jì)，電阻絲R1>R2。兩電阻連接方式是_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。此方案可探究當(dāng)通電時(shí)間和______定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，閉合開(kāi)關(guān)，通電一段時(shí)間后，溫度升高較多的是溫度計(jì)______（填“A”或“B”）?！敬鸢浮看?lián)電流A【解析】[1][2]在“探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素”實(shí)驗(yàn)中，探究電阻大小與電流產(chǎn)生熱量關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，控制電流和通電時(shí)間相同，電阻不同。由題可知，電阻絲R1>R2，應(yīng)將電阻R1、R2串聯(lián)接入電路。探究此方案可探究當(dāng)通電時(shí)間和電流一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。[3]因?yàn)殡娮杞zR1>R2，由焦耳定律可知，相同時(shí)間內(nèi)Q1>Q2，溫度升高較多的是溫度計(jì)為A。18．在圖所示電路中，電阻R1=30Ω，R2=20Ω，電源電壓恒為3V，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電阻R1在0.5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_____J?！敬鸢浮?【解析】由圖知道，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，R2被短路，電路中只有R1，根據(jù)歐姆定律得電路中的電流電阻R1在0.5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為19．如圖甲所示，可調(diào)電源電壓為12V，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為定值電阻。（1）閉合所有開(kāi)關(guān)，將滑片調(diào)至最左端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡的額定電壓為_(kāi)__________V。（2）調(diào)小電源電壓，僅閉合S和S2，將滑片P移至中點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針位置如圖乙所示；將此時(shí)的電源電壓調(diào)大11.6V，更換電壓表的量程，將滑片移至最右端，發(fā)現(xiàn)電流增大了0.6A，電壓表指針位置不變；保持調(diào)大后的電源電壓不變，移動(dòng)滑片P到某一位置，測(cè)得10s內(nèi)R1消耗的電能為80J，則此時(shí)R1的電阻為_(kāi)__________Ω?！敬鸢浮?22【解析】[1]由電路圖可知，閉合所有開(kāi)關(guān)，將滑片調(diào)至最左端時(shí)，此時(shí)小燈泡與定值電阻并聯(lián)接在電源兩端，故此時(shí)小燈泡兩端電壓等于電源電壓，為12V，又因此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光，故小燈泡的額定電壓為12V。[2]閉合開(kāi)關(guān)S和S2時(shí)，此時(shí)小燈泡未接入電路，定值電阻R2與滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)R1兩端電壓，由題意可知，調(diào)大電源電壓后，滑動(dòng)變阻器的阻值變大，由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，故電壓表示數(shù)應(yīng)變大，又因電壓表指針位置不變，故可知調(diào)大電源電壓前電壓表所選量程為0~3V，調(diào)大電源電壓后電壓表所選量程為0~15V，故可得調(diào)大電源電壓前滑動(dòng)變阻器兩端電壓為UR=2V，設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為R，定值電阻阻值為R2，可由歐姆定律得此時(shí)電路中電流為因滑動(dòng)變阻器的阻值與長(zhǎng)度成正比，可得調(diào)大電源電壓后，電路中的電流為由題意可知，此過(guò)程中電流變化量為0.6A，即解得，，，故滑動(dòng)變阻器的最大阻值為，又由題意可知，此過(guò)程中電源電壓的變化量為11.6V，即將，，代入解得定值電阻的阻值為此時(shí)電源電壓為設(shè)滑片P移動(dòng)到某一位置時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為Rx，則由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流為又由10s內(nèi)R1消耗的電能為80J可得解得Rx=2或Rx=18（舍去）（因滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10），故此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1的阻值為2。三、實(shí)驗(yàn)題20．某班進(jìn)行“探究電流相同時(shí)通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻大小是否有關(guān)”時(shí)，可供選用的器材有：6V電源、5Ω的發(fā)熱電阻兩只，10Ω的發(fā)熱電阻兩只，量程適合的溫度計(jì)兩只，規(guī)格相同的燒瓶?jī)芍?，水，酒精，煤油，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。（1）他們?cè)O(shè)計(jì)了圖甲和圖乙所示的兩個(gè)方案，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選用圖_______所示方案，然后選用合適的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察_______的大小來(lái)比較產(chǎn)生熱量的多少。（3）有同學(xué)認(rèn)為可以用圖乙所示方案探究“通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是否與電流大小有關(guān)”，他的說(shuō)法是否正確？為什么？________?！敬鸢浮考诇囟扔?jì)示數(shù)不正確，理由見(jiàn)解析【解析】（1）[1]探究電流相同時(shí)通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻大小是否有關(guān)時(shí)，應(yīng)控制電流大小和通電時(shí)間相同，圖甲中兩個(gè)電阻串聯(lián)，流過(guò)的電流相同，而圖乙中兩個(gè)電阻并聯(lián)，流過(guò)的電流不同，故應(yīng)選擇圖甲所示方案。（2）[2]通電后，發(fā)熱電阻溫度升高，使得燒瓶中的液體溫度升高，通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)的大小可以比較產(chǎn)生熱量的多少。（3）[3]他的說(shuō)法不正確，要探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是否與電流大小有關(guān)，則應(yīng)控制導(dǎo)體的電阻與通電時(shí)間相同，改變通過(guò)導(dǎo)體的電流大小，而圖乙中兩只電阻直接并聯(lián)在電源兩端，電阻兩端的電壓相同，當(dāng)兩只電阻的阻值相同時(shí)，則由歐姆定律可知，流過(guò)兩只電阻的電流必定相同，故該方案無(wú)法用來(lái)探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是否與電流大小有關(guān)。21．如圖所示，甲、乙兩個(gè)完全相同的玻璃瓶?jī)?nèi)有阻值分別為R甲、R乙的電阻絲，瓶中插入溫度計(jì)a、b。（1）利用此裝置探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)時(shí)，在兩瓶中加入質(zhì)量、初溫都相同的煤油。閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間，可以通過(guò)比較______，判斷電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。此方案是探究______和時(shí)間相同時(shí)，電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與______大小的關(guān)系；（2）在甲、乙兩瓶?jī)?nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的不同液體，且電阻絲的阻值R甲______R乙時(shí)（選填“>”、“<”或“=”），可以比較不同物質(zhì)的吸熱能力。閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間，可以通過(guò)比較______，判斷甲、乙兩瓶?jī)?nèi)液體的比熱容。【答案】升高的溫度電流電阻=升高的溫度【解析】（1）[1]電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量不易直接觀察，本實(shí)驗(yàn)中通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化，即通過(guò)比較升高的溫度顯示電流產(chǎn)生熱量的多少。[2][3]探究電流產(chǎn)生的熱量多少與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制通過(guò)甲乙兩電阻的電流和通電時(shí)間不變，兩瓶中加入質(zhì)量、初溫都相同的煤油，故據(jù)圖可知，此時(shí)兩電阻串聯(lián)，所以電流相同，通電時(shí)間相同，故該裝置可以探究電流和電阻的關(guān)系。（2）[4][5]探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)在甲、乙兩瓶?jī)?nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的不同液體，并使甲乙兩燒瓶中電阻絲的阻值相同，即R甲=R乙，則相同時(shí)間內(nèi)兩電阻絲上產(chǎn)生的熱量相同，閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間，可以通過(guò)比較升高的溫度，判斷電甲、乙兩瓶?jī)?nèi)液體的比熱容，若溫度計(jì)a比溫度計(jì)b溫度升高得快，由可知，甲的比熱容小于乙的比熱容。22．如圖所示，物理實(shí)驗(yàn)小組探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連，接入電路。（1）組裝之前，U形管內(nèi)注入適量紅墨水，U形管__（選填“屬于”或“不屬于”）連通器；（2）圖甲是探究在通電時(shí)間相同和__相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與__大小是否有關(guān)的裝置；（3）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察__的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問(wèn)題時(shí)都會(huì)用到這種方法，下列研究實(shí)例采用研究方法與此相同的是__；A．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系B．研究光的傳播時(shí)引入“光線”C．?dāng)U散現(xiàn)象表明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（4）由圖乙所示，電流表的示數(shù)為_(kāi)_A。在這種情況下，右側(cè)容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是__J；（5）某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)通電一段時(shí)間后，其中一個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是__。【答案】屬于電流電阻液面高度差C2200裝置的氣密性不好【解析】（1）[1]上端開(kāi)口，下端相連通的容器叫連通器，由圖知，U形管內(nèi)注入適量紅墨水，組裝前符合連通器的特征，所以屬于連通器。（2）[2][3]圖甲中，兩電阻串聯(lián)接入電路，串聯(lián)電路各處電流相等，可知通過(guò)兩電阻的電流相等，通電時(shí)間相同，電阻大小不同，所以探究的是導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)。（3）[4]電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但容器內(nèi)空氣溫度的變化可以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。[5]A．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，采用的是控制變量法，故A不符合題意；B．研究光的傳播時(shí)引入“光線”，采用的是模型法，故B不符合題意；C．?dāng)U散現(xiàn)象表明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，屬于轉(zhuǎn)換法，故C符合題意。故選C。（4）[6]由圖可知，電流表選擇的是0~3A量程，對(duì)應(yīng)的分度值是0.1A，因此電流表示數(shù)為2A。[7]右側(cè)容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為（5）[8]通電一段時(shí)間后，其中一個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變，說(shuō)明與此相連的容器可能漏氣，導(dǎo)致熱量向外散失。23．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”時(shí)采用了如圖甲乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)觀察U形管中______的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少；（2）通過(guò)分析可知，乙圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系。（3）同學(xué)們又設(shè)計(jì)了另一套裝置，如圖丙所示。在兩個(gè)相同的燒瓶中裝有質(zhì)量______（選填“相等”或“不等”）的______（選填“同種”或“不同”）液體，瓶中各放置一根電阻絲，且R甲＞R乙，這樣的裝置可以研究電流產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系。（4）丙圖實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察______來(lái)比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少?！敬鸢浮恳好娓叨炔铍娏鞔笮∠嗟韧N電阻溫度計(jì)示數(shù)變化【解析】（1）[1]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察兩個(gè)U形管中液面高度差的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。（2）[2]乙圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，兩個(gè)容器中的電阻阻值相同，但是電流不同，因此是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系。（3）[3][4][5]丙圖中，為了控制變量，因此在兩個(gè)相同的燒瓶中裝有質(zhì)量相等的同種液體，因?yàn)殡娮璨煌?，所以研究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。（4）[6]丙圖中通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，使用的是轉(zhuǎn)換法。24．實(shí)驗(yàn)桌上有兩個(gè)完全相同的燒瓶甲和乙，燒瓶?jī)?nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油和相同的溫度計(jì)，甲燒瓶?jī)?nèi)裝有阻值為5Ω的電阻絲R1，乙燒瓶?jī)?nèi)裝有阻值為10Ω的電阻絲R2。實(shí)驗(yàn)桌上還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，電流表、停表各一塊，導(dǎo)線若干。小安把兩段電阻絲R1、R2串聯(lián)接入電路，如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)通電一段時(shí)間。（1）小安利用上圖想探究的問(wèn)題是電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與______大小的關(guān)系。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)觀測(cè)溫度計(jì)的______反映導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。（3）小安還想探究電流I產(chǎn)生的熱量Q與電流大小的關(guān)系，他利用上述器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟如下：a．如圖所示，將裝有R1的燒瓶甲連入電路，閉合開(kāi)關(guān)，同時(shí)按下停表開(kāi)始計(jì)時(shí)，通電時(shí)間為2min時(shí)，停止計(jì)時(shí)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。b．用裝有R2的燒瓶乙替換燒瓶甲連入電路，閉合開(kāi)關(guān)，同時(shí)按下停表開(kāi)始計(jì)時(shí)，通電時(shí)間為2min時(shí)，停止計(jì)時(shí)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。請(qǐng)你根據(jù)小安的實(shí)驗(yàn)步驟判斷他的實(shí)驗(yàn)操作能否驗(yàn)證其實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。你的答案是______（選填“能”或“不能”），理由是：______。【答案】電阻大小示數(shù)變化不能沒(méi)有控制導(dǎo)體的電阻大小不變【解析】（1）[1]圖中兩個(gè)電阻串聯(lián)，通過(guò)兩電阻的電流、通電時(shí)間都相同，只有電阻的阻值不同，所以是研究電流和通電時(shí)間相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系。（2）[2]通電后電流通過(guò)電阻絲做功，產(chǎn)生熱量被煤油吸收，使煤油的溫度升高，通過(guò)觀察溫度計(jì)的示數(shù)變化來(lái)判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少。（3）[3][4]探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電阻不變，改變電路中的電流，小安的實(shí)驗(yàn)步驟中沒(méi)有控制電阻的阻值不變，不能驗(yàn)證電流產(chǎn)生熱量跟電流的關(guān)系。25．大白、小龍、小聰組成科學(xué)小組對(duì)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)進(jìn)行了研究。裝置如圖，2只燒瓶?jī)?nèi)裝滿煤油，瓶塞上各插1根阻值電阻絲R甲和R乙。猜想一：電熱跟電流的大小有關(guān)，電流越大電熱越多；猜想二：電熱跟導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)，電阻越大電熱越多。為驗(yàn)證猜想一，小龍?jiān)O(shè)計(jì)以下方案：①將電阻絲R甲和R乙串聯(lián)在電路中，標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置，閉合開(kāi)關(guān)記下電流表的讀數(shù)I1，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置；②當(dāng)2根玻璃管中的液面降到原來(lái)的高度后，減小滑動(dòng)變阻器的阻值，閉合開(kāi)關(guān)記下電流表的讀數(shù)I2，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間后標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）為了順利完成這兩個(gè)猜想電阻絲R甲和R乙阻值要求是______。（2）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)______體現(xiàn)電流熱效應(yīng)的多少。（3）為驗(yàn)證猜想一，必須比較同一個(gè)燒瓶中前后兩次實(shí)驗(yàn)玻璃管內(nèi)液面上升的高度，原因是______。（4）大白同學(xué)，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流I的關(guān)系圖像。根據(jù)焦耳定律可知，下圖中能正確反映h﹣I關(guān)系的是______。A、B、C、（5）小聰提出科學(xué)研究倡導(dǎo)有依據(jù)的猜想，請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)出生活中支持猜想二的一個(gè)實(shí)例：______?！敬鸢浮侩娮杞zR甲和R乙阻值不等且差別大玻璃管內(nèi)液面上升的高度保持前后兩次電阻的大小相同A電爐絲熱得發(fā)紅，與它串聯(lián)的導(dǎo)線不是特別熱【解析】（1）[1]探究電熱跟電流的大小有關(guān)時(shí)，需要控制導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間不變，改變電流的大??；探究電熱跟導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)時(shí)，需要控制電流相同、通電時(shí)間相同，電阻不同；所以電阻絲R甲和R乙阻值不能相同；實(shí)驗(yàn)中為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，電阻絲R甲和R乙阻值差別要大一些。（2）[2]根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)玻璃管內(nèi)液面上升的高度來(lái)反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。（3）[3]猜想一是電流產(chǎn)生熱量與電流大小有關(guān)，要驗(yàn)證這一猜想是否正確，需要保持電阻不變，改變電流大小，所以必須比較同一個(gè)燒瓶中前后兩次實(shí)驗(yàn)玻璃管內(nèi)液面上升的高度。（4）[4]根據(jù)焦耳定律可知，Q=I2Rt，Rt常數(shù)，且Rt＞0，故由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，Q=I2Rt為Q關(guān)于I的拋物線，且開(kāi)口向上，圖中能正確反映hI關(guān)系的是A。（5）[5]猜想二是電流產(chǎn)生熱量與電阻有關(guān)，并且電阻越大，電流產(chǎn)生熱量越多；生活中我們注意到：電爐絲熱得發(fā)紅，與它串聯(lián)的導(dǎo)線不是特別熱；原因是電爐絲的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于與它串聯(lián)的導(dǎo)線的電阻，而通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同，電爐絲熱得發(fā)紅，說(shuō)明電流通過(guò)電爐絲產(chǎn)生的熱量非常多；導(dǎo)線卻不怎么熱，說(shuō)明電流通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量非常少。四、計(jì)算題26．如圖所示電路中，定值電阻R1的阻值為20Ω，R2的阻值為50Ω，閉合開(kāi)關(guān)后電流表的示數(shù)為0.6A。求：（1）電源電壓；（2）電阻R2在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）12V；（2）172.8J【解析】解：（1）由電路圖知，R1、R2并聯(lián)，R1的阻值為20Ω，電流表測(cè)R1電流，電流表的示數(shù)為0.6A，電源電壓為（2）電阻R2的電流1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量答：（1）電源電壓12V；（2）電阻R2在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是172.8J。27．在如圖所示的電路中，電源電壓可以調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)電源電壓為4V，閉合開(kāi)關(guān)S，電流表A、A1的示數(shù)分別為1.2A和0.8A．求：（1）此時(shí)通過(guò)電阻R2的電流；（2）電阻R1的阻值；（3）1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R1產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）0.4A；（2）5Ω；（3）192J【解析】解：（1）由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A測(cè)干路電流，電流表A1測(cè)R1支路的電流。因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，此時(shí)通過(guò)電阻R2的電流I2=II1=1.2A0.8A=0.4A（2）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，電阻R1的阻值（3）1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R1產(chǎn)生的熱量Q1=I12R1t=(0.8A)2×5Ω×60s=192J答：（1）此時(shí)通過(guò)電阻R2的電流是0.4A；（2）電阻R1的阻值是5Ω；（3）1min內(nèi)電流通過(guò)電阻R1產(chǎn)生的熱量是192J。28．養(yǎng)生壺是大家非常喜歡的小電器，有加熱、保溫等功能，接在220V的家庭電路中使用，如圖所示；圖是養(yǎng)生壺的加熱水槽部分工作原理電路圖，S是一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)，R1為電加熱絲，阻值為88Ω，當(dāng)處于加熱狀態(tài)時(shí)，水被迅速加熱，達(dá)到預(yù)定溫度后，S自動(dòng)切換到另一位置，處于保溫狀態(tài)且保溫時(shí)加熱絲的功率為88W；不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且不計(jì)指示燈的阻值（A、B是兩種不同顏色的指示燈，紅燈亮表示加熱狀態(tài)，綠燈亮表示保溫狀態(tài)）；求：（1）分析說(shuō)明A、B哪個(gè)是紅燈，哪個(gè)是綠燈；（2）該養(yǎng)生壺的加熱功率；（3）電阻R2的阻值及養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài)時(shí)R2在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）A是紅燈，B是綠燈；（2）550W；（3）15840J【解析】解：（1）由圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到左邊時(shí)，此時(shí)A燈亮，只有R1工作，R1電功率P＝UI＝當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到右邊時(shí)，此時(shí)B燈亮，R1、R2串聯(lián)，電路中的電功率P′＝UI′＝由此可知P＞P′即開(kāi)關(guān)撥到左邊的電功率大于開(kāi)關(guān)撥到右邊的電功率，開(kāi)關(guān)在左邊時(shí)處于加熱擋，開(kāi)關(guān)在右邊時(shí)是保溫檔，所以A是紅燈，B是綠燈。（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到左邊時(shí)，為加熱狀態(tài)，此時(shí)的電功率P＝＝550W（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到右邊時(shí)，為保溫狀態(tài)，電阻R1、R2串聯(lián)；電功率P＝UI＝IR?I＝I2R則電路中的電流I′＝I2＝I1＝＝1A則電路中的總電阻R總＝＝220Ω定值電阻R2的阻值R2＝R總﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài)時(shí)R2在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝I22R2t＝(1A)2×132Ω×2×60s=15840J答：（1）A是紅燈，B是綠燈；（2）該養(yǎng)生壺的加熱功率是550W；（3）電阻R2的阻值及養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài)時(shí)R2在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是15840J。29．（1）如圖所示為國(guó)慶70周年閱兵中首次亮相的ZTQ15式輕型坦