2025人教版初中物理寒假銜接9年級(jí)第11講測(cè)量電功率和焦耳定律教師版

測(cè)量小燈泡的電功率測(cè)小燈泡的電功率測(cè)電阻相同點(diǎn)所測(cè)物理量燈泡兩端的電壓（U），通過燈泡的電流（I）電路圖連入電路時(shí)開關(guān)斷開，滑動(dòng)變阻器位于阻值最大處不同點(diǎn)原理計(jì)算公式滑動(dòng)變阻器的作用保護(hù)電路，控制燈泡兩端電壓保護(hù)電路，改變電路中的電流由實(shí)驗(yàn)可知，（1）小燈泡的實(shí)際功率不一定等于其額定功率；（2）實(shí)驗(yàn)中需對(duì)小燈泡的電功率至少進(jìn)行三次測(cè)量，但不能根據(jù)三次測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出小燈泡的平均電功率，因?yàn)楸敬卧囼?yàn)中多次測(cè)量的目的不是為了減少誤差，而是為了測(cè)量在不同電壓下小燈泡的實(shí)際功率。【典型例題】類型一、基礎(chǔ)知識(shí)1、電爐中的電阻絲通電一段時(shí)間后變得很燙，而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是因?yàn)椋ǎ〢．通電導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流B．導(dǎo)線的絕緣皮隔熱C．導(dǎo)線散熱比電阻絲快D．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻，導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量很少

【思路點(diǎn)撥】電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)，通過的電流和通電時(shí)間相同，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，電阻越大電流產(chǎn)生的熱量越多，據(jù)此分析判斷?！敬鸢浮緿【解析】電爐絲跟銅導(dǎo)線串聯(lián)，通過它們的電流I和通電時(shí)間t相等，故A錯(cuò)誤；

因?yàn)镼=I2Rt，R電爐絲＞R導(dǎo)線，所以產(chǎn)生的熱量：Q電爐絲＞Q導(dǎo)線，即相同時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量小于電爐絲產(chǎn)生的熱量，而與散熱快慢、隔熱效果無關(guān)，故D正確，B、C錯(cuò)。故選D。類型二、知識(shí)運(yùn)用2、電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，但由于線圈內(nèi)部有電阻，所以同時(shí)還有一部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。若一臺(tái)玩具電動(dòng)機(jī)接在6V的電源兩端，使其正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)中的電流為0.3A；短暫地卡住電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，通過電動(dòng)機(jī)中的電流為3A。則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為_____Ω，正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的效率是________________?！舅悸伏c(diǎn)撥】當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能（總功）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（有用功）和內(nèi)能（額外功），轉(zhuǎn)化的內(nèi)能可用焦耳定律Q=I2Rt來計(jì)算，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流、電壓、電阻關(guān)系不適用歐姆定律。當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí)，消耗的電能就全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流、電壓、電阻關(guān)系適用于歐姆定律?！敬鸢概c解析】一．選擇題（共2小題）1．研究電功率與電壓、電流的關(guān)系時(shí)，連接了如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法，不合理的是（）A．該電路所示實(shí)驗(yàn)研究電功率與電壓的關(guān)系 B．該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鲭娏飨嗤瑫r(shí)，電功率與電壓成正比 C．小燈泡電功率的大小通過燈泡的亮度來比較 D．該實(shí)驗(yàn)選擇的兩個(gè)小燈泡燈絲的電阻不同【分析】（1）要探究電功率和電壓、電流之間的關(guān)系，必須要求電壓或電流中的其中一個(gè)量不變來研究另一個(gè)，所以采用控制變量法得到三者的關(guān)系。從圖可知，兩個(gè)燈泡串聯(lián)，則通過兩個(gè)燈泡的電流相同，從而可以判斷出探究的問題。在該實(shí)驗(yàn)中功率的大小無法直接計(jì)算出來，可以借助轉(zhuǎn)換法進(jìn)行判斷。（2）燈泡實(shí)際功率越大，燈泡越亮，通過燈泡的亮度可以比較燈泡電功率的大小。（3）燈泡的亮暗無法準(zhǔn)確反映實(shí)際功率的大小，無法準(zhǔn)確得出實(shí)際功率和燈泡兩端的電壓關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈、從圖可知兩燈泡串聯(lián)，通過兩燈泡的電流相同，所以該電路所示實(shí)驗(yàn)可以研究電功率與電壓的關(guān)系；故A正確；B、兩個(gè)燈泡亮度不同，間接反映電功率大小，但是由于燈泡的亮暗無法準(zhǔn)確反映實(shí)際功率的大小，所以不能得出“電流相同時(shí)，電功率跟電壓成正比”這個(gè)結(jié)論，故B錯(cuò)誤；C、為了判斷燈泡的功率大小，我們可以通過觀察燈泡的亮度來判斷燈泡功率的大小，燈泡越亮燈泡的功率越大。故C正確；D、兩燈泡串聯(lián)，流過它們的電流相同，LI、L2規(guī)格不同，則燈泡兩端的電壓不同，因此設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)可以探究電功率與電壓的關(guān)系；故D正確。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】考查學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究電功率跟電流、電壓的關(guān)系的能力，考查學(xué)生動(dòng)手操作的實(shí)踐能力?？刂谱兞糠ㄔ趯?shí)驗(yàn)探究時(shí)的具體應(yīng)用是此題考查的重點(diǎn)，使用這種方法時(shí)要充分理解控制包含的兩層含義：既要控制相同的物理量，又要控制不同的物理量。2．李明同學(xué)為了探究“電功率與電阻的關(guān)系”，他找來額定電壓均為6V的L1、L2兩只燈泡。將兩燈串聯(lián)起來，按照如圖所示的電路開始了實(shí)驗(yàn)探究，閉合開關(guān)后，看見燈L2微微發(fā)光，燈L1幾乎不發(fā)光，則關(guān)于兩燈的電阻R1和R2、兩燈的額定功率P1和P2的大小關(guān)系成立的是（不考慮燈絲電阻值隨溫度的變化）（）A．R1＞R2，P1＞P2 B．R1＜R2，P1＜P2 C．R1＞R2，P1＜P2 D．R1＜R2，P1＞P2【分析】由兩個(gè)燈泡的亮度情況得出二者的電功率關(guān)系，然后根據(jù)P＝I2R得出二者的電阻關(guān)系，最后根據(jù)P＝得出二者的額定功率關(guān)系?！窘獯稹拷猓簾襞莸牧炼仁怯蔁襞莸膶?shí)際功率決定的，因?yàn)闊鬖2微微發(fā)光，燈L1幾乎不發(fā)光，所以L2的實(shí)際功率比L1的實(shí)際功率大。由于兩燈是串聯(lián)，我們根據(jù)P＝I2R可知，在電流相同的情況下，用電器的電功率與阻值成正比，所以R2＞R1。因?yàn)閮蔁舻念~定電壓U相同，根據(jù)P＝可知，電功率與電阻成反比。由于R1＜R2，所以P1＞P2。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了電功率公式P＝I2R和P＝的應(yīng)用，在計(jì)算電功率的習(xí)題中，往往要用到這兩個(gè)公式。一般在串聯(lián)電路中，用公式P＝I2R分析計(jì)算；在并聯(lián)電路中，用公式P＝分析計(jì)算。二．填空題（共2小題）3．小明同學(xué)為了探究“電功率與電壓的關(guān)系”，選取三節(jié)新干電池串聯(lián)做電源，找來“2.5V0.3A”、“3.8V0.3A”兩只小燈泡按照如圖甲所示的電路開始了實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)中小明應(yīng)記錄的是兩次電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的燈泡的發(fā)光情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明選用了量程適當(dāng)?shù)碾娏鞅砝^續(xù)用原有器材探究“電功率與電流的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示，請(qǐng)你幫助小明指出實(shí)驗(yàn)器材選取上應(yīng)該注意的事項(xiàng)：選用兩節(jié)干電池串聯(lián)做電源?！痉治觥浚?）電功率與電壓和電流有關(guān)，燈泡的實(shí)際功率越大、燈越亮，由此根據(jù)控制變量法分析解答；（2）使用原有的器材探究電功率和電流關(guān)系時(shí)，要考慮燈泡兩端電壓過高會(huì)燒壞燈泡?！窘獯稹拷猓海?）電功率與電壓和電流有關(guān)，探究電功率與電壓關(guān)系時(shí)應(yīng)控制兩燈的電流相等，圖甲中，串聯(lián)的兩燈電流相等，可以通過比較燈泡兩端電壓的大小比較燈泡的功率大小，所以應(yīng)記錄兩次電壓表的示數(shù)，而燈泡的實(shí)際功率越大時(shí)越亮，所以還應(yīng)觀察兩燈的發(fā)光情況；（2）探究電功率與電流的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電壓相等，圖乙中，并聯(lián)的兩燈電壓相等，可以通過比較通過兩燈的電流比較燈泡的功率大小，使用原有的器材進(jìn)行探究，電源電壓為4.5V，超過兩燈的額定電壓比較多，這樣易燒壞燈泡，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)選用兩節(jié)干電池串聯(lián)做電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。故答案為：兩次電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的燈泡的發(fā)光情況；選用兩節(jié)干電池串聯(lián)做電源?！军c(diǎn)評(píng)】本題是探究電功率和電壓、電流關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，注意控制變量法的應(yīng)用，并知道判斷燈泡功率大小的方法。4．小華在探究“小燈泡發(fā)光時(shí)的亮度與電功率的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用的電源電壓是4V，小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡兩端允許加的最大電壓為額定電壓的1.2倍。小華同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成下左圖所示的圖象。根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5瓦。該圖象不是直線，主要原因是燈絲電阻隨溫度升高而增大。【分析】從圖象上找到額定電壓對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，讀出對(duì)應(yīng)的電流，利用P＝UI計(jì)算額定功率；該圖象不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小燈泡發(fā)光的過程中，電阻不是定值。【解答】解：由題知，小燈泡的額定電壓為2.5V，由圖象知，當(dāng)燈的電壓是2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流值為0.2A，所以燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線（不是正比例圖線），說明小燈泡的電阻不是定值，那是因?yàn)闊襞蓦妷涸酱?，通過它的電流越大，其實(shí)際功率越大，溫度越高，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。故答案為：0.5；燈絲電阻隨溫度升高而增大?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查小燈泡功率測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，額定功率的計(jì)算以及對(duì)電流隨電壓變化圖象的認(rèn)識(shí)和理解，關(guān)鍵要知道燈絲的電阻隨溫度的變化而變化。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共1小題）5．如圖所示，圖甲是測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路圖。（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖乙中完成實(shí)物電路的連接。（2）閉合開關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左（選填“左”或“右”）端。（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變小燈泡兩端電壓，同時(shí)讀出通過小燈泡的電流，記錄下每次電壓和電流的測(cè)量值，并依據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法得到小燈泡的I﹣U圖象如圖丙所示，該圖象不是一條直線的原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。（4）該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.48A，則其額定功率為1.2W。【分析】（1）根據(jù)燈的額定電壓為2.5V確定電壓表選用小量程與燈并聯(lián)；（2）原電路中，變阻器滑片以左電阻絲與燈并聯(lián)后再與變阻器滑片以右電阻絲串聯(lián)，閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，燈的電壓要最小，據(jù)此回答；（3）小燈泡的電阻隨溫度的增大而增大；（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光時(shí)，已知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)P＝UI求出其額定功率?！窘獯稹拷猓海?）燈的額定電壓為2.5V＜3V，故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，如下圖所示：（2）原電路中，變阻器滑片以左電阻絲與燈并聯(lián)后再與變阻器滑片以右電阻絲串聯(lián)，閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，燈的電壓要最小，故需將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端（燈短路，燈的電壓為0）；（3）小燈泡的I﹣U圖象如圖丙所示，則燈的電阻不是定值，該圖象不是一條直線的原因是：小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；（4）該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.48A，則其額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.48A＝1.2W。故答案為：（1）如上所示；（2）左；（3）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；（4）1.2W。【點(diǎn)評(píng)】本題測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，考查電路連接、注意事項(xiàng)、影響電阻大小的因素和功率計(jì)算，屬于?？济}點(diǎn)。焦耳定律1.電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流通過任何有電阻的導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。2.焦耳定律：（1）焦耳定律：電流通過導(dǎo)體是產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。這個(gè)定律適用于一切電路。其表達(dá)式是，推導(dǎo)公式（只能在純電阻電路中使用）：Q=UIt，。（2）電功與電能：純電阻電路W=Q；非純電阻電路W>Q。3.電熱的利用和防止：（1）電熱的利用：利用電熱來工作的用電器稱為電熱器。例如：電爐子、電熨斗、電烙鐵等，這些用電器工作時(shí)都是將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)W=Q。（2）電熱的危害和防止：電流通過任何導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生熱量，有的用電器（電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇、電視機(jī)等）工作時(shí)，不需要這些熱量，但又不得不產(chǎn)生，因此造成了能源的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)使用電器有燒毀的危險(xiǎn)，為了防止電熱帶來的危害，應(yīng)采取設(shè)置散熱孔或者安裝小風(fēng)扇來降溫。一．選擇題（共15小題）1．額定功率相等的白熾燈和電風(fēng)扇，它們?cè)谡９ぷ鳡顟B(tài)下工作1小時(shí)，下列說法正確的是（）A．兩種電器消耗的電能一樣多，產(chǎn)生的熱量也一樣多 B．兩種電器消耗的電能一樣多，白熾燈產(chǎn)生的熱量多 C．白熾燈耗的電能更多，電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量多 D．電風(fēng)扇消耗的電能更多，白熾燈產(chǎn)生的熱量多【分析】用電器消耗的電能可以通過W＝Pt進(jìn)行計(jì)算；白熾燈工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電風(fēng)扇工作時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。【解答】解：額定功率相同的白熾燈和電風(fēng)扇正常工作相同的時(shí)間，由W＝Pt可知，它們消耗的電能一樣多，但它們產(chǎn)生的熱量不相同。白熾燈工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為較多的內(nèi)能，電風(fēng)扇工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因此，白熾燈產(chǎn)生的熱量較多；故ACD錯(cuò)、B正確。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】知道白熾燈的發(fā)光原理是“發(fā)熱發(fā)光”，所以它產(chǎn)生的熱量多，同時(shí)知道消耗電能與產(chǎn)生熱量的關(guān)系可做出判斷。2．下列用電器正常工作時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量最多的是（）A．“220V60W”的電風(fēng)扇 B．“220V60W”日光燈 C．“220V60W”的電熱器 D．一樣多【分析】分別接入220V的電路中，三個(gè)用電器都正常工作，實(shí)際功率相同（等于額定功率）、通電時(shí)間相同，根據(jù)W＝Pt可知消耗的電能相同，通過分析三種用電器使用時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況，找出產(chǎn)生熱量最多的用電器?！窘獯稹拷猓阂蝾~定電壓下用電器的電功率和額定功率相等，所以，三種用電器的實(shí)際功率相等，由W＝Pt可知，相同時(shí)間內(nèi)三種用電器消耗的電能相等，因電風(fēng)扇中的電動(dòng)機(jī)將電能大部分轉(zhuǎn)化機(jī)械能，日光燈將大部分電能轉(zhuǎn)化為光能，電熱器將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以，產(chǎn)生熱量最多的是電熱器。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】電流做功的實(shí)質(zhì)：電流做功的過程就是消耗電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，能分析三種用電器的能量轉(zhuǎn)化是本題的關(guān)鍵。3．將規(guī)格都是“220V100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇、一臺(tái)電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入家庭電路中，通電時(shí)間相同，下列說法正確的是（）A．三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量一樣多 B．三個(gè)用電器消耗的電能一樣多 C．電視機(jī)產(chǎn)生的熱量最多 D．電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多【分析】由題意知，三種用電器的額定電壓都是220V，額定功率都是100W；家庭電路電壓是220V，把這三個(gè)用電器接入家庭電路，三個(gè)用電器都正常工作，實(shí)際功率相同都等于額定功率，通電時(shí)間相同，根據(jù)W＝Pt可知消耗的電能相同；通過分析三種用電器工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況，找出產(chǎn)生熱量最多的用電器?！窘獯稹拷猓喝秒娖鹘尤爰彝ル娐分袝r(shí)它們兩端的電壓均為U＝220V，實(shí)際功率P實(shí)＝P額＝100W，由P＝的變形式W＝Pt可知，通電時(shí)間相同時(shí)，三用電器消耗的電能相同，故B正確；因電風(fēng)扇中的電動(dòng)機(jī)將電能大部分轉(zhuǎn)化機(jī)械能，電視機(jī)將一部分電能轉(zhuǎn)化為光能，電烙鐵把電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，所以，產(chǎn)生熱量最多的是電烙鐵，故ACD錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】知道電流做功的實(shí)質(zhì)：電流做功的過程就是消耗電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，能分析三種用電器的能量轉(zhuǎn)化是本題的關(guān)鍵。4．如圖所示是探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，電阻絲R1和R2浸沒在煤油中，R1與R3并聯(lián)，關(guān)于此實(shí)驗(yàn)以下說法正確的是（）A．此實(shí)驗(yàn)中通過電阻R1與R2的電流相同 B．此實(shí)驗(yàn)中R1與R2的阻值可以不同 C．此實(shí)驗(yàn)中放有R2的燒瓶中煤油升溫比較快 D．此實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)燒瓶?jī)?nèi)的煤油質(zhì)量可以不同【分析】（1）根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流關(guān)系可以判斷電流大??；（2）要探究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，運(yùn)用控制變量法，需使電阻和通電時(shí)間相同，電流不同；（3）根據(jù)焦耳定律公式Q＝I2Rt可知燒瓶?jī)?nèi)電阻放出熱量的多少，進(jìn)一步判斷燒瓶中煤油升溫快慢；（4）實(shí)驗(yàn)中通過溫度計(jì)的示數(shù)高低反映產(chǎn)生熱量多少，兩燒瓶中應(yīng)放相同質(zhì)量的同種液體?！窘獯稹拷猓篈、電阻絲R1與R3并聯(lián)，再與電阻絲R2串聯(lián)，通過R2的電流等于通過R1與R3的電流之和，故A錯(cuò)誤；B、運(yùn)用控制變量法探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流關(guān)系時(shí)，由公式Q＝I2Rt可知，應(yīng)控制兩電阻絲的電阻和通電時(shí)間相等，只有電流不同，故B錯(cuò)誤；C、由題意可知，R1與R2的阻值相等，通過R2的電流大于通過R1的電流，通電時(shí)間相等，由公式Q＝I2Rt可知，R2放出的熱量較多，所以放有R2的燒瓶中煤油升溫比較快，故C正確；D、實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了比較產(chǎn)生的熱量的多少，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝有質(zhì)量相等的同種液體；故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查的是利用焦耳定律Q＝I2Rt分析問題，解題的關(guān)鍵是要正確分析電路連接關(guān)系，靈活運(yùn)用控制變量法分析問題。5．如圖是探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說法正確的是（）A．通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的小 B．若容器外面的電熱絲R3發(fā)生了斷路，若與沒斷時(shí)的通電時(shí)間相同，則左側(cè)U形管中液面高度差變小 C．將右邊并聯(lián)的兩根5Ω的電阻絲都放入到容器內(nèi)，通電一段時(shí)間后，右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大 D．該實(shí)驗(yàn)裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少【分析】（1）（4）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；（2）比較R3發(fā)生斷路前后電路總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律判定電流的變化，從而判定出產(chǎn)生熱量的變化；（3）將右邊并聯(lián)的兩根5Ω的電阻絲都放入到容器內(nèi)，根據(jù)左右兩側(cè)電阻的大小判定液面高度的變化?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，右側(cè)的兩個(gè)電阻并聯(lián)后與左側(cè)的電阻串聯(lián)在電路中，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，左側(cè)電阻中的電流大于右側(cè)盒中電阻的電流，在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，左側(cè)盒中的電流大，產(chǎn)生的熱量多，所以左側(cè)U形管中液面的高度差大，故A錯(cuò)誤；B、R3發(fā)生斷路前，左側(cè)的電阻為5Ω，右側(cè)的電阻為＝2.5Ω，則電路的總電阻為5Ω+2.5Ω＝7.5Ω；R3發(fā)生斷路后，電路中只有R1和R2串聯(lián)，則總電阻為：5Ω+5Ω＝10Ω；R3發(fā)生斷路后，整個(gè)電路的總電阻增大了，根據(jù)I＝可知，電路中的總電流減小了，在電阻、通電時(shí)間不變時(shí)，電流減小，則產(chǎn)生的熱量變少，所以左側(cè)U形管中液面高度差變小，故B正確；C、將右邊并聯(lián)的兩根5Ω的電阻絲都放入到容器內(nèi)，右側(cè)的電阻為＝2.5Ω，左右兩側(cè)的電流和通電時(shí)間相同，左側(cè)的電阻大于右側(cè)的電阻，則左側(cè)產(chǎn)生的熱量多，右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的小，故C錯(cuò)誤；D、該實(shí)驗(yàn)裝置是利用容器中空氣的熱脹冷縮來反應(yīng)放熱的多少，產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，通過U形管液面高度差的變化來反映，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】此題主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)的”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大。6．探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”時(shí)，兩個(gè)相同的透明容器中密封著質(zhì)量相等的空氣，用電阻R1、R2對(duì)容器中的空氣進(jìn)行加熱，如圖所示。下列說法正確的是（）A．該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系 B．該裝置中R1與R2的阻值應(yīng)相同 C．電流產(chǎn)生的熱量越多，U形管內(nèi)液面高度差越小 D．由圖中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，R2阻值比R1大【分析】A、電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)，研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要控制另外兩個(gè)因素不變，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律分析；BCD、因右邊容器中液面高度差大，根據(jù)轉(zhuǎn)換法結(jié)合Q＝I2Rt分析?！窘獯稹拷猓篈、兩電阻絲串聯(lián)，通過的電流和時(shí)間相同，而電阻大小不同，故該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，A錯(cuò)誤；BCD、因右邊容器中液面高度差大，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，故R2電阻絲產(chǎn)生的熱量多，根據(jù)Q＝I2Rt，故R2阻值比R1大，B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)轉(zhuǎn)換法，電流產(chǎn)生的熱量越多，U形管內(nèi)液面高度差越大，C錯(cuò)誤。只有D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題研究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，考查控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用和串聯(lián)電路的規(guī)律等知識(shí)。7．小軍用玩具電動(dòng)車的小電動(dòng)機(jī)做趣味實(shí)驗(yàn)。他將一個(gè)電壓恒定不變的3V直流電源按圖所示的電路接在電動(dòng)機(jī)兩端，閉合開關(guān)后，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動(dòng)了10s，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.6A，關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的電阻為5Ω B．電動(dòng)機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的功率為1.8W C．電動(dòng)機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的10s內(nèi)產(chǎn)生18J的熱量 D．電動(dòng)機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【分析】電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為非純電阻電路，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，不能用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算電阻，由P＝UI可計(jì)算其消耗電功率，由W＝Pt可計(jì)算消耗的電能，由此分析解答?！窘獯稹拷猓簣D中電流表測(cè)電動(dòng)機(jī)的電流，由題知，電源電壓恒為3V，電流表示數(shù)0.6A。A、根據(jù)歐姆定律R＝＝＝5Ω，但由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是非純電阻電路，不能運(yùn)用歐姆定律計(jì)算，故A錯(cuò)誤；B、電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中消耗的電功率P＝UI＝3V×0.6A＝1.8W，故B正確；CD、電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗電能W＝Pt＝1.8W×10s＝18J，由于電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，所以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量小于18J，故CD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查電動(dòng)機(jī)工作時(shí)消耗功率和電能的計(jì)算、能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)，要計(jì)算其線圈電阻可在電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。8．甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量之比為5：1，則通過甲、乙的電流之比為（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2【分析】知道甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比、產(chǎn)生的熱量之比和通電時(shí)間關(guān)系，利用焦耳定律Q＝I2Rt求通過的電流之比?！窘獯稹拷猓河深}意可知，R甲：R乙＝5：4，產(chǎn)生的熱量之比Q甲：Q乙＝5：1，通電時(shí)間之比t甲：t乙＝1：1，由Q＝I2Rt可得通過甲、乙兩個(gè)電熱器的電流之比：I甲：I乙＝：＝：＝1：＝2：1，故C正確、ABD錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了焦耳定律的應(yīng)用，要注意各量之間的關(guān)系，不要顛倒。9．如圖所示，將三個(gè)相同空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封，將多個(gè)阻值相同的電阻R以不同的連接方式接入電路中，通電一段時(shí)間后體積變化最大的氣球是（）A．a(chǎn) B．b C．c D．三個(gè)相同【分析】由圖示根據(jù)焦耳定律分析，產(chǎn)生的熱量越多，氣體溫度越高，氣球體積膨脹的越大?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，三個(gè)燒瓶的電阻（相同的電阻R）以不同方式接入電路中時(shí)是串聯(lián)的，所以通過電流相等，通電時(shí)間也相等，由電阻的串聯(lián)和并聯(lián)特點(diǎn)知，電阻串聯(lián)后電阻最大，并聯(lián)后電阻最小，即被b氣球密封的燒瓶里的電阻最大，由Q＝I2Rt可知這個(gè)燒瓶里電阻放出熱量最多，瓶中氣體溫度最高，氣球的體積變化最大。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查對(duì)焦耳定律和串并聯(lián)電阻特點(diǎn)的應(yīng)用，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用。10．甲乙兩個(gè)電阻之比為2：1，串聯(lián)在同一電源上，閉合開關(guān)一段時(shí)間，電流通過甲電阻產(chǎn)生的熱量600J，則電流通過乙電阻產(chǎn)生的熱量為（）A．300J B．600J C．1200J D．2400J【分析】在串聯(lián)電路中，各處的電流是相同的，知道甲電阻產(chǎn)生的熱量，根據(jù)Q＝I2Rt求出乙產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓杭滓覂蓚€(gè)電阻串聯(lián)在同一電源上，閉合開關(guān)一段時(shí)間，通電時(shí)間相同，通過的電流也相同，電阻之比為2：1，根據(jù)Q＝I2Rt可知，電阻產(chǎn)生的熱量之比為2：1，則乙電阻產(chǎn)生的熱量為：×600J＝300J。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、焦耳定律的靈活應(yīng)用，計(jì)算過程要注意各量之間的關(guān)系，不要顛倒。11．電爐工作時(shí)，電爐絲很快變熱但連接的電線卻不怎么熱，這是因?yàn)椋ǎ〢．電爐絲的電阻較大 B．電爐絲與導(dǎo)線是并聯(lián)的 C．電爐絲的橫截面大 D．通過電爐絲的電流較大【分析】由焦耳定律知道，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、導(dǎo)體電阻大小和通電時(shí)間成正比。電爐絲和連接的導(dǎo)線串聯(lián)在電路中（通過的電流相等），通電時(shí)間是相同的，而電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大，據(jù)焦耳定律分析判斷?！窘獯稹拷猓弘姞t絲橫截面積小，電阻大，電爐子在使用時(shí)，電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)，I電爐絲＝I導(dǎo)線，通電時(shí)間t相同，因?yàn)镼＝I2Rt，R電爐絲＞R導(dǎo)線，所以電流產(chǎn)生的熱量：Q電爐絲＞Q導(dǎo)線，從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】分析電流產(chǎn)生熱量多少問題，一般要用焦耳定律，常見題目。12．小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)給家中的電燈通電后，燈絲熱得發(fā)光，而與燈泡串聯(lián)的導(dǎo)線溫度幾乎感覺不到變化，對(duì)這一現(xiàn)象的解釋，正確的是（）A．通過燈絲的電流大些 B．電流在導(dǎo)線中不發(fā)生熱效應(yīng) C．制成燈絲的材料電阻較小 D．導(dǎo)線和燈絲中的電流相同，但燈絲電阻更大【分析】由焦耳定律知道，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時(shí)間成正比。燈絲與導(dǎo)線串聯(lián)在電路中，電流、通電時(shí)間相同，而燈絲電阻比導(dǎo)線的電阻大，由焦耳定律可知電阻大的產(chǎn)生的熱量多，據(jù)此分析。【解答】解：因?yàn)闊艚z和導(dǎo)線串聯(lián)，所以通過燈絲和導(dǎo)線的電流、通電時(shí)間都相同，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt，燈絲電阻大，產(chǎn)生熱量多，而導(dǎo)線電阻非常小，產(chǎn)生的熱量就很小，所以電燈通電后，燈絲熱得發(fā)光，而與燈泡串聯(lián)的導(dǎo)線溫度幾乎感覺不到變化。故選項(xiàng)A、B、C都不正確，D選項(xiàng)正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì)焦耳定律及應(yīng)用的了解和掌握，利用好“燈絲和導(dǎo)線串聯(lián)電流相等”是本題的關(guān)鍵。13．圖為是某種暖手寶及其主要參數(shù)，暖手寶內(nèi)有水及電加熱元件等，使用前要先給暖手寶通電加熱，假設(shè)暖手寶加熱效率是70%，在額定電壓下，水由室溫10℃加熱至自動(dòng)斷電[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]．則（）A．暖水寶加熱時(shí)電加熱元件是利用熱傳遞增加了內(nèi)能 B．暖水寶電加熱時(shí)間為660s C．暖水寶電加熱時(shí)消耗的電功率一定是500W D．暖水寶暖手時(shí)放出熱量是3.3×105J【分析】A、暖水寶加熱時(shí)電加熱元件是利用電流的熱效應(yīng)增加了內(nèi)能；B、水的溫度從10℃升高到65℃，根據(jù)Q吸＝cm△t求出此過程中水吸收的熱量；根據(jù)η＝可得暖手寶消耗的電能；由P＝可得加熱時(shí)間；C、暖水寶在額定電壓220V下的功率為500W；D、由B知，暖手寶消耗的電能為3.3×105J，暖水寶暖手時(shí)放出熱量小于?！窘獯稹拷猓篈、暖水寶加熱時(shí)電加熱元件是利用電流的熱效應(yīng)（或電流做功）增加了內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、由題和圖示可知，水的溫度從10℃升高到65℃，此過程中水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（65℃﹣10℃）＝2.31×105J；由η＝可得，暖手寶消耗的電能：W＝＝＝3.3×105J；由P＝可得暖水寶的電加熱時(shí)間：t＝＝＝660s，故B正確；C、暖水寶在額定電壓220V下的功率為500W，若實(shí)際電壓不是220V，其實(shí)際功率不是500W，故C錯(cuò)誤；D、由B知，在電加熱過程中暖手寶消耗的電能為3.3×105J，由于存在熱損失，所以暖水寶暖手時(shí)放出熱量小于3.3×105J，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查電流的熱效應(yīng)、Q吸＝cm△t、電功率公式、效率公式的運(yùn)用和額定功率的理解，關(guān)鍵是從題中獲取有效的信息，綜合性較強(qiáng)。14．小黃家中新購置了一臺(tái)掛式電熱水器，他查看了電熱水器說明書后，將電熱水器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成如圖所示電路圖，該熱水器設(shè)有高，中，低三檔，電熱絲R1＝48.4Ω，電熱絲R2＝24.2Ω，容積為20L，使水從20℃加熱到70℃，下列說法不正確的是[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]（）A．開關(guān)S、S1閉合，S2斷開，處于低溫?fù)?B．水從20℃加熱到70℃需要吸收的熱量4.2×106J C．若利用中溫?fù)跫訜嵝枰?200s，則電熱轉(zhuǎn)化效率為50% D．高溫?fù)醯募訜峁β?800W【分析】（1）由電路圖可知，開關(guān)S、S1閉合，S2斷開，電路中電阻最大，根據(jù)P＝分析功率大小，（2）由ρ＝可求得水的質(zhì)量，根據(jù)Q＝cm△t可求得需要吸收的熱量；（3）由電路圖可知，開關(guān)S、S2閉合，S1斷開，電路中電阻較大，根據(jù)P＝可知，為中溫?fù)?；由P＝求得中溫?fù)豕β?，利用P＝求出消耗電能，然后利用η＝×100%可求得電熱轉(zhuǎn)化效率；（4）閉合S、S1、S2時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，由P＝可知，電路的總功率最大，熱水器處于高檔，高溫?fù)醯募訜峁β实扔诘蜏負(fù)豕β始由现袦負(fù)豕β??！窘獯稹拷猓篈、由電路圖可知，開關(guān)S、S1閉合，S2斷開，電路中電阻最大，由P＝可知，功率最小，熱水器處于低溫?fù)?，故A正確；B、由ρ＝可得，水的質(zhì)量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×20×10﹣3m3＝20kg，水從20℃加熱到70℃需要吸收的熱量Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃×20kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×106J，故B正確；C、由電路圖可知，開關(guān)S、S2閉合，S1斷開，電熱絲R2接入電路，根據(jù)P＝可知，為中溫?fù)酰恢袦負(fù)豕β蔖中溫＝＝＝2000W，利用中溫?fù)跫訜?200s，需要消耗電能W＝P中溫t＝2000W×4200s＝8.4×106J，電熱轉(zhuǎn)化效率η＝×100%＝×100%＝50%，故C正確；D、閉合S、S1、S2時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，由P＝可知，電路的總功率最大，熱水器處于高檔，低溫?fù)醯募訜峁β蔖低溫＝＝＝1000W，高溫?fù)醯募訜峁β蔖高溫＝P低溫+P中溫＝1000W+2000W＝3000W．故D錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了并聯(lián)電路特點(diǎn)、熱量計(jì)算公式和電功率公式的靈活應(yīng)用，正確分析出熱水器的工作狀態(tài)是關(guān)鍵。15．用電熱絲燒水，當(dāng)電壓為U時(shí)，t秒內(nèi)可將水燒開，如果電壓降為原來的一半，則同樣燒開這些水所需的時(shí)間應(yīng)為（）A． B． C．2t D．4t【分析】燒開相同一壺水時(shí)，電熱絲產(chǎn)生的熱量相等，根據(jù)Q＝I2Rt＝t得出等式即可得出答案?！窘獯稹拷猓骸邿_相同一壺水時(shí)，電熱絲產(chǎn)生的熱量相等，∴根據(jù)Q＝I2Rt＝t可得：t＝t′＝t′＝t′，解得：t′＝4t。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了焦耳定律變形公式的靈活應(yīng)用，知道燒開相同一壺水時(shí)電熱絲產(chǎn)生的熱量相等是關(guān)鍵。二．填空題（共10小題）16．現(xiàn)有兩電熱水壺分別是甲“220V﹣1500W”、乙“220V﹣1000W”，甲壺中裝有2kg的水，乙壺中裝有1kg的水（水的初溫相同），當(dāng)同時(shí)給它們通電正常工作時(shí)，甲壺（選填“甲”或“乙”）電流做功快；要想把水燒開，甲壺（選填“甲”或“乙”）電流做功多；乙壺（選填“甲”或“乙”）把水燒開需要的時(shí)間少。【分析】（1）電功率是表示電流做功快慢的物理量；（2）根據(jù)Q＝cm△t判斷出電流做功的多少；（3）比較電功率與電功的關(guān)系以及t＝比較出哪一個(gè)把水燒開需要的時(shí)間少?！窘獯稹拷猓弘姽β适潜硎倦娏髯龉炻奈锢砹?，甲壺的功率越大，電流做功越快；根據(jù)Q＝cm△t知，甲的質(zhì)量是乙質(zhì)量的2倍，甲吸收的熱量是乙的2倍，甲電流做的功是乙的2倍，即甲壺電流做功多；根據(jù)P＝變形得t＝，已知甲的功率是乙功率的＝1.5倍、甲電流做的功是乙的2倍，所以乙壺把水燒開需要的時(shí)間少。故答案為：甲；甲；乙?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了電功率、電功、吸熱大小的比較，熟練各個(gè)公式是解題的關(guān)鍵。17．圖中①為一種便攜封口機(jī)，②是這種封口機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。裝入電池后，按③所示操作即可對(duì)塑料袋進(jìn)行封口。封口時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，該封口機(jī)只能對(duì)熱塑性（選填“熱塑性”或“熱固性”）塑料進(jìn)行封口，塑料屬于合成材料（選填“天然”“復(fù)合”或“合成”）?！痉治觥浚?）根據(jù)消耗的能量和得到的能量判斷出能量的轉(zhuǎn)化；（2）熱塑性塑料是指塑料加熱成型固化后可以再次加熱仍然能夠達(dá)到流動(dòng)性，并可以再次對(duì)其進(jìn)行加工成型；熱固性塑料表示的是，經(jīng)過一次加熱成型固化以后，再次對(duì)其加熱也不能讓其再次達(dá)到粘流態(tài)，而對(duì)其進(jìn)行再次加工成型。（3）塑料屬于合成材料，據(jù)此解答。【解答】解：（1）封口機(jī)封口時(shí)，消耗電能，得到內(nèi)能，將塑料熔化；（2）塑料袋常用加熱的方法封口，這種封口方法利用的是塑料的熱塑性；這種塑料屬于有機(jī)合成材料。故答案為：內(nèi)；熱塑性；合成?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了物質(zhì)的屬性，這種物質(zhì)學(xué)生不熟悉，解答有一定的難度。18．如圖所示是小明“探究影響電流熱效應(yīng)的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，在甲、乙兩瓶中裝入質(zhì)量和初溫均相同的煤油，R1、R2采用如圖連接方式的目的是控制電流和通電時(shí)間相同。閉合開關(guān)一段時(shí)間后，乙瓶中溫度計(jì)的示數(shù)較高，由此說明通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)。小華用相同裝置（煤油質(zhì)量也相等）同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，細(xì)心的小紅看到小明和小華兩組電阻絲阻值相等的燒瓶中，小華這一組的煤油升溫比小明的快，比較發(fā)現(xiàn)：小華的滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值較小，根據(jù)這一現(xiàn)象，小紅能（選填“能”或“不能”）初步判斷出通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體的電流有關(guān)?！痉治觥浚?）由Q＝I2Rt可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)，為了研究電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系，要控制通過的電流和通電時(shí)間不變；（2）電路通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量通過液體溫度變化間接反映；（3）在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；在電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電流有關(guān)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，兩電阻串聯(lián)，目的是控制R1和R2中的電流相同，而且還可以控制通電時(shí)間相同；乙瓶中電熱絲阻值較大，溫度計(jì)的示數(shù)較高，說明在電流與通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；說明通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的大小有關(guān)。由題意可知，小華和小明用相同的裝置做實(shí)驗(yàn)，可知加熱的電阻阻值相同；但小華的滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值較小，由歐姆定律可知，小華做實(shí)驗(yàn)時(shí)電路中的電流較大，此時(shí)小華這一組的煤油升溫比小明的快，說明在通電時(shí)間和電阻大小相同的情況下，通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越大，即小紅可以初步判斷出通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體的電流有關(guān)。故答案為：控制電流和通電時(shí)間相同；電阻；能。【點(diǎn)評(píng)】此題考查了焦耳定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，需要掌握電流產(chǎn)生熱量多少的影響因素，會(huì)利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，正確探究電流產(chǎn)生熱量跟各因素之間的關(guān)系。19．如圖是探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。三個(gè)密閉容器中的電阻如圖，三個(gè)容器串聯(lián)，在其中一個(gè)容器的外部，將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，通電后，觀察三個(gè)U形管中液面高度的變化。比較甲丙實(shí)驗(yàn)裝置可以探究電熱與電流大小的關(guān)系；比較甲乙實(shí)驗(yàn)裝置可以探究電熱與電阻的關(guān)系；通電相同時(shí)間，三個(gè)密閉容器中的電阻產(chǎn)生的電熱之比為4：8：1?！痉治觥垦芯侩娏鳟a(chǎn)熱與電流關(guān)系，根據(jù)控制變量法可知應(yīng)控制電阻和通電時(shí)間相同；研究電流產(chǎn)熱與電阻關(guān)系，根據(jù)控制變量法可知應(yīng)控制電流和通電時(shí)間相同；分析出各個(gè)容器中電流和電阻的關(guān)系，根據(jù)Q＝I2Rt分析三容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量關(guān)系?！窘獯稹拷猓禾骄侩姛崤c電流大小的關(guān)系時(shí)，需要控制電阻和通電時(shí)間相同，電阻的電流不同，根據(jù)電路可知，丙中的兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與甲串聯(lián)在電路中，則通過丙的容器內(nèi)電阻的電流和通過甲的容器內(nèi)電阻的電流不同，通電時(shí)間和電阻相同，所以可以探究電熱與電流大小的關(guān)系；探究電熱與電阻的關(guān)系時(shí)，需要控制電流和通電時(shí)間相同，電阻不同，根據(jù)電路可知，需要對(duì)比甲乙裝置；丙中兩個(gè)電阻的電流之和與甲、乙的電流相同，故I甲＝I乙＝2I丙，由Q＝I2Rt可知，在通電相同時(shí)間下，三個(gè)容器中產(chǎn)熱量之比：I甲2×5Ω×t：I乙2×10Ω×t：I丙2×5Ω×t＝4：8：1。故答案為：甲丙；甲乙；4：8：1?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)的”實(shí)驗(yàn)以及焦耳定律的應(yīng)用，要注意控制變量法的應(yīng)用。20．如圖所示電路中，R1：R2：R3＝1：2：3，閉合開關(guān)后，兩電流表A1、A2示數(shù)之比I1：I2＝5：9，在相同的時(shí)間里，R1、R2、R3產(chǎn)生的熱量之比為Q1：Q2：Q3＝6：3：2。【分析】由圖可知，三個(gè)電阻并聯(lián)，電流表A1測(cè)通過R2和R3的總電流，電流表A2測(cè)通過R1和R2的總電流；已知R1：R2：R3＝1：2：3，根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可求出兩電流表A1A2示數(shù)之比，根據(jù)Q＝W＝UIt可求出在相同的時(shí)間里R1、R2、R3產(chǎn)生的熱量之比?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，三個(gè)電阻并聯(lián)，電流表A1測(cè)通過R2和R3的總電流，電流表A2測(cè)通過R1和R2的總電流；已知R1：R2：R3＝1：2：3，設(shè)R1＝R，R2＝2R，R3＝3R，電源電壓為U；因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，則根據(jù)I＝可知，通過R1、R2、R3的電流分別為：、、；電流表A1測(cè)通過R2和R3的總電流，則A1的示數(shù)：I1＝+＝×；電流表A2測(cè)通過R1和R2的總電流，則A2的示數(shù)：I2＝+＝×；所以I1：I2＝×：×＝5：9；在相同的時(shí)間里，R1、R2、R3產(chǎn)生的熱量之比為：Q1：Q2：Q3＝W1：W2：W3＝UIR1t：UIR2t：UIR3t＝IR1：IR2：IR3＝：：＝6：3：2。故答案為：5：9；6：3：2。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功公式應(yīng)用，看懂電路圖是正確解題的關(guān)鍵。21．電熱飲水機(jī)通過機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)加熱和保溫兩種功能。電路原理如圖乙所示。電源電壓恒為220V，當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，電路中電流為5A，則電阻R1阻值為44Ω，當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電路消耗的功率為66W．該飲水機(jī)在保溫狀態(tài)工作100s，R2產(chǎn)生的熱量為6204J。【分析】（1）當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值；（2）開關(guān)S接b時(shí)，R1與R2串聯(lián)，根據(jù)P＝UI求出電路中的電流；開關(guān)S接b時(shí)，電路中的總電阻最大，根據(jù)P＝UI＝可知，飲水機(jī)的功率最小，處于保溫狀態(tài)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用串聯(lián)電阻的特點(diǎn)求出R2的阻值，利用Q＝I2Rt求出100s內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝44Ω；（2）開關(guān)S接b時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電路消耗的功率為66W，由P＝UI可得，電路中的電流：I1＝＝＝0.25A；開關(guān)S接b時(shí)，電路中的總電阻最大，消耗的總功率最小，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，此時(shí)電路中的總電阻：R＝＝＝Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝Ω﹣44Ω＝Ω，100s內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量：Q2＝I22R2t＝（0.3A）2×Ω×100s＝6204J。故答案為：44；6204?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了歐姆定律、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、電功率公式、焦耳定律的應(yīng)用，會(huì)判斷飲水機(jī)不同狀態(tài)時(shí)電路的連接方式是關(guān)鍵。22．小宇同學(xué)利用身邊的器材做了以下兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)：（1）小宇把口香糖包裝鋁紙剪成中間細(xì)兩端寬的鋁紙條，鋁紙條兩端的鋁面直接接觸電池的正負(fù)極，很快發(fā)現(xiàn)鋁紙條中間處開始冒煙，起火苗，如圖1所示。這是因?yàn)殇X具有導(dǎo)電性，鋁紙條中間最細(xì)處的電阻較大，把它的兩端直接接入電池正負(fù)極，造成短路，電流很大，迅速發(fā)熱使溫度達(dá)到紙的著火點(diǎn)而燃燒起來。（2）小宇拿出兩根塑料吸管A、B，把A放在瓶蓋上，B用紙巾摩擦后靠近A，如圖2所示，發(fā)現(xiàn)A被吸引而轉(zhuǎn)動(dòng)；若A也用紙巾摩擦過，則發(fā)現(xiàn)A被排斥而轉(zhuǎn)動(dòng)，這是由于同種電荷互相排斥?！痉治觥浚?）金屬都具有導(dǎo)電性，導(dǎo)線直接將電源連接起來的電路叫短路，短路時(shí)，容易燒壞電路或形成火災(zāi)。（2）帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引?！窘獯稹拷猓海?）因?yàn)殇X屬于金屬，因此具有導(dǎo)電性，鋁紙條兩端的鋁面直接接觸電池的正負(fù)極，鋁紙條中間最細(xì)處的電阻較大，形成了電源短路，此時(shí)電路中迅速產(chǎn)生大量熱量使溫度達(dá)到錫紙的著火點(diǎn)而使之燃燒。（2）塑料吸管B與紙巾摩擦產(chǎn)生電荷，帶電體B能夠吸引輕小的物體A，因此A被吸管B吸引而轉(zhuǎn)動(dòng)；如果吸管A也與紙巾摩擦，那么就會(huì)和吸管B排斥，這是因?yàn)橥N電荷相互排斥的原因。故答案為：（1）導(dǎo)電；大；大；（2）吸引；同種電荷互相排斥。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了利用身邊器材能夠做的物理實(shí)驗(yàn)以及分析實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的物理知識(shí)，注重了物理和生活的聯(lián)系，屬于基礎(chǔ)知識(shí)的考查，相對(duì)比較簡(jiǎn)單。23．有甲、乙兩個(gè)電熱水壺，規(guī)格分別為“220V1500W”和“220V2000W”。（1）這兩個(gè)電熱水壺中，內(nèi)部電熱絲的阻值較大的是甲。（2）使用電熱水壺?zé)畷r(shí)，發(fā)現(xiàn)水燒開了，而導(dǎo)線卻幾乎不熱，這是因?yàn)殡姛崴畨仉姛峤z的電阻比導(dǎo)線的電阻大?！痉治觥浚?）根據(jù)P＝求出電熱絲的電阻；（2）由焦耳定律知道，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時(shí)間成正比。電熱絲和連接的導(dǎo)線串聯(lián)在電路中（通過的電流相等），通電時(shí)間是相同的，而電熱絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大，據(jù)焦耳定律分析?！窘獯稹拷猓海?）由P＝得：甲電熱水壺的電阻：R甲＝＝≈32.3Ω；乙電熱水壺的電阻：R乙＝＝＝＝24.2Ω，所以甲內(nèi)部電熱絲的阻值較大。（2）電熱水壺在使用時(shí)，電熱絲和導(dǎo)線串聯(lián)，I電熱絲＝I導(dǎo)線，通電時(shí)間t相同，因?yàn)镼＝I2Rt，R電熱絲＞R導(dǎo)線，所以電流產(chǎn)生的熱量：Q電熱絲＞Q導(dǎo)線，從而出現(xiàn)電熱絲熱得發(fā)紅，但跟電熱絲連接的導(dǎo)線幾乎不熱的現(xiàn)象故答案為：（1）甲；（2）大?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查對(duì)公式的應(yīng)用、電功率焦耳定律及應(yīng)用、串聯(lián)電路電流關(guān)系的了解和掌握，知道電熱絲和相連接的導(dǎo)線為串聯(lián)是本題的關(guān)鍵。24．如圖所示是一款新型節(jié)能裝置：空氣能熱水器，它的制熱能效比（制熱量和壓縮機(jī)所耗電能之比）為3：1，某同學(xué)洗一次澡用水40kg，這些水溫度由17℃升高到42℃吸收的熱量為4.2×106J，若這些熱量分別由空氣能熱水器和效率為70%的電熱水器提供，則空氣能熱水器壓縮機(jī)所耗電能與電熱水器所耗電能相比，可節(jié)約電能4.6×106J．[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【分析】（1）知道水的比熱容和初溫、末溫，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；（2）利用空氣能熱水器的制熱能效比為3：1求出空氣能熱水器提供這些熱量時(shí)消耗的電能，利用η＝求出用電熱水器加熱時(shí)消耗的電能，兩者的差值即為空氣能熱水器壓縮機(jī)所耗電能與電熱水器所耗電能相比可節(jié)約的電能?！窘獯稹拷猓海?）這些水溫度由17℃升高到42℃吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（42℃﹣17℃）＝4.2×106J；（2）因空氣能熱水器的制熱能效比為3：1，所以，由空氣能熱水器提供這些熱量時(shí)，消耗的電能：W1＝Q吸＝×4.2×106J＝1.4×106J，已知電熱水器的效率為70%，由η＝＝70%可得用電熱水器加熱時(shí)消耗的電能：W2＝＝＝6×106J，則空氣能熱水器壓縮機(jī)所耗電能與電熱水器所耗電能相比可節(jié)約的電能：△W＝W2﹣W1＝6×106J﹣1.4×106J＝4.6×106J。故答案為：4.2×106；4.6×106?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了吸熱公式、效率公式的綜合應(yīng)用，明白制熱能效比的含義是關(guān)鍵。25．某品牌電熱水壺上標(biāo)有“220V1400W”的字樣，小明發(fā)現(xiàn)燒水過程中電熱水壺的發(fā)熱體部分很快變熱，但連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，這是因?yàn)閷?dǎo)線的電阻比發(fā)熱體的電阻小。在額定電壓下，電熱水壺?zé)?min。這段時(shí)間內(nèi)電熱水壺發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量是2.52×105J．若發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，能將0.75kg的水從20℃升高到100℃．[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【分析】（1）首先判斷電熱水壺中的發(fā)熱體與連接導(dǎo)線的連接方式，據(jù)此得出通過的電流、通電時(shí)間的大小關(guān)系，結(jié)合電阻大小關(guān)系，利用焦耳定律分析回答；（2）在額定電壓下，電熱水壺的實(shí)際功率等于額定功率，利用Q＝W＝Pt求出3min內(nèi)發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量。（3）若發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則Q吸＝Q，由Q吸＝cm△t可求得水的質(zhì)量。【解答】解：（1）電熱水壺的發(fā)熱體與連接的導(dǎo)線是串聯(lián)的，所以通過它們的電流、通電時(shí)間都相等，但導(dǎo)線的電阻比電熱水壺的電阻小的多，由Q＝I2Rt可知，電流通過導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量比通過發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量小得多，所以在燒水過程中熱水壺的發(fā)熱體部分很快變熱，但連接的導(dǎo)線卻不怎么熱；（2）在額定電壓下，電熱水壺的實(shí)際功率P＝P額＝1400W，則3min內(nèi)發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝Pt＝1400W×3×60s＝2.52×105J。（3）若發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則Q吸＝Q＝2.52×105J。由Q吸＝cm△t可得，水的質(zhì)量：m＝＝＝0.75kg。故答案為：??；2.52×105；0.75?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了焦耳定律和電功率公式的應(yīng)用，注意電熱水壺屬于純電阻用電器，可以利用Q＝W＝Pt計(jì)算產(chǎn)生的熱量（消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量）。三．計(jì)算題（共2小題）26．小華家買了一個(gè)家用電吹風(fēng)，其簡(jiǎn)化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如表。電吹風(fēng)在額定電壓下工作，請(qǐng)解答如下問題：熱風(fēng)溫度50﹣75℃額定功率熱風(fēng)時(shí)：660W冷風(fēng)時(shí)：110W額定電壓220V質(zhì)量0.5kg（1）電吹風(fēng)正常工作吹冷風(fēng)時(shí)，開關(guān)應(yīng)置于BC，通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？（2）電熱絲正常工作時(shí)的電阻是多大？（3）電吹風(fēng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電阻是2Ω，電吹風(fēng)正常工作吹冷風(fēng)5min產(chǎn)生的熱量是多少？【分析】（1）當(dāng)吹冷風(fēng)時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)工作；根據(jù)P＝UI求出通過電動(dòng)機(jī)的電流；（2）當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)工作，電動(dòng)機(jī)與電熱絲并聯(lián)，電熱絲的功