1、電熱的利用與防止
（1）電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
（2）電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì)：是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，由電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（3）電熱器：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器。其優(yōu)點(diǎn)是清潔、無(wú)污染、
熱效率高，且便于控制和調(diào)節(jié)電流。
（4）有時(shí)人們利用電熱，如電飯鍋、電熨斗等；有時(shí)人們防止電熱產(chǎn)生的危害，如散熱孔、
散熱片、散熱風(fēng)扇等。
（5）方法點(diǎn)撥：①電流有三大效應(yīng)：熱效應(yīng)、磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)。②任何用電器，只要
有電阻存在，電流通過(guò)時(shí)就會(huì)有熱效應(yīng)；電流流過(guò)超導(dǎo)體不會(huì)有熱效應(yīng)。
2、焦耳定律
（1）內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律；
（2）公式：Q=I2Rt，公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆（Ω），通過(guò)的時(shí)間t的單位要用秒（s）這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）；
（3）變形公式：，Q=UIt。
（3）在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱，即W=Q；在非純電阻電路中，電能大部分轉(zhuǎn)化為其他能，已小部分轉(zhuǎn)化為熱能，電功大于電熱，W=Q+W其他；
（4）探究電熱與哪些因素有關(guān)：①怎樣用轉(zhuǎn)換法體現(xiàn)電熱：用溫度計(jì)升高的度數(shù)；用細(xì)管內(nèi)液柱升高的高度；用氣球膨脹的大小；②怎樣用控制變量法研究與電阻的關(guān)系：串聯(lián)時(shí)控制電流和通電時(shí)間一定，并聯(lián)時(shí)控制電壓與通電時(shí)間一定。
3、焦耳定律在實(shí)際中的應(yīng)用
（1）純電阻電路：純電阻電路就是除電源外，只有電阻元件的電路，或有電感和電容元件，但它們對(duì)電路的影響可忽略．電壓與電流同頻且同相位．電阻將從電源獲得的能量全部轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，這種電路就叫做純電阻電路． 基本上，只要電能除了轉(zhuǎn)化為熱能以外沒(méi)有其他能的轉(zhuǎn)化，此電路為純電阻電路；
（2）焦耳定律的推導(dǎo)公式：，Q=UIt，適用范圍，純電阻電路；
（3）電熱器的“雙擋”問(wèn)題：
①“雙擋”中的電阻：電熱器通常設(shè)計(jì)有“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢?。根?jù)可知，當(dāng)U一定時(shí)，電阻越大，電功率越??；電阻越小，電功率越大，所以高溫?fù)蹩傠娮枳钚?，低溫?fù)蹩傠娮枳畲蟆?br>②“雙擋”的控制開關(guān)
a短路式：兩個(gè)電阻串聯(lián)，把開關(guān)與其中一個(gè)電阻并聯(lián)，如下圖所示。
當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，有一個(gè)電阻短路，只有一個(gè)電阻工作，此時(shí)為高溫?fù)?；?dāng)斷開開關(guān)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電阻大一些，電熱器的功率小一些，此時(shí)為低溫?fù)酰?br>b單刀雙擲式：主要工作電阻放在干路上，一條支路用導(dǎo)線，一條支路連接在附加電阻上，如下圖所示。
當(dāng)開關(guān)擲向附加電阻的支路時(shí)，兩電阻串聯(lián)，為低溫?fù)?；?dāng)開關(guān)擲向?qū)Ь€支路時(shí)，只有主要工作電阻工作，此時(shí)為高溫?fù)酢?br>※注意：電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一部分是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也就是W≠Q(mào)．那么，用來(lái)計(jì)算電功的公式W=UIt不能用來(lái)計(jì)算電熱，電熱智能用焦耳定律Q=I2Rt來(lái)計(jì)算。
4、焦耳定律的計(jì)算公式及其應(yīng)用
（1）公式：Q=I2Rt。
Q表示電熱，單位是焦耳J；
I表示電流，單位是安培A；
R表示電阻，單位是歐姆Ω；
t表示時(shí)間，單位是秒s。
（2）推導(dǎo)式：和Q=UIt。（僅適用于純電阻電路）
（3）電熱與電能的關(guān)系：純電阻電路時(shí)Q=W；非純電阻電路時(shí)Q＜W；
（4）電熱與電功的關(guān)系：
（5）公式Q=I2Rt是電流產(chǎn)生熱效應(yīng)的公式，與W=UIt不能通用．W=UIt是電流做功的計(jì)算公式，如果電流做功時(shí)，只有熱效應(yīng)，則兩公式是等效的；如果電流做功時(shí)，同時(shí)有其他能量轉(zhuǎn)化，像電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電能既轉(zhuǎn)化為熱能，也轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，則Q=I2Rt只是轉(zhuǎn)化為電熱的部分，W=UIt則是總的電功，只有對(duì)純電阻電路才有W=Q，對(duì)非純電阻電路Q＜W。
【考點(diǎn)1 電流的熱效應(yīng)】
【典例1-1】（2022秋?武岡市期末）下列家用電器正常工作時(shí)，在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量最多的是（ ）
A．抽油煙機(jī)B．電視機(jī)
C．電飯鍋D．電風(fēng)扇
【答案】C
【分析】根據(jù)這四種用電器工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化分析。
【解答】解：抽油煙機(jī)、電風(fēng)扇工作時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電視機(jī)工作時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為聲能、光能等；電飯鍋工作時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
四種用電器中，電飯鍋的額定功率最大，它們正常工作時(shí)，在相等時(shí)間內(nèi)電飯鍋消耗的電能最多，故在通電時(shí)間相同時(shí)，電飯鍋工作時(shí)產(chǎn)生的熱量最多。
故選：C。
【典例1-2】（2022秋?祁陽(yáng)縣期末）石墨烯是一種新材料，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，石墨烯還具有很好的韌性，且可以彎曲。北京冬奧會(huì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的最低溫度可達(dá)﹣30℃左右，利用石墨烯制作的智能溫控加熱羽絨服可幫助工作人員抵御寒冷，有效提升保暖效果?？梢?jiàn)，這種材料具有密度 較小 （選填“較大”或“較小”）、電阻 較小 （選填“較大”或“較小”）的特點(diǎn)。
【答案】較小；較小。
【分析】石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的材料，它的物理性質(zhì)是密度小、延展性好、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好、硬度大、熔點(diǎn)高等，根據(jù)它的這些特性我們就能知道它的用途。
【解答】解：石墨烯特殊晶體結(jié)構(gòu)使其具有多項(xiàng)優(yōu)異的物化性能，是目前電阻率最小的材料，石墨烯作填料能夠有效提升涂料的導(dǎo)電性，利用的就是其電阻較小的特點(diǎn)；
其次石墨烯是一種超輕材料，故其密度很小，由此可知利用石墨烯制作的智能溫控加熱羽絨服可幫助工作人員抵御寒冷利用了石墨烯密度小且電阻小的特點(diǎn)。
故答案為：較?。惠^小。
【變式1-1】（2022秋?天河區(qū)期末）下列電器屬于利用電流熱效應(yīng)工作的是（ ）
A．LED燈B．電熱毯
C．電視機(jī)D．電風(fēng)扇
【答案】B
【分析】解答本題應(yīng)掌握：（1）電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體發(fā)熱，這種現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)。
（2）電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象是電流的磁效應(yīng)。
（3）電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體發(fā)生化學(xué)變化，這種現(xiàn)象是電流的化學(xué)效應(yīng)。
【解答】解：A、LED燈是把電能轉(zhuǎn)化為光能，故A不符合題意；
B、電熱毯是根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的，故B符合題意；
C、電視機(jī)主要把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，故C不符合題意；
D、電風(fēng)扇是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用工作的，故D不符合題意。
故選：B。
【變式1-2】（2022秋?西安校級(jí)期末）下列屬于防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害的實(shí)例是（ ）
A．冬天用電暖器取暖B．電腦使用微型風(fēng)扇散熱
C．用電飯鍋煮飯D．用電熨斗熨衣服
【答案】B
【分析】當(dāng)導(dǎo)體中有電流時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)，此時(shí)消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。生活中，有時(shí)候可以利用電流的熱效應(yīng)，例如各種電熱器；有時(shí)候，需要防止電流的熱效應(yīng)帶來(lái)的危害。
【解答】解：A、冬天用電暖器取暖，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故A不符合題意；
B、電腦使用微型風(fēng)扇散熱，是為了及時(shí)將熱量散出去，防止電熱產(chǎn)生危害，故B符合題意；
C、家里使用電飯鍋煮飯，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故C不符合題意；
D、使用電熨斗熨衣服，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故D不符合題意。
故選：B。
【變式1-3】（2021秋?交口縣期末）在研究電動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，他注意到了熱量的問(wèn)題。于是他開始研究電流，用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，最終提出了熱量的多少與電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系，他就是著名的物理學(xué)家 焦耳 。電熱在生活中的應(yīng)用有 電暖氣 （試舉一例）。
【答案】焦耳；電暖氣
【分析】在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，英國(guó)物理學(xué)家焦耳找出了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻、通電時(shí)間間的關(guān)系，即發(fā)現(xiàn)了焦耳定律。由焦耳定律Q＝I2Rt可知，Q與I、R及t有關(guān)
【解答】解：英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，得出Q＝I2Rt.為了紀(jì)念他做出的貢獻(xiàn)，人們將他的名字命名為熱量（能量）的單位；
電熱在生活中的應(yīng)用有電暖器、電飯鍋、電烙鐵、電熨斗等。
故答案為：焦耳；電暖氣。
【考點(diǎn)2 焦耳定律概念】
【典例2-1】（2022秋?市北區(qū)校級(jí)期末）如圖是探究焦耳定律實(shí)驗(yàn)的裝置圖，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．圖示實(shí)驗(yàn)可探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系
B．通過(guò)液面高度差來(lái)反映熱量的多少，運(yùn)用了類比法
C．R1的電功率比R2的大
D．通電時(shí)間相同，右側(cè)U形管中液面高度差較大，說(shuō)明電流通過(guò)R2產(chǎn)生的熱量比R1多
【答案】C
【分析】（1）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)，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，控制電阻和通電時(shí)間不變；探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小和電阻大小關(guān)系時(shí)，要控制電流和通電時(shí)間不變；
（2）電流通過(guò)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(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想；
（3）根據(jù)P＝I2R可知兩電阻電功率的大小；
（4）根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt判定電阻產(chǎn)生熱量的多少，從而判定出U形管中液面的高度差的變化關(guān)系。
【解答】解：A、右側(cè)兩電阻并聯(lián)后與左側(cè)電阻串聯(lián)接入電路，根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知通過(guò)瓶中兩電阻的電流不同，通過(guò)左側(cè)電阻的電流大于通過(guò)右側(cè)電阻的電流，所以圖示實(shí)驗(yàn)可探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；
B、電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但燒瓶中的空氣會(huì)熱脹冷縮，會(huì)使的U形管液面高度差發(fā)生變化，據(jù)此來(lái)判定放熱多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)P＝I2R可知R1的電功率比R2的大，故C正確；
D、根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知通電時(shí)間相同左側(cè)電阻產(chǎn)生的熱量較多，故D錯(cuò)誤；
故選：C。
【典例2-2】（2022秋?昆明期末）如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 電流 關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，通電一段時(shí)間后容器 甲 （選填“甲”或“乙”）內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。
【答案】電流；甲。
【分析】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)。
（1）探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電流不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時(shí)間關(guān)系時(shí)，控制電流和電阻不變；
（2）探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小和電阻大小關(guān)系時(shí)運(yùn)用了控制變量法；
（3）電流通過(guò)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(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想。
【解答】解：由圖知，裝置中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右＝I左，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I右＝I1+I2，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I1＝I2，所以右邊容器中的通過(guò)電阻的電流是左側(cè)通過(guò)電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
由Q＝I2Rt可知，左邊容器中的電阻產(chǎn)生的熱量是右側(cè)容器電阻絲產(chǎn)生的熱量的4倍。
故答案為：電流；甲。
【變式2-1】（2022秋?南開區(qū)校級(jí)期末）如圖所示是“探究在通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的一些描述，正確的是（ ）
A．在甲圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系
B．在乙圖中，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系
C．在甲圖中，閉合開關(guān)一段時(shí)間后a容器連接的U形管液面高度差更明顯
D．在乙圖中，可得到結(jié)論：相同時(shí)間內(nèi)，電流越大，容器內(nèi)空氣吸收熱量越少
【答案】A
【分析】對(duì)于甲圖，兩個(gè)阻值不同的電阻串聯(lián)在電路中，通過(guò)兩導(dǎo)體的電流相同；對(duì)于乙圖，右邊的兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與左邊的5Ω的電阻串聯(lián)，電阻相同，通過(guò)容器內(nèi)的電阻的電流是不同的，根據(jù)控制變量法和焦耳定律分析每個(gè)選項(xiàng)。
【解答】解：
A、在甲圖中，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，通電時(shí)間和電流是相同的，電阻不同，故探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系；故A正確；
B、在乙圖中，容器內(nèi)的電阻相同，通電時(shí)間相同，但電流是不同的，探究的是電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；
C、在甲圖中，閉合開關(guān)一段時(shí)間后，阻值大的電阻產(chǎn)生的熱量多，故b容器連接的U形管液面高度差更明顯，故C錯(cuò)誤；
D、在乙圖中，電阻相同，通電時(shí)間相同，但通過(guò)c中電阻的電流大，故c中電阻產(chǎn)生的熱量多，則空氣吸收的熱量也多，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
【變式2-2】（2022秋?鄧州市期末）英國(guó)物理學(xué)家 焦耳 經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，于1840年精確測(cè)定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。根據(jù)他研究得出的結(jié)論，連接大功率用電器的導(dǎo)線應(yīng) 粗 （選填“粗”或“細(xì)”）一些，既安全又可以減少電能的額外損耗。
【答案】焦耳；粗。
【分析】（1）根據(jù)對(duì)焦耳和焦耳定律內(nèi)容的了解回答；
（2）導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，材料和長(zhǎng)度一定時(shí)，橫截面積越大，電阻越小，根據(jù)焦耳定律分析得出結(jié)論。
【解答】解：（1）社會(huì)的發(fā)展離不開物理學(xué)家的突出貢獻(xiàn)。英國(guó)物理學(xué)家焦耳經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，歸納出了電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻及通電時(shí)間的關(guān)系，用公式表示為Q＝I2Rt。
（2）導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，材料和長(zhǎng)度一定時(shí)，橫截面積越大，電阻越小，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知，在電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大，導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量越多，所以從安全用電的角度考慮，連接大功率用電器的導(dǎo)線應(yīng)選擇粗一些的導(dǎo)線來(lái)制作。
故答案為：焦耳；粗。
【考點(diǎn)3 焦耳定律的應(yīng)用】
【典例3-1】（2022秋?平頂山期末）如圖甲是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖象，將小燈泡L和電阻R接入圖乙所示的電路中，只閉合開關(guān)S1時(shí)，小燈泡L的實(shí)際功率為1W，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．只閉合開關(guān)S1時(shí)，小燈泡L的電阻為40Ω
B．再閉合開關(guān)S2后，在1min內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為2.4J
C．再閉合開關(guān)S2后，電阻總功率為1.5W
D．再閉合開關(guān)S2后，電流表示數(shù)增加0.2A
【答案】D
【分析】（1）只閉合開關(guān)S1時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)圖象讀出小燈泡L的實(shí)際功率為1W時(shí)的電流和電壓，據(jù)此得出電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出小燈泡L的電阻；
（2）再閉合開關(guān)S2時(shí)，L與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)結(jié)合圖象讀出通過(guò)R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響得出電流表示數(shù)的增加量，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流，利用P＝UI求出電路的總功率。
【解答】解：A、只閉合開關(guān)S1時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，
由圖象可知，當(dāng)UL＝2V、IL＝0.5A時(shí)，燈泡的實(shí)際功率PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W，
則電源電壓U＝UL＝2V，電流表示數(shù)為 0.5A，
由I＝可得，小燈泡L的電阻為：RL＝＝＝4Ω，故A錯(cuò)誤；
BCD、再閉合開關(guān)S2時(shí)，L與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以UR＝U＝2V，
由圖象可知，通過(guò)R的電流IR＝0.2A，
在1min內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為：Q＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故B錯(cuò)誤。
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以電流表示數(shù)增加了0.2A，故D正確；
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以干路電流I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，
電路的總功率P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C錯(cuò)誤。
故選：D。
【典例3-2】（2022秋?阿克蘇市校級(jí)期末）電飯煲、電水壺和電熨斗分別標(biāo)有“220V 1000W”、“220V 1800W”、“220V 500W”的字樣，它們各自正常工作相同時(shí)間， 電水壺 （選填“電飯煲”、“電水壺”或“電熨斗”）產(chǎn)生的熱量最多。標(biāo)有“220V 500W”的電熨斗正常工作0.2h，電流通過(guò)電熨斗產(chǎn)生的熱量為 3.6×105J 。
【答案】電水壺；3.6×105J。
【分析】電飯煲、電水壺和電熨斗三個(gè)用電器都為純電阻用電器，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用電器正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)Q＝W＝Pt比較相同時(shí)間內(nèi)三用電器消耗電能的多少以及電熨斗產(chǎn)生的熱量。
【解答】解：電飯煲、電水壺和電熨斗三個(gè)用電器都為純電阻用電器，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，
用電器正常工作時(shí)的功率與額定功率相等，由題知，電水壺的額定功率最大，則根據(jù)Q＝W＝Pt可知，在相同時(shí)間內(nèi)，電水壺消耗的電能最多，產(chǎn)生的熱量最多。
電熨斗正常工作0.2h產(chǎn)生的熱量：
Q＝W＝P電熨斗t＝500W×0.2×3600s＝3.6×105J。
故答案為：電水壺；3.6×105J。
【變式3-1】（2022秋?漢陰縣期末）現(xiàn)有“6V 3W”和“12V 6W”字樣的甲、乙兩只燈泡，不考慮燈絲電阻的變化，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．通電時(shí)間相同時(shí)，甲燈泡消耗的電能一定比乙燈泡少
B．通電時(shí)間相同時(shí)，電流通過(guò)乙燈泡比甲燈泡做功一定快
C．兩只燈泡串聯(lián)工作時(shí)，甲燈泡產(chǎn)生的熱量一定比乙燈泡多
D．兩只燈泡并聯(lián)工作時(shí)，干路中允許通過(guò)的最大電流為0.75A
【答案】D
【分析】（1）由于兩燈工作狀態(tài)未知，根據(jù)W＝Pt可知兩燈消耗電能的大小關(guān)系；
（2）電功率是表示電流做功快慢的物理量；
（3）由P＝計(jì)算兩燈電阻的大小，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和Q＝I2Rt分析判斷；
（4）根據(jù)兩燈額定電壓大小，結(jié)合并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算干路中的最大電流。
【解答】解：A、由于兩燈工作狀態(tài)未知，即兩實(shí)際功率大小未知，由W＝Pt可知，無(wú)法判斷兩燈在相同時(shí)間內(nèi)消耗電能的多少關(guān)系，故A錯(cuò)誤；
B、由于兩燈的實(shí)際功率未知，而電功率是表示電流做功快慢的物理量，所以電流通過(guò)兩燈做功的快慢無(wú)法確定，故B錯(cuò)誤；
C、由P＝可得，兩燈的電阻分別為：R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，
由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知，兩只燈泡串聯(lián)工作時(shí)，通過(guò)的電流相等，由Q＝I2Rt知，相等時(shí)間里甲燈產(chǎn)生熱量比乙燈少，故C錯(cuò)誤；
D、甲的額定電壓小于乙燈的額定電壓，由并聯(lián)電路的電壓規(guī)律知，
甲和乙燈并聯(lián)時(shí)，電源電壓最大為U＝U實(shí)乙＝U額甲＝6V，
由并聯(lián)電路的電流規(guī)律和歐姆定律可得，干路中允許通過(guò)的最大電流：
I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A，故D正確。
故選：D。
【變式3-2】（2022秋?北京期末）小明在一次野炊活動(dòng)中，將中間剪得較窄的口香糖錫箔紙（可看做導(dǎo)體）接在干電池正負(fù)兩極上，如圖所示，錫箔紙較窄處最先燃燒。長(zhǎng)度相同的錫箔紙較寬處與較窄處相比較，下列判斷正確的是（ ）
A．較窄處電阻較小B．較窄處電流較大
C．較窄處電壓較大D．較窄處電功率較小
【答案】C
【分析】錫箔紙串聯(lián)在電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)它們的電流關(guān)系，根據(jù)影響電阻大小的因素可知較窄處和較寬處的電阻關(guān)系，根據(jù)歐姆定律可知它們兩端的電壓關(guān)系，根據(jù)P＝UI可知它們的功率關(guān)系。
【解答】解：
A、材料和長(zhǎng)度相同時(shí)，導(dǎo)體越細(xì)，電阻越大，所以錫箔紙較窄處電阻較大，故A錯(cuò)誤；
B、錫箔紙串聯(lián)在電路中，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以通過(guò)整個(gè)錫箔紙的電流相等，故B錯(cuò)誤；
C、電流相等，由U＝IR可知，錫箔紙較窄處電阻大，電壓較大，故C正確；
D、電流相等，由P＝UI可知，錫箔紙較窄處電壓大，電功率較大，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【變式3-3】（2022秋?會(huì)同縣期末）洗衣機(jī)的機(jī)芯就是電動(dòng)機(jī)，它正常工作電壓為220V，通過(guò)它的電流為1.5A，電動(dòng)機(jī)線圈阻抗（工作電阻）為11Ω，則洗衣機(jī)正常工作的功率為 330 W，線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是 1485 J，效率為 92.5% 。
【答案】330；1485；92.5%。
【分析】根據(jù)P＝UI求出洗衣機(jī)工作時(shí)的功率；根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt求出線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量；根據(jù)W＝UIt求出洗衣機(jī)每分鐘消耗的電能，洗衣機(jī)每分鐘輸出的有用功等于消耗的電能減去線圈產(chǎn)生的熱量，利用效率公式求出洗衣機(jī)的效率。
【解答】解：洗衣機(jī)工作時(shí)的功率：P＝UI＝220V×1.5A＝330W；
線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（1.5A）2×11Ω×1×60s＝1485J；
洗衣機(jī)每分鐘消耗的電能：W＝UIt＝220V×1.5A×1×60s＝19800J，
洗衣機(jī)輸出的有用功：W有用＝W﹣Q＝19800J﹣1485J＝18315J，
洗衣機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%＝92.5%。
故答案為：330；1485；92.5%。
【考點(diǎn)4 電功與電熱的綜合計(jì)算】
【典例4-1】（2022秋?嵩縣期末）小李家使用的貯熱式電熱水器額定功率為7.2kW，額定容量為100L。在額定電壓下該熱水器將100L的水從20℃加熱到60℃用了40分鐘。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），下列與該過(guò)程有關(guān)的計(jì)算結(jié)果和分析正確的是（ ）
A．水吸收的熱量是4.2×106J
B．水吸收的熱量是1.68×106J
C．熱水器消耗的電能為2.88×106J
D．熱水器的工作效率約為97%
【答案】D
【分析】（1）根據(jù)ρ＝求水的質(zhì)量，根據(jù)Q吸＝cmΔt求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)P＝求出熱水器消耗的電能；
（3）根據(jù)η＝×100%求出熱水器的工作效率。
【解答】解：AB、由ρ＝可知，水的質(zhì)量為：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg，
水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J，故AB錯(cuò)誤；
C、由P＝可知，熱水器消耗的電能；W＝Pt＝7.2×103W×40×60s＝1.728×107J，故C錯(cuò)誤；
D、熱水器的工作效率：η＝×100%＝×100%≈97%，故D正確。
故選：D。
【典例4-2】（2022秋?郟縣期末）如圖甲所示為一款電煎藥壺，工作電路簡(jiǎn)化為圖乙，它在工作時(shí)，有高溫、中溫和低溫三個(gè)擋。已知正常工作時(shí)，高溫?fù)豕β蕿?00W，中溫?fù)豕β蕿?00W。當(dāng)Sa接1，同時(shí)Sb斷開時(shí)，電路處于 低溫 擋，其中電阻R2的阻值為 242 Ω；用該電器的“高溫”擋正常工作20min，放出熱量的70%全部被藥液吸收，能將 1.5 kg的藥液從20℃升高到100℃。（假如藥液的比熱容等于水的比熱容）[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
【答案】低溫；242；1.5。
【分析】（1）由圖可知當(dāng)Sa接1，同時(shí)Sb斷開時(shí)，R1、R2串聯(lián)，當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb斷開時(shí)，只有R2工作，當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)；根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和P＝可知電煎藥壺不同狀態(tài)的電路連接；根據(jù)中溫?fù)豕β屎蚉＝求出R2的阻值；
（2）利用W＝Pt求出高溫?fù)豕ぷ?0min消耗的電能，根據(jù)效率公式求出藥液吸收的熱量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出藥液的質(zhì)量。
【解答】解：（1）由圖可知當(dāng)Sa接1，同時(shí)Sb斷開時(shí)，R1、R2串聯(lián)，當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb斷開時(shí)，只有R2工作，當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)；
根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，當(dāng)Sa接1，同時(shí)Sb斷開時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路中電阻最大，根據(jù)P＝可知，電路中總功率最小，電煎藥壺處于低溫?fù)酰?br>當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，總功率最大，電煎藥壺處于高溫?fù)酰?br>當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb斷開時(shí)，只有R2工作，電煎藥壺處于中溫?fù)酰?br>由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝242Ω；
（2）高溫?fù)豕ぷ?0min消耗的電能：W＝P高t＝600W×20×60s＝7.2×105J，
根據(jù)題意可知，藥液吸收的熱量：Q吸＝70%W＝70%×7.2×105J＝5.04×105J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，藥液的質(zhì)量：m＝＝＝1.5kg。
故答案為：低溫；242；1.5。
【典例4-3】（2022秋?云州區(qū)期末）某品牌飲水機(jī)的加熱水槽部分工作原理電路圖如圖所示，其中S是溫控開關(guān)，R1為電加熱絲（阻值不隨溫度而變化），R2為限流電阻（不參與加熱飲用水）。A、B是兩種不同顏色的指示燈（指示燈的電阻忽略不計(jì)），紅燈表示加熱，綠燈表示保溫。飲水機(jī)的部分參數(shù)如表所示。當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，水被迅速加熱，達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，自動(dòng)切換到保溫狀態(tài)。
（1）飲水機(jī)裝滿初溫為20℃的水正常加熱7min時(shí)綠燈亮，求飲用水的熱效率；[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（2）求電阻R2的阻值。
【答案】（1）飲水機(jī)的熱效率為80%；
（2）限流電阻R2的阻值是171.6Ω。
【分析】（1）知道水的質(zhì)量、比熱容、初溫和末溫，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；利用W＝Pt求出飲水機(jī)消耗的電能，利用效率公式求出飲水機(jī)的熱效率；
（2）分析開關(guān)S轉(zhuǎn)換時(shí)電路的連接，根據(jù)P＝和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定加熱和保溫狀態(tài)時(shí)電路的連接，根據(jù)P＝可知加熱絲R1的大小；根據(jù)P＝可知保溫時(shí)R1的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律得出限流電阻的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出限流電阻R2大小。
【解答】解：（1）1kg水從初溫20℃加熱到100℃吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
由表格數(shù)據(jù)可知，加熱擋功率為1000W，
飲水機(jī)正常加熱7min消耗的電能；W＝P加熱t(yī)＝1000W×7×60s＝4.2×105J，
飲水機(jī)的熱效率：η＝＝＝0.8＝80%；
（2）由圖可知，S切換到左側(cè)時(shí)，電路中只有電加熱絲R1，電加熱絲R1的電壓等于電源電壓；S切換到右側(cè)時(shí)，電加熱絲與限流電阻串聯(lián)，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，電加熱絲的電壓小于電源電壓，根據(jù)P＝可知，S切換到左側(cè)時(shí)，此時(shí)功率較大，為加熱狀態(tài)；
S切換到右側(cè)時(shí)，為保溫狀態(tài)；
根據(jù)P＝可知，電加熱絲R1的阻值為：R1＝＝＝48.4Ω；
根P＝可知，保溫時(shí)電熱絲的電壓U1＝＝＝48.4V，
兩電阻串聯(lián)時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，限流電阻的電壓為：U2＝U﹣U1＝220V﹣48.4V＝171.6V；
根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可知，＝，
則限流電阻R2的阻值：R2＝R1＝×48.4Ω＝171.6Ω。
答：（1）飲水機(jī)的熱效率為80%；
（2）限流電阻R2的阻值是171.6Ω。
【變式4-1】（2022秋?長(zhǎng)壽區(qū)期末）如圖甲所示，是某家用電熱壺“加熱”和“保溫”兩個(gè)擋位的簡(jiǎn)化電路。電熱絲的阻值R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小明為測(cè)量電熱壺的實(shí)際電功率，他把家中的其它用電器都與電源斷開，僅讓電熱壺工作，如圖乙所示的電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了16轉(zhuǎn)[不計(jì)熱量損失，已知水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]。下面說(shuō)法正確的是（ ）
A．電熱壺的正常加熱功率為100W
B．開關(guān)S接“2”時(shí)，電熱壺為“加熱”擋位
C．測(cè)量時(shí)電熱壺的實(shí)際加熱功率為800W
D．電熱壺將1kg的水從25℃加熱到75℃，需要正常工作2100s
【答案】C
【分析】（1）由P＝UI＝可知，當(dāng)電源電壓一定時(shí)，電路電阻越大，功率越小，根據(jù)電路圖分析電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合串聯(lián)電路電阻規(guī)律和P＝UI＝可知各擋位時(shí)電路的連接；
（2）根據(jù)P＝UI＝求出電熱壺的正常加熱功率；
（3）根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸水的熱量，根據(jù)不考慮熱量損失求出電熱壺加熱時(shí)消耗的電能，根據(jù)P＝求電熱壺正常加熱的時(shí)間；
（4）1200r/（kW?h）表示電路中用電器每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，據(jù)此可以計(jì)算出能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)16r時(shí)電熱壺消耗的電能，根據(jù)P＝計(jì)算出電熱壺的實(shí)際加熱功率。
【解答】解：B、開關(guān)S接“1”時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，開關(guān)S接“2”時(shí)，電熱絲R1、R2串聯(lián)；
因?yàn)榇?lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻，所以由P＝UI＝可知，電路為R1的簡(jiǎn)單電路時(shí)，電路中的電阻最小，電功率最大，電熱壺為“加熱”擋；R1、R2串聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最大，電功率最小，此時(shí)電熱壺為“保溫”擋，
因此開關(guān)S接“2”時(shí)，電熱壺為“保溫”擋，故B錯(cuò)誤；
A、電熱壺的正常加熱功率：P加熱＝＝＝1000W，故A錯(cuò)誤；
D、水吸水的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃﹣25℃）＝2.1×105J，
因?yàn)椴豢紤]熱量損失，所以電熱壺加熱時(shí)消耗的電能：W＝Q吸＝2.1×105J，
由P＝可知，電熱壺正常加熱的時(shí)間：t'＝＝＝210s，故D錯(cuò)誤；
C、1200r/（kW?h）表示電路中用電器每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，
電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)16r時(shí)，電熱壺消耗的電能：W實(shí)＝＝kW?h，
電蒸鍋的實(shí)際功率：P實(shí)＝＝＝0.8kW＝800W，故C正確。
故選：C。
【變式4-2】（2022秋?平泉市期末）某家庭浴室中的浴霸由四只標(biāo)有“220V，500W”的同規(guī)格發(fā)熱燈組成，如圖所示。四只發(fā)熱燈同時(shí)正常工作15min，消耗的電能是 0.5 kW?h，此過(guò)程中浴室內(nèi)空氣的內(nèi)能 增加 （選填“增加”、“不變”或“減少”）。若此過(guò)程中浴室內(nèi)溫度從20℃上升到25℃，室內(nèi)空氣質(zhì)量為0.3kg，空氣的比熱容為1.0×103J/（kg?℃），浴室內(nèi)空氣吸收的熱量是 1.5×103 J。
【答案】0.5；增加；1.5×103。
【分析】（1）知道浴霸的發(fā)熱燈的額定功率，利用W＝Pt求出四只發(fā)熱燈同時(shí)正常工作15min，消耗的電能；
（2）空氣吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；
（3）知道空氣的質(zhì)量、比熱容、初溫和末溫，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出空氣吸收的熱量。
【解答】解：（1）由P＝可知，四只發(fā)熱燈同時(shí)正常工作15min，消耗的電能：W＝Pt′＝4×500W×15×60s＝1.8×106J＝0.5kW?h；
（2）此過(guò)程中浴室內(nèi)空氣吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；
（3）空氣吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝1.0×103J/（kg?℃）×0.3kg×（25℃﹣20℃）＝1.5×103J。
故答案為：0.5；增加；1.5×103。
【變式4-3】（2022秋?西華縣期末）小明家購(gòu)買了一款全自動(dòng)智能遙控茶吧機(jī)，如圖所示，茶吧機(jī)的主要參數(shù)如表，請(qǐng)完成以下問(wèn)題：
（1）額定電壓下茶吧機(jī)燒水時(shí)電路中的電流為多少？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（2）水壺中裝滿初溫為20℃的水，茶吧機(jī)正常工作加熱5min，可使水溫升高到100℃，則水吸收的熱量為多少？[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），水的密度為1.0×103kg/m3]
（3）上述加熱過(guò)程中，全自動(dòng)智能茶吧機(jī)的加熱效率是多少？
【答案】（1）額定電壓下茶吧機(jī)燒水時(shí)電路中的電流為6.36A；
（2）水吸收的熱量為3.36×105J；
（3）全自動(dòng)智能茶吧機(jī)的加熱效率是80%。
【分析】（1）根據(jù)表格參數(shù)可知茶吧機(jī)燒水時(shí)的功率，利用P＝UI求出額定電壓下茶吧機(jī)燒水時(shí)電路中的電流；
（2）利用密度公式求出水的質(zhì)量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；
（3）利用W＝Pt求出茶吧機(jī)消耗的電能，利用效率公式求出茶吧機(jī)的加熱效率。
【解答】解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，茶吧機(jī)燒水時(shí)的功率：P熱＝1400W，
由P＝UI可知，額定電壓下茶吧機(jī)燒水時(shí)電路中的電流：I＝＝≈6.36A；
（2）茶吧機(jī)內(nèi)水的體積V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝可知，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（3）茶吧機(jī)消耗的電能：W＝P熱t(yī)′＝1400W×5×60s＝4.2×105J，
茶吧機(jī)的加熱效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）額定電壓下茶吧機(jī)燒水時(shí)電路中的電流為6.36A；
（2）水吸收的熱量為3.36×105J；
（3）全自動(dòng)智能茶吧機(jī)的加熱效率是80%。
【考點(diǎn)5 探究影響電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量】
【典例5-1】（2022秋?永吉縣期末）如圖是李雷“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。裝置中各有兩個(gè)相同的透明容器，其中密封著等量的空氣和一段電阻絲（阻值在圖中已標(biāo)出），U形管中裝有等量的液體，接通電源，觀察現(xiàn)象。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管中 液面高度差 的變化來(lái)比較導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少。
（2）圖中電路是探究電流產(chǎn)生的熱量跟 電流 關(guān)系的裝置，一段時(shí)間后， 左 側(cè)密閉容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。（選填“左”或“右”）
【答案】（1）液面高度差；（2）電流；左
【分析】（1）電流通過(guò)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(guò)液面高度差的變化來(lái)反映；
（2）當(dāng)探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少跟電流大小的關(guān)系時(shí)，要使電阻和通電時(shí)間一定，電流大小不同；根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和焦耳定律可知可知一段時(shí)間后哪個(gè)瓶中的電阻絲產(chǎn)生的熱量多少。
【解答】解：（1）電流通過(guò)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(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；
（2 ）圖裝置中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右側(cè)兩個(gè)電阻的總電流和左側(cè)的電阻電流相等，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶?jī)?nèi)，右側(cè)兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電阻規(guī)律知右側(cè)總電阻小于左側(cè)電阻，則通過(guò)兩瓶電阻的電流相同，通電時(shí)間相同，只有電阻不同，左側(cè)的電阻大于右側(cè)的電阻，根據(jù)焦耳定律Q＝I2 Rt可知一段時(shí)間后左瓶電阻絲產(chǎn)生的熱量多。
故答案為：（1）液面高度差；（2）電流；左。
【變式5-1】（2022秋?鎮(zhèn)平縣期末）為了探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)，設(shè)計(jì)如圖甲的裝置，將兩段阻值不同的電阻絲（R1＝5Ω，R2＝10Ω）分別密封在兩個(gè)完全相同的容器內(nèi)，密閉容器內(nèi)封閉等量的空氣。
（1）從實(shí)驗(yàn)裝置的原理可知，U形管兩管中的液柱高度差是由于U形管中 氣體 （選填“氣體”或“液體”）熱脹冷縮導(dǎo)致的。U形管中液柱高度差的大小，反映出電流通過(guò)電阻絲時(shí)產(chǎn)生 熱量 的多少。
（2）圖甲所示是用來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量跟 電阻 的關(guān)系。
（3）圖乙所示是用來(lái)探究電流產(chǎn)生的熱量跟 電流 的關(guān)系。
（4）讓實(shí)驗(yàn)裝置乙冷卻到初始狀態(tài)，把右瓶并聯(lián)的電阻絲都放入瓶?jī)?nèi)，接通電源，此電路工作一段時(shí)間后， 左瓶 （選填“左瓶”或“右瓶”）內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量多。
【答案】（1）氣體；熱量；（2）電阻；（3）電流；（4）電阻；左瓶。
【分析】（1）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但產(chǎn)生的熱量會(huì)使容器內(nèi)等量的氣體受熱，根據(jù)熱脹冷縮，產(chǎn)生的熱量越多，氣體膨脹程度越大，U形管中液面的高度差就越大，采用了轉(zhuǎn)換法；
（2）（3）電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，在探究電流產(chǎn)生的熱量與某個(gè)因素有關(guān)時(shí)，要控制其他兩個(gè)因素不變，而改變這個(gè)因素；
（4）根據(jù)Q＝I2Rt分析比較電流產(chǎn)生熱量的多少。
【解答】解：
（1）通過(guò)觀察U形管中高度差的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少；高度差的形成是由于U形管中氣體熱脹冷縮導(dǎo)致的；
（2）由甲圖可知，左、右兩個(gè)容器中的電阻絲串聯(lián)，通過(guò)的電流相同，通電時(shí)間相同，而電阻絲的阻值不同，因此是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系；
（3）由圖乙可知，右邊的容器中的電阻與容器外的電阻并聯(lián)，再與左邊容器中的電阻串聯(lián)，因此通過(guò)左邊容器電阻的電流與通過(guò)右邊容器電阻的電流不同，而電阻和通電時(shí)間相同，因此是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系；
（4）把圖乙右邊的兩根電阻絲并聯(lián)后，其總阻值為R＝＝2.5Ω，
則相當(dāng)于把2.5Ω的阻值放進(jìn)右側(cè)瓶中，即左、右兩瓶中的電阻串聯(lián)，通過(guò)的電流相同，通電時(shí)間相同，而電阻不同，
因此是探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系；左側(cè)瓶中的電阻阻值更大，根據(jù)Q＝I2Rt可知，一段時(shí)間后電阻絲產(chǎn)生的熱量左瓶多。
故答案為：（1）氣體；熱量；（2）電阻；（3）電流；（4）電阻；左瓶。
【變式5-2】（2022秋?云州區(qū)期末）“圓夢(mèng)”小組探究“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)裝置如圖所示，甲、乙兩瓶中裝有質(zhì)量與初溫都相同的同種液體，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中電阻絲的電阻小。
（1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)選用 煤油 （選填“煤油”或“水”）裝入甲、乙兩瓶中。
（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較溫度計(jì)示數(shù)升高的多少來(lái)反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，下列實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了該研究方法的是 C （選填序號(hào)）。
A.探究串聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)
B.探究電流與電阻的關(guān)系
C.探究什么情況下磁可以生電
（3）閉合開關(guān)，將滑片P固定在某一位置，通電一段時(shí)間后，觀察溫度計(jì)的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)甲瓶中的溫度計(jì)示數(shù) 低于 （選填“高于”、“低于”或“等于”）乙瓶中的溫度計(jì)示數(shù)。
（4）小明在甲、乙兩瓶中加入質(zhì)量、初溫都相等的不同液體，用來(lái)探究比較不同物質(zhì)的吸熱能力。該方案是否可行？并說(shuō)明理由： 不可行，根據(jù)焦耳定律，兩電阻絲產(chǎn)生的熱量不同，兩液體吸熱不同 。
【答案】（1）煤油；（2）C；（3）低于；（4）不可行；根據(jù)焦耳定律，兩電阻絲產(chǎn)生的熱量不同，兩液體吸熱不同。
【分析】（1）因煤油的比熱容小于水的比熱容，根據(jù)Δt＝分析；
（2）電阻絲產(chǎn)生的熱量不易直接觀察，由轉(zhuǎn)換法，可使等質(zhì)量初溫相同的液體吸收熱量，根據(jù)Δt＝，由溫度變化確定產(chǎn)生的熱量多少；
（3）分析電路的連接，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律結(jié)合Q＝I2Rt確定哪個(gè)圖中電阻產(chǎn)生熱量多，根據(jù)Δt＝回答；
（4）使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相同的熱量，比較溫度的變化，溫度變化小的吸熱能力強(qiáng)，結(jié)合Q＝I2Rt分析。
【解答】解：（1）因煤油的比熱容小于水的比熱容，為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)選用煤油，相同質(zhì)量的水和煤油相比，吸熱相同的熱量，煤油溫度變化大，現(xiàn)象明顯；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較溫度計(jì)示數(shù)升高的多少來(lái)反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，采用了轉(zhuǎn)換法；
A.探究串聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)，采用歸納法；
B.探究電流與電阻的關(guān)系，采用了控制變量法；
C.探究什么情況下磁可以生電，根據(jù)電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷，采用了轉(zhuǎn)換法；
故選：C，
（3）兩電阻絲串聯(lián)，通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同，而乙中電阻較大，根據(jù)Q＝I2Rt，乙中電阻產(chǎn)生熱量多，故閉合開關(guān)，將滑片P固定在某一位置，通電一段時(shí)間后，觀察溫度計(jì)的示數(shù)，根據(jù)Δt＝，發(fā)現(xiàn)甲瓶中的溫度計(jì)示數(shù)低于乙瓶中的溫度計(jì)示數(shù)；
（4）使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)吸收相同的熱量，比較溫度的變化，溫度變化小的吸熱能力強(qiáng)；圖中兩電阻串聯(lián)，通過(guò)電阻的電流和通電時(shí)間相同，因兩電阻不同，根據(jù)焦耳定律，兩電阻絲產(chǎn)生的熱量不同，兩液體吸熱不同，故不能用來(lái)探究比較不同物質(zhì)的吸熱能力。
故答案為：（1）煤油；（2）C；（3）低于；（4）不可行；根據(jù)焦耳定律，兩電阻絲產(chǎn)生的熱量不同，兩液體吸熱不同。
一、選擇題。
1．（2022秋?南華縣期末）下列用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（ ）
A．電飯煲B．電風(fēng)扇C．洗衣機(jī)D．LED燈
【答案】A
【分析】電流的熱效應(yīng)就是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可從能量轉(zhuǎn)化的角度分析哪一用電器是利用了電流的熱效應(yīng)。
【解答】解：A．電飯煲工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故A正確；
B．電風(fēng)扇工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因此不是利用電流熱效應(yīng)工作的，故B錯(cuò)誤；
C．洗衣機(jī)工作時(shí)，主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因此不是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故C錯(cuò)誤；
D．LED燈工作時(shí)，主要將電能轉(zhuǎn)化為光能，因此不是利用電流熱效應(yīng)工作的，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
2．（2022秋?威縣期末）如圖所示的用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（ ）
A．洗衣機(jī)B．電飯鍋
C．筆記本電腦D．家用音響設(shè)備
【答案】B
【分析】電流的熱效應(yīng)就是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，結(jié)合用電器的能量轉(zhuǎn)化可做出判斷。
【解答】解：洗衣機(jī)工作時(shí)主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，筆記本電腦工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，家用音響設(shè)備工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為聲能，只有電飯鍋工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)，故B符合題意。
故選：B。
3．（2022秋?寧陽(yáng)縣期末）探究“電流通過(guò)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(shuō)法中正確的是（ ）
①該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系
②實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)裝置中R1與R2的電流相同
③電流產(chǎn)生的熱量越多，U形管內(nèi)液面高度差越大
④通電一段時(shí)間后左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比是4：1
A．只有①②B．只有②③C．只有①④D．只有③④
【答案】D
【分析】（1）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；
（2）電流產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測(cè)量，通過(guò)U形管內(nèi)液柱的高度差來(lái)反映，這種方法是初中物理常用的轉(zhuǎn)換法；
（3）由Q＝I2Rt分析判斷左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比。
【解答】解：①②、由圖可知，R2、R3并聯(lián)后再與R1串聯(lián)在電路中，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)R1、R2的電流是不同的，電阻相同，通電時(shí)間相同，所以該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，故①②錯(cuò)誤；
③、電流產(chǎn)生的熱量越多，空氣吸收的熱量越多，溫度越高，氣體膨脹程度越大，則U形管內(nèi)液面高度差越大，故③正確；
④、右側(cè)兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再與左側(cè)的5Ω的電阻串聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)左側(cè)電阻的電流等于通過(guò)右側(cè)容器中電阻的電流的2倍，根據(jù)公式Q＝I2Rt可知，通電后，甲圖中左、右電阻產(chǎn)生的熱量之比是4：1，故④正確。
故選：D。
4．（2022秋?昌江縣校級(jí)期末）利用如圖所示的裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”，兩個(gè)透明容器內(nèi)密封著等質(zhì)量的空氣，U形管中液面最初相平，兩個(gè)透明容器中都有一根電阻絲，通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)左邊U形管中液面高度差大。該現(xiàn)象說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與下列哪個(gè)因素有關(guān)（ ）
A．電荷量B．電流C．電阻D．通電時(shí)間
【答案】C
【分析】分析裝置的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，得出與電流產(chǎn)生熱量有關(guān)的因素。
【解答】解：由圖可知兩電阻絲串聯(lián)，在串聯(lián)電路中電流處處相等，而兩電阻絲的阻值不同，所以此裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)左邊U形管中液面高度差大。該現(xiàn)象說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電阻的大小有關(guān)。
故選：C。
5．（2022秋?單縣期末）下列有關(guān)電學(xué)知識(shí)的說(shuō)法中，正確的是（ ）
A．電功率是表示電流做功快慢的物理量
B．摩擦起電是指兩個(gè)不同的物體在摩擦?xí)r產(chǎn)生了正電荷和負(fù)電荷
C．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量可用Q＝UIt進(jìn)行數(shù)值計(jì)算
D．若電路中燈泡兩端有電壓，則一定有電流通過(guò)該燈泡
【答案】A
【分析】（1）電流做功的快慢用電功率表示；
（2）摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移；
（3）電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，電動(dòng)機(jī)消耗的電能用W＝UIt計(jì)算，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量用Q＝I2Rt表示；
（4）形成電流必須具備兩個(gè)條件：電路兩端有電壓；電路是一個(gè)閉合的通路。
【解答】解：A、電功率是表示電流做功快慢的物理量，故A正確；
B、摩擦起電是兩個(gè)對(duì)電子束縛能力不同的物體在相互摩擦?xí)r，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移的的現(xiàn)象，對(duì)電子束縛能力強(qiáng)的物體獲得電子帶負(fù)電，對(duì)電子束縛能力弱的物體失去電子帶正電，故B錯(cuò)誤
C、電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量只能用Q＝I2Rt來(lái)計(jì)算，故C錯(cuò)誤；
D、形成電流必須具備兩個(gè)條件：①電路兩端有電壓；②電路是一個(gè)閉合的通路；所以說(shuō)電路中燈泡兩端有電壓，當(dāng)燈絲斷開時(shí)，沒(méi)有電流通過(guò)該燈泡，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
6．（2023?新邵縣三模）某家用電熱壺有“加熱”和“保溫”兩個(gè)擋位，其簡(jiǎn)化電路如圖甲所示，電熱絲R1＝48Ω，R2＝435.6Ω。小濱為測(cè)量電熱壺的實(shí)際功率，他把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電熱壺工作，1min內(nèi)電能表（如圖乙）的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了16轉(zhuǎn)[不考慮熱量損失，已知水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]。下面說(shuō)法正確的是（ ）
A．開關(guān)S接“2”時(shí)，電熱壺為“加熱”擋位
B．電熱壺的正常加熱功率為100W
C．電熱壺將1kg的水從25℃加熱到75℃，需要正常工作210s
D．測(cè)量時(shí)電熱壺的實(shí)際加熱功率為800W
【答案】D
【分析】（1）由P＝UI＝可知，當(dāng)電源電壓一定時(shí)，電路電阻越大，功率越小，根據(jù)電路圖分析電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合串聯(lián)電路電阻規(guī)律和P＝UI＝可知各擋位時(shí)電路的連接；
（2）根據(jù)P＝UI＝求出電熱壺的正常加熱功率；
（3）根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸水的熱量，根據(jù)不考慮熱量損失求出電熱壺加熱時(shí)消耗的電能，根據(jù)P＝求電熱壺正常加熱的時(shí)間；
（4）1200r/（kW?h）表示電路中用電器每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，據(jù)此可以計(jì)算出能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)16r時(shí)電熱壺消耗的電能，根據(jù)P＝計(jì)算出電熱壺的實(shí)際加熱功率。
【解答】解：A、開關(guān)S接“1”時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，開關(guān)S接“2”時(shí)，電熱絲R1、R2串聯(lián)；
因?yàn)榇?lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻，所以由P＝UI＝可知，電路為R1的簡(jiǎn)單電路時(shí)，電路中的電阻最小，電功率最大，電熱壺為“加熱”擋；R1、R2串聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最大，電功率最小，此時(shí)電熱壺為“保溫”擋，
因此開關(guān)S接“2”時(shí)，電熱壺為“保溫”擋，故A錯(cuò)誤；
B、電熱壺的正常加熱功率：P加熱＝＝≈1008.3W，故B錯(cuò)誤；
C、水吸水的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃﹣25℃）＝2.1×105J，
因?yàn)椴豢紤]熱量損失，所以電熱壺加熱時(shí)消耗的電能：W＝Q吸＝2.1×105J，
由P＝可知，電熱壺正常加熱的時(shí)間：t'＝＝≈208.3s，故C錯(cuò)誤；
D、1200r/（kW?h）表示電路中用電器每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，
電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)16r時(shí)，電熱壺消耗的電能：W實(shí)＝＝kW?h，
電熱壺的實(shí)際功率：P實(shí)＝＝＝0.8kW＝800W，故D正確。
故選：D。
7．（2022秋?環(huán)翠區(qū)期末）（多選）關(guān)于電功、電功率和電熱，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電流通過(guò)導(dǎo)體所做的功越多，導(dǎo)體消耗的電能就越多
B．用電器上標(biāo)明的額定電功率越大，其消耗的電能就一定越多
C．額定電功率越大的用電器，正常工作時(shí)間越長(zhǎng)，消耗的電能就越多
D．用電器消耗的電能越多，用電器上產(chǎn)生的熱量不一定越多
【答案】ACD
【分析】電流做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過(guò)程。
電功率是描述用電器消耗電能快慢的物理量，消耗電能越快，電功率越大，根據(jù)電功率公式及其變形公式分析答題。
【解答】解：A、電流通過(guò)用電器做的功越多，說(shuō)明轉(zhuǎn)化為其它形式的能多，則消耗的電能越多，故A正確；
B、根據(jù)P＝可知：消耗的電能與功率和通電時(shí)間有關(guān)，不知道是否正常工作、工作時(shí)間未知，則消耗電能的多少不能判斷，故B錯(cuò)誤；
C、額定電功率越大的用電器，正常工作時(shí)間越長(zhǎng)，正常工作時(shí)實(shí)際功率越大，消耗的電能就越多，故C正確；
D、電流通過(guò)用電器做的功越多，說(shuō)明轉(zhuǎn)化為其它形式的能多，但用電器產(chǎn)生的熱量就不一定越多，故D正確。
故選：ACD。
8．（2022秋?環(huán)翠區(qū)期末）（多選）某小型電動(dòng)機(jī)標(biāo)有“7V，35W”字樣，其電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.4Ω，配備的可充電電池的容量為2000mA?h，連續(xù)充電（電流為2A）3h可使電池電量從零到充滿。若電動(dòng)機(jī)正常工作20s，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做的功為700J
B．電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為32J
C．消耗的電能中有500J轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．電池充滿電后，貯存的化學(xué)能為1.512×105J
【答案】AC
【分析】（1）根據(jù)P＝求出電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做的功；
（2）根據(jù)P＝UI求出電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流，根據(jù)Q＝I2Rt求出電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量；
（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化的機(jī)械能等于電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做的功減去產(chǎn)生的熱量；
（4）根據(jù)W＝UIt求出電池充滿電后，貯存的化學(xué)能。
【解答】解：A、由P＝可知，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做的功：W＝Pt＝35W×20s＝700J，故A正確；
B、由P＝UI可知，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流：I＝＝＝5A，
電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（5A）2×0.4Ω×20s＝200J，故B錯(cuò)誤；
C、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化的機(jī)械能：W機(jī)＝W﹣Q＝700J﹣200J＝500J，故C正確；
D、電池充滿電后，貯存的化學(xué)能：W'＝UI't'＝7V×2000×10﹣3A×3600s＝5.04×104J，故D錯(cuò)誤。
故選：AC。
二、填空題。
9．（2022秋?曲靖期末）如圖所示，是汽車USB的A、B兩個(gè)充電接口，額定輸出電壓均為5V，輸出電流分別為2.1A和1.0A，要快速給標(biāo)配的手機(jī)充電，應(yīng)選用 A （選填“A”或“B”）接口，電熱水壺是利用電流的 熱 效應(yīng)工作的。
【答案】A；熱。
【分析】由額定輸出電壓均為5.0V，根據(jù)輸出電流的大小可得出AB兩個(gè)充電口的功率大小關(guān)系，由此可判斷出用哪個(gè)接口能快速給標(biāo)配的手機(jī)充電；當(dāng)電流通過(guò)電阻時(shí)，電流作功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
【解答】解：汽車用USB便攜充電設(shè)備，有A、B兩個(gè)充電接口，A口的電流大，輸出電壓相同，根據(jù)P＝UI可知，A口的輸出功率大，要快速給標(biāo)配的手機(jī)充電，應(yīng)選用電流較大的A接口；
當(dāng)電流通過(guò)電阻時(shí)，電流作功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
故答案為：A；熱。
10．（2022秋?長(zhǎng)壽區(qū)期末）家用豆?jié){機(jī)既能打漿又能加熱，當(dāng)豆?jié){機(jī)加熱時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的 熱 效應(yīng)；豆?jié){機(jī)工作時(shí)加熱和打漿能夠交替進(jìn)行，說(shuō)明加熱器和電動(dòng)機(jī)的連接方式是 并 聯(lián)。
【答案】熱；并
【分析】（1）當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體就會(huì)發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。在電流的熱效應(yīng)中，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（2）豆?jié){機(jī)中的電熱絲和電動(dòng)機(jī)互不影響，是并聯(lián)的。
【解答】解：家用豆?jié){機(jī)既能打漿又能加熱，當(dāng)豆?jié){機(jī)加熱時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)；豆?jié){機(jī)工作時(shí)加熱和打漿能夠交替進(jìn)行，說(shuō)明加熱器和電動(dòng)機(jī)的連接方式是并聯(lián)。
故答案為：熱；并。
11．（2022秋?成都期末）如圖所示，在“探究電阻的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，電阻絲1、2是長(zhǎng)度和橫截面積相同的錳銅絲與鎳鉻絲，電阻絲2、3是長(zhǎng)度相同，橫截面積不同的鎳鉻絲。用電流表測(cè)出流經(jīng)三條電阻絲的電流分別為：0.3A、0.1A和0.2A（電壓恒定）。分析數(shù)據(jù)，對(duì)比電阻絲2和3，可以得出導(dǎo)體的電阻與 橫截面積 有關(guān)；如果將電阻絲1、2串聯(lián)在同一電路中，相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電阻絲1產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電阻絲2產(chǎn)生的熱量 小 （選填“多”或“少”）。
【答案】橫截面積；小。
【分析】（1）影響導(dǎo)體電阻大小的因素：導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度；.在研究電阻與其中某個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要采用控制變量法的思想，要研究導(dǎo)體的電阻大小與一個(gè)量之間的關(guān)系，需要保持其它量不變；
（2）首先判斷電阻絲1、2的電阻大小，再根據(jù)Q＝I2Rt分析。
【解答】解：（1）已知電阻絲2、3是長(zhǎng)度相同，橫截面積不同的鎳鉻絲，通過(guò)電阻絲2、3的電流分別是0.1A和0.2A（電壓恒定），對(duì)比電阻絲2和3，長(zhǎng)度和材料相同，而橫截面積不同、電阻不同，可以得出導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；
（2）已知電阻絲1、2是長(zhǎng)度和橫截面積相同的錳銅絲與鎳鉻絲，電壓相同時(shí)，通過(guò)電阻絲1、2的電流分別是0.3A、0.1A，說(shuō)明電阻絲2的阻值較大，如果將電阻絲1、2串聯(lián)在同一電路中，電流相同，由Q＝I2Rt可知，相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電阻絲1產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電阻絲2產(chǎn)生的熱量少。
故答案為：橫截面積；小。
12．（2022秋?內(nèi)鄉(xiāng)縣期末）如圖，小明將口香糖的錫箔紙（金屬鋁）剝下來(lái)，做成中間窄、兩端寬的形狀，將其兩端搭在電池的正負(fù)極，過(guò)一會(huì)兒，錫箔紙中間部分燃燒起來(lái)，這是因?yàn)殄a箔紙是導(dǎo)體，使電源發(fā)生了 短路 現(xiàn)象；錫箔紙?jiān)谥虚g狹窄的地方開始燃燒的原因是：根據(jù)焦耳定律，通過(guò)電流相同，中間狹窄部分的電阻 大 ，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量多。
【答案】短路；大。
【分析】金屬具有導(dǎo)電性；導(dǎo)線直接將電源連接起來(lái)的電路叫短路，短路時(shí)，容易燒壞電源或發(fā)生火災(zāi)；
影響電阻大小的因素：材料、長(zhǎng)度、橫截面積、溫度；結(jié)合焦耳定律的公式Q＝I2Rt進(jìn)行分析回答．
【解答】解：
錫屬于金屬，具有導(dǎo)電性，將錫紙條帶錫的一端接在電池的正極，另一端接在電池的負(fù)極，會(huì)造成電源短路，此時(shí)電路中迅速產(chǎn)生大量熱量，使錫紙的溫度達(dá)到著火點(diǎn)而使之燃燒；
錫箔紙?jiān)谥虚g狹窄的地方開始燃燒的原因是錫紙?jiān)谥虚g狹窄的地方電阻較大，根據(jù)焦耳定律可知在相同時(shí)間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量多，使溫度先達(dá)到錫紙的著火點(diǎn)而使之燃燒。
故答案為：短路；大。
13．（2022秋?合江縣期末）如圖所示，電源電壓恒為18V，R0＝60Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“150Ω 2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響。當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2斷開，小燈泡正常發(fā)光，則通電1min電流通過(guò)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量為 360 J。當(dāng)S、S2閉合，S1斷開，為了保證電路中各元件的安全，滑動(dòng)變阻器允許接入電路中的最小阻值為 40 Ω。當(dāng)S閉合，S1和S2自行組合的情況下，整個(gè)電路工作時(shí)能達(dá)到的最小功率是 2 W。
【答案】360；40；2。
【分析】（1）當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2斷開，燈泡L與變阻器R串聯(lián)，已知燈泡正常發(fā)光且知道燈泡的規(guī)格，根據(jù)P＝UI可得串聯(lián)電路中的電流，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得變阻器兩端電壓，再根據(jù)Q＝W＝UIt求出1min電流通過(guò)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量；
（2）當(dāng)S、S1、S2都閉合，此時(shí)燈泡被短路，R0與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流；根據(jù)電流表的量程可知干路電流的最大值，利用并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出通過(guò)R0的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)變阻器的最大電流，最后根據(jù)歐姆定律求出變阻器允許接入電路中的最小阻值；
（3）結(jié)合P＝可知電路中電阻最大時(shí)，電功率最小。
【解答】解：（1）當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2斷開，燈泡L與變阻器R串聯(lián)，
因?yàn)榇藭r(shí)小燈泡正常發(fā)光，所以UL＝6V，PL＝3W；
由P＝UI可得，串聯(lián)電路中的電流：I＝IL＝＝＝0.5A，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得變阻器兩端的電壓為：UR＝U﹣UL＝18V﹣6V＝12V，
則通電1min電流通過(guò)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量為：Q＝W＝URIt＝12V×0.5A×60s＝360J；
（2）當(dāng)S、S1、S2都閉合，此時(shí)燈泡被短路，R0與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流；
電流表的量程為“0～0.6A”，為了保證干路中的電流表不被燒壞，則干路電流最大為0.6A，
通過(guò)R0的電流為：I0＝＝＝0.3A，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)變阻器的最大電流為：IR＝I總大﹣I0＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，
滑動(dòng)變阻器允許接入電路中的最小阻值：R?。剑剑?0Ω；
（3）結(jié)合P＝可知電路中電阻最大時(shí)，電功率最小，則當(dāng)S閉合時(shí)，燈泡L與變阻器R串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路消耗的總功率最小，
總電阻為R＝Rmax+RL＝150Ω+12Ω＝162Ω，
電路消耗的總功率最小值：P小＝＝＝2W。
故答案為：360；40；2。
14．（2022秋?博羅縣期末）在冬季，很多汽車都配置電加熱座椅墊，如甲圖所示為某款具有加熱功能的座椅墊。通過(guò)觀察和研究，小明了解到該座椅墊有“高溫”“低溫”和“關(guān)”三個(gè)擋位，“高溫”擋功率為36W，“低溫”擋功率為12W。該座椅墊加熱部分的電路簡(jiǎn)圖如乙圖所示，電源電壓為24V，S為擋位切換開關(guān)。R1和R2為電熱絲。當(dāng)座椅墊處于“低溫”擋加熱時(shí)，電路中的電流是 0.5 A；電熱絲R1的阻值是 16 Ω；當(dāng)座椅墊處于“高溫”擋加熱時(shí)，工作10min產(chǎn)生的熱量是 2.16×104 J。
【答案】0.5；16；2.16×104。
【分析】由圖乙可知，當(dāng)座椅墊處于“關(guān)”擋時(shí)，電路沒(méi)有接通；知道“低溫”擋的電功率和電壓，利用P＝UI求出此時(shí)電路中的電流；知道“高溫”擋的電功率和電壓，利用P＝UI求出此時(shí)電路中的電流；由圖乙可知，當(dāng)座椅墊處于“高溫”擋加熱時(shí)，電路中只有R1工作，利用歐姆定律求出R1的阻值；利用Q＝W＝P高溫t求出R1工作10min產(chǎn)生的熱量。
【解答】解：由圖乙可知，當(dāng)座椅墊處于“關(guān)”擋時(shí)，電路處于斷路狀態(tài)；
由P＝UI可知，當(dāng)座椅墊處于“低溫”擋加熱時(shí)，電路中的電流：I低溫＝＝＝0.5A；
由P＝UI可知，當(dāng)座椅墊處于“高溫”擋加熱時(shí)，電路中的電流：I高溫＝＝＝1.5A；
由圖乙可知，當(dāng)座椅墊處于“高溫”擋加熱時(shí)，電路中只有R1工作，
由I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝16Ω；
R1工作10min產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝P高溫t＝36W×10×60s＝2.16×104J。
故答案為：0.5；16；2.16×104。
15．（2022秋?濟(jì)南期末）安裝家庭電路時(shí)，主干線要選用比較粗的銅線，是用減小主干線 電阻 的方法來(lái)減少電線的發(fā)熱量；遠(yuǎn)距離輸電采取高壓輸電是在保證輸出功率足夠大的時(shí)候用減小 電流 的方法來(lái)減少導(dǎo)線的發(fā)熱量。
【答案】電阻；電流。
【分析】（1）導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān)；利用焦耳定律分析減小電線發(fā)熱的措施；
（2）根據(jù)P＝UI可知，當(dāng)功率一定時(shí)，電壓越高，電流越小。
【解答】解：
（1）在導(dǎo)線材料與長(zhǎng)度一定的情況下，導(dǎo)線的橫截面積越大，導(dǎo)線電阻越小。主干線要選用比較粗的銅線可減小電阻。由焦耳定律可知，是用減小電阻的方法來(lái)減少電線的發(fā)熱量。
（2）根據(jù)P損＝I2R，要減小功率的損耗，可以減小傳輸?shù)碾娏骰驕p小電阻；在功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，采用高壓輸電的方法，可以減小輸電線路中的電流，從而減小導(dǎo)線的發(fā)熱量。
故答案為：電阻；電流。
16．（2022秋?牡丹區(qū)校級(jí)期末）如圖為某電腦的CPU，它的額定功率為100W，其中發(fā)熱功率占8%，它由銅質(zhì)散熱器（一種由銅制成的散熱元件）進(jìn)行散熱，已知銅質(zhì)散熱器的質(zhì)量是0.8kg。該電腦CPU正常工作10min，CPU消耗電能 6×104 J。假設(shè)這段時(shí)間內(nèi)CPU產(chǎn)生的熱量全部被銅質(zhì)散熱器吸收，則可使散熱器溫度升高 15 ℃。[銅的比熱容為0.39×103J/（kg?℃），結(jié)果保留整數(shù)]。
【答案】6×104；15。
【分析】（1）知道CPU的額定功率和工作時(shí)間，利用P＝求出該電腦CPU正常工作10min，CPU消耗電能；
（2）根據(jù)題意求出該電腦CPU正常工作10min產(chǎn)生的熱量，據(jù)此可知銅質(zhì)散熱器吸收的熱量，利用Q吸＝cmΔt求出散熱器升高的溫度。
【解答】解：（1）由P＝可知，該電腦CPU正常工作10min，CPU消耗電能：W＝Pt＝100W×10×60s＝6×104J；
根據(jù)題意可知，CPU產(chǎn)生的熱量Q＝8%W＝8%×6×104J＝4800J，
銅質(zhì)散熱器吸收的熱量Q吸＝Q＝4800J，
由Q吸＝cmΔt可知，散熱器升高的溫度：Δt＝＝≈15℃。
故答案為：6×104；15。
三、實(shí)驗(yàn)探究題。
17．（2022秋?青山區(qū)期末）如圖是探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣。甲、乙兩裝置使用的是同一電源。
（1）甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與 電阻 的關(guān)系。
（2）通電一段時(shí)間后，乙裝置中 左 （選填“左”或“右”）側(cè)U形管中液面高度差較大；
（3）如圖丙，自制便攜式封口機(jī)就是利用電流的 熱效應(yīng) 實(shí)現(xiàn)高溫封口。為了避免封口時(shí)總是把塑料袋燙壞，應(yīng)將發(fā)熱電阻換成阻值更 大 （填“大”或“小”）的。
【答案】（1）電阻；（2）左；（3）熱效應(yīng)；大。
【分析】（1）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過(guò)的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(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，結(jié)合串聯(lián)電路電流的規(guī)律分析；
（2）分析乙圖電路的連接，根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路電流的規(guī)律確定通過(guò)兩容器中電阻的電流大小，根據(jù)Q＝I2Rt比較容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量多少；電絲絲不易直接觀察，可給等質(zhì)量的空氣加熱，氣體吸熱越多，氣體膨脹程度越大，U形管內(nèi)的液面高度差越大，采用了轉(zhuǎn)換法；
（3）電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)，根據(jù)Q＝分析。
【解答】解：（1）甲裝置中，兩電阻串聯(lián)，通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同，電阻大小不同，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（2）乙圖中右側(cè)兩電阻并聯(lián)后再與左側(cè)電阻串聯(lián)，容器內(nèi)兩電阻大小相等，根據(jù)并聯(lián)和串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過(guò)左側(cè)容器中電阻的電流大小大于通過(guò)右側(cè)容器中電阻的電流，而通電時(shí)間相同，由Q＝I2Rt可知，通電一段時(shí)間后，乙裝置中左側(cè)容器中電阻產(chǎn)生的熱量多，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，左側(cè)U形管中液面高度差較大；
（3）如圖丙，自制便攜式封口機(jī)就是利用電流的熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高溫封口。為了避免封口時(shí)總是把塑料袋燙壞，即一定時(shí)間內(nèi)避免產(chǎn)生熱量過(guò)多，因電源電壓一定，根據(jù)Q＝可知，應(yīng)將發(fā)熱電阻換成阻值更大的。
故答案為：（1）電阻；（2）左；（3）熱效應(yīng)；大。
四、計(jì)算題。
18．（2022秋?青山區(qū)期末）如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S后，燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)通過(guò)燈泡的電流是0.3A，燈泡兩端的電壓是3V，電壓表的示數(shù)為9V。通過(guò)計(jì)算回答：
（1）電源電壓是多少伏？
（2）定值電阻R的阻值是多少歐？
（3）10s內(nèi)電流通過(guò)R產(chǎn)生的熱量是多少焦？
【答案】（1）電源電壓是12V；
（2）定值電阻R的阻值是30Ω；
（3）10s內(nèi)電流通過(guò)R產(chǎn)生的熱量是27J。
【分析】閉合開關(guān)S后，燈泡L與定值電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻R兩端的電壓；
（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求電源電壓；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)定值電阻的電流，利用歐姆定律求定值電阻R的阻值；
（3）利用Q＝I2Rt求10s內(nèi)電流通過(guò)R產(chǎn)生的熱量。
【解答】解：閉合開關(guān)S后，燈泡L與定值電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻R兩端的電壓；
（1）由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源兩端的電壓：
U＝UL+UR＝3V+9V＝12V；
（2）由串聯(lián)電路中電流處處相等可知，通過(guò)定值電阻的電流為：IR＝I＝IL＝0.3A，
由歐姆定律I＝可知定值電阻R的阻值：
R＝＝＝30Ω；
（3）10s內(nèi)電流通過(guò)R產(chǎn)生的熱量為：
Q＝I2Rt＝（0.3A）2×30Ω×10s＝27J。
答：（1）電源電壓是12V；
（2）定值電阻R的阻值是30Ω；
（3）10s內(nèi)電流通過(guò)R產(chǎn)生的熱量是27J。
19．（2022秋?棗陽(yáng)市期末）如圖甲所示是小明家的電飯鍋，圖乙是該電飯鍋的工作電路圖。R1和R2均為加熱電阻，S是溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到100℃時(shí)溫控開關(guān)S自動(dòng)跳轉(zhuǎn)電飯鍋轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。從說(shuō)明書上收集到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。電飯鍋正常工作時(shí)，10min可將電飯鍋中1.5kg的食物從20℃加熱到100℃，之后轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。[食物的比熱容為4.0×103J/（kg?℃）]
（1）加熱時(shí)食物吸收的熱量是多少？
（2）電熱絲R2的阻值是多少？
（3）電飯鍋的加熱效率是多少？
【答案】（1）加熱時(shí)食物吸收的熱量是4.8×105J；
（2）電熱絲R2的阻值是171.6Ω；
（3）電飯鍋的加熱效率是80%。
【分析】（1）已知食物的質(zhì)量、初溫和末溫以及比熱容，根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）求出加熱時(shí)食物吸收的熱量；
（2）由電路圖可知，開關(guān)S接1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路的總電阻最小，開關(guān)S接2時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電源的電壓一定，根據(jù)P＝UI＝判斷出電飯鍋的狀態(tài)，求出加熱和保溫時(shí)的總電阻，利用串聯(lián)電阻的特點(diǎn)計(jì)算出電熱絲R2的阻值；
（3）根據(jù)W＝Pt求出電飯鍋加熱時(shí)消耗的電能，利用η＝×100%求出電飯鍋的加熱效率。
【解答】解：（1）加熱時(shí)食物吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝4.8×105J；
（2）由電路圖可知，開關(guān)S接1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，兩電阻串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)電路的總電阻等于各分電阻之和，所以兩電阻串聯(lián)時(shí)的總電阻比R1的電阻大，由P＝UI＝可知，電源的電壓一定時(shí)，當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，電路的電功率最大，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，
當(dāng)電飯鍋處于加熱狀態(tài)，則電熱絲R1的阻值為：
R1＝＝＝48.4Ω，
當(dāng)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，電路的總電阻為：
＝＝220Ω，
則R2的阻值為：
R2＝R總﹣R1＝220Ω﹣48.4Ω＝171.6Ω；
（3）由P＝可得，電飯鍋加熱時(shí)消耗的電能為：
W＝P加熱t(yī)′＝1000W×10×60s＝6×105J，
電飯鍋的加熱效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）加熱時(shí)食物吸收的熱量是4.8×105J；
（2）電熱絲R2的阻值是171.6Ω；
（3）電飯鍋的加熱效率是80%。
20．（2022秋?天心區(qū)期末）小明家電熱飲水機(jī)的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，R1和R2均為用來(lái)加熱且阻值不變的電熱絲，飲水機(jī)部分參數(shù)如表所示。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）電阻R2的阻值是多少？
（2）飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作，將2L的水從25℃加熱至100℃，水吸收的熱量是多少？
（3）不計(jì)熱量損失，完成（2）中的加熱過(guò)程，飲水機(jī)需要正常工作多長(zhǎng)時(shí)間？
【答案】（1）電阻R2的阻值是85.8Ω；
（2）水吸收的熱量是6.3×105J；
（3）不計(jì)熱量損失，完成（2）中的加熱過(guò)程，飲水機(jī)需要正常工作的時(shí)間為315s。
【分析】（1）由圖可知加熱擋和保溫?fù)醯碾娐愤B接，根據(jù)加熱功率和P＝求出電阻R1的阻值，根據(jù)保溫功率和P＝求出電阻R1和R2的串聯(lián)總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)求出R2的阻值；
（2）利用密度公式求出2L水的質(zhì)量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；
（3）不計(jì)熱量損失，消耗的電能等于水吸收的熱量，利用P＝求出飲水機(jī)需要正常工作的時(shí)間。
【解答】解：（1）由圖可知，開關(guān)S接加熱擋時(shí)，只有R1工作，
由P＝可知，R1的阻值為R1＝＝＝24.2Ω，
開關(guān)S接保溫?fù)鯐r(shí)，R1、R2串聯(lián)，由P＝可知，R1、R2的串聯(lián)總電阻為R＝＝＝110Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，R2的阻值為R2＝R﹣R1＝110Ω﹣24.2Ω＝85.8Ω；
（2）水的體積V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3，
水的質(zhì)量為m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
水吸收的熱量為Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J；
（3）不計(jì)熱量損失，消耗的電能W＝Q吸＝6.3×105J，
由P＝可知，飲水機(jī)需要正常工作的時(shí)間為t＝＝315s。
答：（1）電阻R2的阻值是85.8Ω；
（2）水吸收的熱量是6.3×105J；
（3）不計(jì)熱量損失，完成（2）中的加熱過(guò)程，飲水機(jī)需要正常工作的時(shí)間為315s。應(yīng)用公式
電功
電功率
焦耳定律
適用范圍
基本公式
W=UIt
P=UI
Q=I2Rt
普遍適用
導(dǎo)出公式
=I2Rt
=I2R
=UIt
純電阻電路W=Q
額定電壓
220V
保溫?fù)豕β?br>48.4W
加熱擋功率
1000W
預(yù)定溫度
100℃
最大容量
1kg
額定電壓
220V
制熱功率
1400W
制冷功率
60W
容積
1L
額定電壓
220V
額定功率
加熱擋
1000W
保溫?fù)?br>220W
電源頻率
50Hz
額定電壓
220V
加熱功率
2000W
保溫功率
440W
容量
2L

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第4節(jié) 焦耳定律

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