第30講 電能-焦耳定律與電能計(jì)算（解析版）

第30講電能--焦耳定律與電能計(jì)算焦耳定律的計(jì)算電能的計(jì)算一.焦耳定律及電熱1．焦耳定律：(1)1841年，英國(guó)物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量Q（稱(chēng)為焦耳熱）與電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R、通電時(shí)間t成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律。焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律。它的適用范圍很廣，純電阻電路、非純電阻電路在計(jì)算電熱時(shí)都用到它。(2)熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率．熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I的二次方與導(dǎo)體電阻R的乘積．(3)電功率與熱功率:對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率即：P=I*U=I2R=U2/R此時(shí)，可得U=IR,所以純電阻電路也可以說(shuō)是歐姆定律成立的電路對(duì)非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．2.電熱（1）電熱：由于導(dǎo)體的電阻，使電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)消耗的電能中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分能量叫電熱。（2）內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量等于電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間的乘積。（3）公式：Q=I2Rt.（4）適用對(duì)象:凡是要計(jì)算電熱，都應(yīng)首選Q=I2Rt，可求任何電路中電流I通過(guò)電阻R時(shí)所產(chǎn)生的熱量。3．熱功率的意義及計(jì)算（1）熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫作熱功率。熱功率即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）熱功率計(jì)算:當(dāng)電路不是純電阻電路時(shí)，電功用W=UIt來(lái)計(jì)算，電熱Q只能用Q=I2Rt進(jìn)行計(jì)算，電功率用P=IU計(jì)算，熱功率只能用P熱=I2R計(jì)算。4.電熱的檔位問(wèn)題：如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R2單獨(dú)工作中溫檔：R1單獨(dú)工作低溫檔：R1,R2同時(shí)工作如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R1,R2同時(shí)工作中溫檔：R2單獨(dú)工作低溫檔：R1單獨(dú)工作考點(diǎn)一：焦耳定律【例1】焦耳24歲時(shí)，首先把電阻絲放入玻璃管內(nèi)，做成一個(gè)電熱器，然后把電熱器放入一個(gè)玻璃瓶中，瓶中裝有已知質(zhì)量的水。給電熱器通電并開(kāi)始計(jì)時(shí)，從插在水中的溫度計(jì)可隨時(shí)觀察到水溫的變化，同時(shí)，他用電流計(jì)測(cè)出電流的大小，焦耳把實(shí)驗(yàn)做了一次又一次，獲取大量數(shù)據(jù)歸納得出焦耳定律。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）A．焦耳定律只適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路B．焦耳通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到電流產(chǎn)生的熱量與電流的二次方、電阻、通電時(shí)間成正比C．焦耳實(shí)驗(yàn)時(shí)用水吸收的熱量來(lái)替代電阻絲產(chǎn)生的熱量，是用了轉(zhuǎn)換法D．科學(xué)教材上研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)與焦耳所做實(shí)驗(yàn)很大的不同是沒(méi)有獲取大量的數(shù)據(jù)得到關(guān)系式【答案】A【解析】A．焦耳定律適用于所有電路，故A不正確，符合題意；B．焦耳定律的內(nèi)容是：電流產(chǎn)生的熱量與電流的二次方成正比、與電阻成正比、與通電時(shí)間成正比，故B正確，不符合題意；C．焦耳在實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)法直接比較電阻絲產(chǎn)生的熱量，利用轉(zhuǎn)換法通過(guò)水吸收的熱量來(lái)進(jìn)行比較，故C正確，不符合題意；D．教材上的實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有獲取大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，是通過(guò)轉(zhuǎn)換法得出產(chǎn)生熱量與各個(gè)因素之間的關(guān)系，故D正確，不符合題意。故選A?！纠?】如圖所示，兩個(gè)透明容器中密閉著等量的空氣，A，B兩U形管內(nèi)的液面相平，電阻絲的電阻，小明用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q跟什么因素有關(guān)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．此實(shí)驗(yàn)在探究電熱Q與電阻R是否有關(guān)B．通過(guò)的電流和通過(guò)的電流大小之比為2∶1C．電阻兩端的電壓和兩端的電壓相等D．通電后，A管的液面將會(huì)比B管的液面低【答案】B【解析】由題可知，電阻絲的電阻R1=R2=R3；A．由圖可知，右側(cè)兩個(gè)電阻并聯(lián)后再和左側(cè)電阻串聯(lián)，容器中兩個(gè)電阻絲的阻值相等，由串并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過(guò)兩個(gè)容器內(nèi)電阻絲的電流不相等，探究電熱與電流的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B．裝置中R2、R3并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，通過(guò)R1的電流I1=I2+I3而I2=I3所以通過(guò)的電流和通過(guò)的電流大小之比為2∶1，故B正確；C．通過(guò)的電流和通過(guò)的電流不相等，兩個(gè)電阻的阻值相同，由U=IR可知電阻兩端的電壓和兩端的電壓不相等，故C錯(cuò)誤；D．左右兩容器中的電阻相同，而通過(guò)電阻R1的電流大于R2的電流，通電時(shí)間相同，由Q=I2Rt可知，A容器中電阻R1產(chǎn)生的熱量多，則A管的液面將會(huì)比B管的液面高，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二：電熱的計(jì)算【例1】某電飯鍋內(nèi)有R0=44Ω、R=2156Ω的兩根電熱絲，它的工作簡(jiǎn)化電路如圖所示，當(dāng)S置于“2”擋時(shí)，下列分析正確的是（）A．R0和R并聯(lián)B．處于加熱狀態(tài)，加熱功率為1100WC．處于保溫狀態(tài)，保溫功率為22WD．整個(gè)電路10min產(chǎn)生的熱量為1.32×104J【答案】B【解析】電源電壓為220V不變，當(dāng)S接“1”擋時(shí)，電路中R與R0串聯(lián)，此時(shí)總電阻較大，由可知，電路消耗的功率較小，處于保溫狀態(tài)；當(dāng)S接“2”擋時(shí)，電路中只有R0，此時(shí)總電阻較小，由可知電功率較大，處于加熱狀態(tài)；則加熱功率S置于“2”擋時(shí)，整個(gè)電路10min產(chǎn)生的熱量故ACD錯(cuò)誤，B正確?！纠?】某型號(hào)電飯煲有加熱和保溫功能，圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，圖乙是該電飯煲工作時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系圖像，關(guān)于電飯煲工作時(shí)下列說(shuō)法中正確的是（）A．開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí)，電飯煲處于加熱狀態(tài)B．0~20min，該電飯煲產(chǎn)生的熱量為6×105JC．電飯煲處于加熱狀態(tài)時(shí)的功率是1000WD．R1的電阻為181.5Ω【答案】B【解析】A．電源電壓一定，當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻等于兩電阻之和，電路的總電阻最大，由可知，電路消耗的功率最小，處于保溫狀態(tài)，當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路的總電阻最小，由可知，電路消耗的功率最大，處于加熱狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；BC．由圖乙可知，0~20min，電飯煲在0~10min處于加熱狀態(tài)，功率是800W，電飯煲處在10~20min處于保溫狀態(tài)，功率為200W，該電飯煲產(chǎn)生的熱量為故B正確，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，處于加熱狀態(tài)，加熱狀態(tài)時(shí)的功率是800W，R1的阻值故D錯(cuò)誤。1．甲、乙兩段實(shí)心鐵導(dǎo)體的電阻值相等，將它們?nèi)鐖D所示串聯(lián)在電路中，通電一段時(shí)間后，比較甲、乙導(dǎo)體產(chǎn)熱的多少，正確的是（）A．甲導(dǎo)體的產(chǎn)熱比乙導(dǎo)體多B．乙導(dǎo)體的產(chǎn)熱比甲導(dǎo)體多C．甲、乙導(dǎo)體產(chǎn)熱相等D．條件不足，無(wú)法判斷【答案】C【解析】由題意可知，兩者的電阻相同，因兩電阻串聯(lián)，所以通過(guò)的電流相等，根據(jù)Q=I2Rt可知，甲、乙兩導(dǎo)體在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。2．要使電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來(lái)的一半，則應(yīng)（）A．電阻不變，使通過(guò)電熱器的電流減小一半B．電阻不變，使電熱器兩端的電壓減小一半C．電壓不變，使電熱器的電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D．電壓不變，使電熱器的電阻增大為原來(lái)的倍【答案】C【解析】A．根據(jù)焦耳定律可知，當(dāng)電阻不變時(shí)，使通過(guò)電熱器的電流減小一半，則電熱變?yōu)樵瓉?lái)的，故A不符合題意；B．電阻不變，使電熱器兩端的電壓減小一半時(shí)，由可知，電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來(lái)的，故B不符合題意；C．電壓不變，使電熱器的電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，由可知，電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來(lái)的，故C符合題意；D．電壓不變，使電熱器的電阻增大為原來(lái)的倍時(shí)，由可知，電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來(lái)的，故D不符合題意。故選C。3．如圖所示是探究電流通過(guò)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。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(shuō)法中都正確的選項(xiàng)是（）①U形管中液面高度發(fā)生變化是因?yàn)閁形管中液體的熱脹冷縮造成②甲實(shí)驗(yàn)主要是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系③甲實(shí)驗(yàn)通過(guò)電流做功使容器內(nèi)空氣內(nèi)能增大④圖甲中右側(cè)盒外連接10Ω的電阻，它的作用是使通過(guò)容器中電阻絲的電流不相等⑤通電后，甲圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為9：4⑥實(shí)驗(yàn)中觀察到甲圖左側(cè)U形管中液面很快出現(xiàn)高度差，右側(cè)U形管中液面高度差為零，原因可能是10Ω的電阻斷路⑦乙實(shí)驗(yàn)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⑧“電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導(dǎo)線卻不怎么熱”，這一現(xiàn)象可用圖乙解釋⑨通電后，乙圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為1：4⑩甲乙實(shí)驗(yàn)都只用到控制變量法A．②③④⑤⑦⑧ B．①②③④⑤⑦⑧ C．②③④⑥⑦⑧⑨ D．②③④⑤⑦⑩【答案】A【解析】①U形管中液面高度發(fā)生變化是因?yàn)閁形管兩側(cè)透明容器中的空氣熱脹冷縮造成，故①錯(cuò)誤；②甲實(shí)驗(yàn)主要是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，原因是透明容器中的電阻絲阻值大小相等，但是通過(guò)兩個(gè)電阻絲的電流不同，產(chǎn)生的熱量不同，故②正確；③甲實(shí)驗(yàn)通過(guò)電流做功使容器內(nèi)空氣內(nèi)能增大，原因是電能轉(zhuǎn)化為熱能，使得空氣分子運(yùn)動(dòng)加快，內(nèi)能增加，故③正確；④圖甲中右側(cè)盒外連接的電阻，它的作用是使通過(guò)容器中電阻絲的電流不相等，原因是外連接電阻分流了與其并聯(lián)的電阻絲的電流，使得通過(guò)電阻絲的電流變小，則電流做功減小，故④正確；⑤設(shè)甲圖中通電電壓的大小為，右側(cè)并聯(lián)電阻的總阻值為干路電流為左側(cè)電阻絲在時(shí)間做功為右側(cè)電阻絲的電流大小為在時(shí)間做功為由題意知?jiǎng)t甲圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為故⑤正確；⑥實(shí)驗(yàn)中觀察到甲圖左側(cè)U形管中液面很快出現(xiàn)高度差，右側(cè)U形管中液面高度差為零，根據(jù)連通器原理可知，右側(cè)的沒(méi)有發(fā)熱，故原因可能是的電阻斷路，故⑥錯(cuò)誤；⑦乙實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后，電路中的干路電流相等，根據(jù)可知，電流相等時(shí)，電阻絲的電阻越大，電流做功越大，空氣內(nèi)能增加的越多，則右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大，故⑦正確；⑧“電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導(dǎo)線卻不怎么熱”，這一現(xiàn)象可用圖乙解釋?zhuān)蚴菍?dǎo)線的電阻可以忽略不計(jì)，根據(jù)公式可知，電阻越小，發(fā)熱越小，故⑧正確；⑨通電后，設(shè)乙圖中通電電壓的大小為，電路中的干路電流為左側(cè)電阻絲在時(shí)間做功為右側(cè)電阻絲在時(shí)間做功為乙圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為乙圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為，故⑨錯(cuò)誤；⑩甲乙實(shí)驗(yàn)不僅僅用到控制變量法，熱量是不可見(jiàn)的，把熱量的大小用U型管的高度差來(lái)表示，用到了轉(zhuǎn)換法，故⑩錯(cuò)誤。4．小明家某型號(hào)電熱加濕器的原理如圖所示，R1、R2都是發(fā)熱電阻絲，S為旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，有快速加濕和慢速加濕兩種狀態(tài)。下列分析正確的是（）A．加濕器是利用電流的熱效應(yīng)工作的B．加濕器工作時(shí)使水溫度升高，加快水的液化C．當(dāng)S轉(zhuǎn)到3、4兩觸點(diǎn)之間時(shí)，兩根發(fā)熱電阻絲處于并聯(lián)狀態(tài)D．當(dāng)S轉(zhuǎn)到2、3兩觸點(diǎn)之間時(shí)，加濕器處于快速加濕狀態(tài)【答案】A【解析】A．加濕器是利用發(fā)熱電阻絲產(chǎn)生熱量，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能進(jìn)行工作的，故A正確；B．加濕器工作時(shí)使水的溫度升高，加快水的汽化，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到3、4兩觸點(diǎn)之間時(shí)，發(fā)熱電阻絲R2被短路，只有R1接入電路，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到2、3兩觸點(diǎn)之間時(shí)，R1與R2串聯(lián)，加濕器處于慢速加濕狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。故選A。5．電風(fēng)扇、電烙鐵、日光燈三個(gè)用電器上都標(biāo)有“220V，60W”字樣，正常工作時(shí)，相同的時(shí)間內(nèi)（）A．電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多B．電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多C．日光燈產(chǎn)生的熱量最多D．三者產(chǎn)生的熱量一樣多【答案】B【解析】電風(fēng)扇、日光燈、電烙鐵三個(gè)用電器的額定功率均為60W，正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，由W=Pt可知，相同時(shí)間內(nèi)三者電流做功一樣多；電風(fēng)扇把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，電燈把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，電烙鐵把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故電風(fēng)扇、電烙鐵、日光燈正常工作時(shí)，相同的時(shí)間內(nèi)電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多。故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。6．額定電壓相同的電熱水壺、電烤箱和電飯鍋正常工作過(guò)程中消耗的電能W和通電時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。關(guān)于這三個(gè)用電器，下列判斷正確的是（）A．正常工作時(shí)，電熱水壺比電烤箱產(chǎn)生的熱量少B．正常工作時(shí)，電熱水壺比電飯鍋的功率大C．正常工作時(shí)，通過(guò)電飯鍋的電流最大D．在一個(gè)月內(nèi)，電熱水壺消耗的電能一定最多【答案】B【解析】A．根據(jù)公式Q=I2Rt=Pt可知，正常工作時(shí)，用電器產(chǎn)生的熱量多少和電功率及工作時(shí)間有關(guān)，因?yàn)闊o(wú)法知道電熱水壺、電烤箱和電飯鍋和工作時(shí)間，所以無(wú)法判斷用電器產(chǎn)生的熱量的多少，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，工作相同時(shí)間時(shí)，電水壺消耗的電能最多，根據(jù)公式可得，電熱水壺的功率最大，故B正確；C．由圖可知，工作時(shí)間相同時(shí)，電飯鍋消耗的電能最少，根據(jù)公式可得，電飯鍋的電功率最小，再根據(jù)公式可知，通過(guò)電飯鍋的電流最小，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)公式W=Pt可知，用電器消耗電能的多少與用電器的電功率及工作時(shí)間有關(guān)，因?yàn)椴恢烙秒娖鞯墓ぷ鲿r(shí)間，所以無(wú)法判斷個(gè)用電器消耗電能的多少，故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖為某個(gè)品牌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60%，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．暖手寶加熱時(shí)電加熱元件是利用熱傳遞增加了內(nèi)能B．暖手寶電加熱時(shí)間為770sC．暖手寶電加熱時(shí)消耗的電功率一定是500WD．暖手寶暖手時(shí)放出的熱量是3.85×105J【答案】B【解析】A．暖手寶加熱時(shí)電加熱原件是利用電流的熱效應(yīng)增加了內(nèi)能，故A不符合題意；B．由題意和圖示可知，水的溫度從10℃升高到65℃，此過(guò)程中水吸收的熱量為由可得，暖手寶消耗的電能為由可得，暖手寶的電加熱時(shí)間為故B符合題意；C．暖手寶在額定電壓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不符合題意；D．由B知，在電加熱過(guò)程中暖手寶消耗的電能為3.85×105J，由于存在熱損失，所以暖水寶暖手時(shí)放出熱量小于3.85×105J，故D不符合題意。8．甲、乙兩段導(dǎo)體通電時(shí)間相同，甲的電阻是乙的3倍，甲、乙產(chǎn)生的熱量之比是4∶3，則通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比是（）A．2∶3 B．2∶1 C．4∶9 D．3∶2【答案】A【解析】由題知，兩導(dǎo)體的通電時(shí)間t相同，R甲＝3R乙，甲、乙產(chǎn)生的熱量之比即由可得即所以則通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比是故A符合題意，BCD不符合題意。9．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∶3 B．6∶1 C．4∶1 D．1∶6【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，甲、乙兩電熱絲電阻之比2∶3，通過(guò)的電流之比3∶1，由焦耳定律，則相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比故ACD不符合題意，B符合題意。10．如圖所示，阻值為R的電阻絲，用四種方法分別接在電壓為U或2U的電源上。閉合開(kāi)關(guān)后，在相同時(shí)間內(nèi)虛線框里的電阻絲產(chǎn)生的總熱量最多的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】因?yàn)榇?lián)電路中電阻等于各分電阻之和，并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以?xún)呻娮璐?lián)時(shí)電路中的總電阻最大，兩電阻并聯(lián)時(shí)電路中的總電阻最小，根據(jù)為使電阻絲在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的總熱量最多，電壓應(yīng)接2U，電路總電阻應(yīng)最小，使兩電阻并聯(lián)，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。11．把標(biāo)有“220V50W”的A燈和“220V100W”的B燈串聯(lián)起來(lái)，接在電壓恒為220V的電源兩端，燈泡電阻不變，則下列判斷中正確的是（）A．兩燈的電阻之比RA∶RB=2∶1B．兩燈的實(shí)際電壓之比UA∶UB=1∶2C．兩燈實(shí)際消耗的功率之比PA∶PB=1∶2D．相同時(shí)間內(nèi)，兩燈實(shí)際發(fā)熱之比QA∶QB=1∶2【答案】A【解析】A．由可知，兩燈的電阻之比故A正確；B．兩燈串聯(lián)起來(lái)，則通過(guò)兩燈的電流相同，接在電壓恒為220V的電源兩端，燈泡電阻不變，由U=IR可知，兩燈的實(shí)際電壓之比是故B錯(cuò)誤；C．由P=I2R可知，兩燈實(shí)際消耗的功率之比故C錯(cuò)誤；D．由Q=I2Rt可知，相同時(shí)間內(nèi)，兩燈實(shí)際發(fā)熱之比故D錯(cuò)誤。12．將阻值為40Ω的電阻絲接在電源兩端，通電10min，電流產(chǎn)生的熱量是1.5×103J，若將阻值20Ω的電阻絲接入同一電源的兩端，通電20min，電流產(chǎn)生的熱量是（）A．6×104J B．3×103J C．6×103J D．12×104J【答案】C【解析】因?yàn)樽柚禐?0Ω的電阻絲接在電源兩端，通電時(shí)間為電流所做的功是2.16×103J，所以根據(jù)公式故電源電壓為因?yàn)?Ω的電阻絲接入同一電源的兩端，通電時(shí)間為所以電流做的功故ABD不符合題意，C符合題意。13．關(guān)于電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，以下說(shuō)法正確的是（）A．根據(jù)Q=I2Rt可知，電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多B．根據(jù)Q=I2Rt可知，在電流一定時(shí)，電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多C．根據(jù)Q=UIt可知，相同時(shí)間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻無(wú)關(guān)D．根據(jù)可知，電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少【答案】B【解析】A．根據(jù)Q=I2Rt可知，由于沒(méi)有說(shuō)明電流一定，因此電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也不一定越多，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)Q=I2Rt可知，在電流、通電時(shí)間一定時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比，故B正確；C．根據(jù)Q=UIt可知，此公式是導(dǎo)出式，只能說(shuō)明電熱在數(shù)值上等于電流、電壓、時(shí)間的乘積，電阻發(fā)生變化時(shí)，電壓和電流也會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知，由于沒(méi)有說(shuō)明電壓一定，因此電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也不一定越少，故D錯(cuò)誤。故選B。14．如圖所示為電阻R1和R2的I—U圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A．R2的阻值為10ΩB．兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶4C．將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比為1∶2D．將兩電阻并聯(lián)接入電路，通電1分鐘，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量與電流通過(guò)R2產(chǎn)生的熱量之比為1∶2【答案】D【解析】A．由圖像可知，R2兩端電壓為1V時(shí)，電流為0.2A，則R2的阻值R1兩端電壓為2V時(shí)，電流為0.2A，則R1的阻值故A錯(cuò)誤；B．兩電阻串聯(lián)的總阻值兩電阻并聯(lián)的總阻值則兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶2，故B錯(cuò)誤；C．將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，由串聯(lián)分壓特點(diǎn)可得，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比故C錯(cuò)誤；D．將兩電阻并聯(lián)接入電路，各支路電壓等于電源電壓，通電1分鐘，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量與電流通過(guò)R2產(chǎn)生的熱量之比故D正確。15．家用電熱鍋有加熱和保溫兩擋，內(nèi)部電路簡(jiǎn)化圖如圖甲所示，S是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，R1和R2均為阻值不變的電熱絲，使用該電熱鍋在額定電壓工作，其消耗的電功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。已知水的比熱容為，下列說(shuō)法中正確的是（）A．開(kāi)關(guān)S打到1時(shí)電熱鍋處于保溫狀態(tài)B．電熱鍋利用電流的磁效應(yīng)工作C．整個(gè)工作過(guò)程中消耗電能為5.83×105JD．加熱過(guò)程使1kg的水溫度升高了70℃，則加熱效率約為81%【答案】D【解析】A．由圖甲可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S打到1時(shí)，只有電阻R1接入電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)打到2時(shí)，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，串聯(lián)總電阻大于任何一個(gè)分電阻，所以，當(dāng)開(kāi)關(guān)S打到1時(shí)，只有電阻R1接入電路時(shí)，電路中的總電阻最小，由可知，電路總功率最大，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．電熱鍋工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電熱鍋是利用電流的熱效應(yīng)工作的用電器，故B錯(cuò)誤；C．由圖乙可知，整個(gè)工作過(guò)程中，加熱時(shí)間t加熱＝300s，加熱過(guò)程消耗的電能保溫時(shí)間保溫過(guò)程消耗的電能整個(gè)工作過(guò)程中消耗電能故C錯(cuò)誤；D．電熱水壺在加熱過(guò)程中消耗的電能水吸收的熱量為加熱效率為故D正確。16．2021年9月28日，我國(guó)首條自主研制的新型超導(dǎo)電纜在深圳投入使用，這是全球首個(gè)應(yīng)用于超大型城市中心區(qū)的高溫超導(dǎo)電纜。高溫超導(dǎo)是在接近﹣200℃的液氮環(huán)境下，使導(dǎo)電介質(zhì)的電阻接近于零。下列說(shuō)法正確的是（）A．利用該電纜輸電，可以減少電能的損耗B．該電纜的發(fā)熱功率較大C．低溫液氮含有的熱量為零D．該電纜的材料可以用來(lái)制作電熱器的發(fā)熱體【答案】A【解析】AB，．導(dǎo)電介質(zhì)的電阻接近于零，根據(jù)焦耳定律，輸電過(guò)程中電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能較小，發(fā)熱功率也較小，能夠減小電能的損耗，故A正確，B錯(cuò)誤；C．熱量為過(guò)程量，不能說(shuō)低溫液氮含有熱量，故C錯(cuò)誤；D．該材料電阻小，發(fā)熱功率也小，不能用來(lái)制作發(fā)熱體，故D錯(cuò)誤。故選A。17．如圖甲所示，兩電熱絲R1與R2并聯(lián)，R1=20Ω，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，電流表A1和電流表A2表盤(pán)指針均指在如圖乙所示的位置，則以下判斷不正確的是（）A．R1∶R2=5∶1 B．電源電壓是10VC．R2的電功率是20W D．R1工作2min所放出的熱量為600J【答案】A【解析】A．A2測(cè)量的是R1所在支路電流，A1測(cè)量的是干路電流，可知電流表A1電流大于電流表A2電流，電流表A1和電流表A2指針在同一位置，則電流表A1選擇的量程為0~3A，電流表A2選擇的量程為0~0.6A，則R1上電流為I1=0.5A，干路電流為2.5A，則R2上電流為I2=2.5A-0.5A=2.0A因R1、R2并聯(lián)，故兩電阻上電壓相等，滿(mǎn)足關(guān)系R1×I1=R2×I2整理得

故A錯(cuò)誤，符合題意；B．R1=20Ω，電流I1=0.5A，并聯(lián)電路中R1電壓等于電源電壓，得電源電壓U=I1R1=0.5A×20Ω=10V故B正確，不符合題意；C．R2上電流為I2=2.0A，電壓Ｕ＝10V，則R2的電功率為P=UI2=10V×2.0A=20W故C正確，不符合題意；D．工作時(shí)間t=20min=120sR1工作2min所放出的熱量為Q=UIt=10V×0.5A×120s=600J故D正確，不符合題意。18．R1、R2分別連接成如圖所示的甲、乙兩種電路，R1＝2R2，電源電壓均為U，圖甲電路中R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q甲1、Q甲2；圖乙電路中R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量分別為Q乙1、Q乙2，則Q甲1∶Q甲2和Q乙1∶Q乙2分別為（）A．2∶1

1∶2 B．1∶2

2∶1 C．1∶1

1∶2 D．2∶1

1∶1【答案】A【解析】由圖甲知，兩電阻串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等，所以通過(guò)兩電阻的電流I1=I2=I則圖甲電路中R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比由圖乙知，兩電阻并聯(lián)，因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路兩端電壓相等，都等于電源電壓，所以?xún)呻娮鑳啥穗妷篣1=U2=U圖乙電路中R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比故A符合題意，BCD不符合題意。19．如圖所示，已知電阻R1=10Ω、R2=15Ω，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∶3 B．相同時(shí)間內(nèi)R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為2∶3C．R1與R2兩端的電壓之比為3∶2 D．R1與R2消耗的電功率之比為1∶1【答案】B【解析】A．該電路為串聯(lián)電路，串聯(lián)電路電流處處相等，所以通過(guò)R1與R2的電流之比為1∶1，故A錯(cuò)誤；B．由Q=I2Rt可知R1與R2相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為故B正確；C．由U=IR可知R1與R2兩端的電壓之比為故C錯(cuò)誤；D．由P=I2R可知R1與R2消耗的電功率之比為故D錯(cuò)誤。20.甲、乙兩只電熱杯及其銘牌如圖所示，若它們的電阻不隨溫度的變化而改變，則下列說(shuō)法中正確的是（

）

A．甲的電阻小于乙的電阻B．乙電熱杯消耗的電能一定比甲電熱杯多C．若將乙接在電壓為110V的電路中，它的實(shí)際功率為250WD．若將兩電熱杯串聯(lián)后接在電壓為220V的電路中，相同時(shí)間內(nèi)甲產(chǎn)生的熱量較多【答案】D【解析】A．兩電熱杯的額定電壓相同，甲的額定功率較小，根據(jù)可知，甲的電阻較大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)W=Pt可知，用電器消耗電能的多少與時(shí)間和功率有關(guān)，只知道功率不知道時(shí)間，所以無(wú)法比較消耗電能的多少，故B錯(cuò)誤；C．乙的電阻將乙接入110V的電路中，它的實(shí)際功率故C錯(cuò)誤；D．若將兩電熱杯串聯(lián)后接在電壓為220V的電路中，通過(guò)它們的電流相等，甲的電阻大，根據(jù)Q=I2Rt可知，相同時(shí)間內(nèi)甲產(chǎn)生的熱量較多，故D正確。故選D。21．空氣污染指數(shù)（API-AirPollutionIndex的英文縮寫(xiě)）越高，空氣污染越嚴(yán)重。如圖甲是一個(gè)空氣污染指數(shù)檢測(cè)儀的原理圖。R為氣敏電阻，其電阻的倒數(shù)與KPI的關(guān)系如圖乙所示，已知電源電壓12V保持不變，R0=5Ω，下列說(shuō)法不正確的是（）A．當(dāng)空氣污染加重時(shí)，氣敏電阻R的阻值將減小B．當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，氣敏電阻R的阻值為10ΩC．當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，2min內(nèi)R0產(chǎn)生的熱量是576JD．當(dāng)電路中電流是1.2A時(shí)，空氣污染指數(shù)是50【答案】C【解析】由電路圖可知，R與R0串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓。A．由題知，空氣污染指數(shù)越高，空氣污染越嚴(yán)重；由圖乙可知，空氣污染指數(shù)越高，氣敏電阻R的倒數(shù)越大，據(jù)此得出氣敏電阻R的阻值將減小，故A正確，不符合題意；B．當(dāng)電壓表示數(shù)為4V時(shí)，通過(guò)電阻R0的電流I00.8A因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R兩端的電壓URU-U012V-4V8V因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則IR=I=0.8A由歐姆定律得R的阻值R=10故B正確，不符合題意；C．當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，2min內(nèi)R0產(chǎn)生的熱量Q0(I0)2R0t(0.8A)25260s384J故C錯(cuò)誤，符合題意；D．當(dāng)電路中電流為1.2A時(shí)，由I=得，電路中的總電阻為R總10根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和可知?dú)饷綦娮璧淖柚礡'=R總—R0=10-5Ω5Ω則0.2-1由圖乙可知，此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)為50，故D正確，不符合題意。22．如題圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)完全相同的燒瓶中分別裝有質(zhì)量、初溫都相同的液體，燒瓶中的電阻絲分別為、R乙、，且，瓶中溫度計(jì)都相同。以下說(shuō)法正確的是（）A．對(duì)比甲、乙兩燒瓶可探究“電熱多少與電阻大小的關(guān)系”B．對(duì)比甲、丙兩燒瓶可探究不同物質(zhì)的吸熱能力C．若探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”，則物質(zhì)吸熱的多少可用溫度計(jì)示數(shù)來(lái)表示D．若燒瓶?jī)?nèi)選用比熱容較大的液體，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯?！敬鸢浮緼【解析】A．電流產(chǎn)生熱量與電流、電阻和通電時(shí)間三個(gè)因素有關(guān)，探究中要采用控制變量法，探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，應(yīng)控制電流和通電時(shí)間相等以及液體種類(lèi)相同，改變電阻，而甲、乙兩燒瓶中的電阻不同，液體種類(lèi)和質(zhì)量都相同，兩個(gè)電阻串聯(lián)電流和通電時(shí)間相同，所以能完成實(shí)驗(yàn)探究，故A正確；BC．為了探究不同物質(zhì)的吸熱能力，應(yīng)采用相同的加熱裝置加熱質(zhì)量和初溫相同的不同液體，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)比較物質(zhì)吸收熱量的多少，所以甲、丙中的電阻的阻值不同，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不同，所以無(wú)法完成探究，故BC錯(cuò)誤；D．在液體質(zhì)量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的物質(zhì)溫度升高的多，所以用比熱容小的液體可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，故D錯(cuò)誤。故選A。23．冬天快到了，強(qiáng)強(qiáng)發(fā)現(xiàn)家里的電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是因?yàn)椋ǎ〢．銅導(dǎo)線比電爐傳熱快，所以不容易熱B．銅導(dǎo)絲有絕緣層，所以不怎么熱C．通過(guò)電爐絲的電流比通過(guò)銅導(dǎo)線的電流大D．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)生熱量多【答案】D【解析】電爐在使用時(shí)，電爐絲和銅導(dǎo)線串聯(lián)，通過(guò)它們的電流相等，通電時(shí)間t相同，由于R電爐絲＞R銅導(dǎo)線，根據(jù)Q=I2Rt可知，電流通過(guò)電爐絲產(chǎn)生的熱量大于電流通過(guò)銅導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量，即Q電爐絲＞Q銅導(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，