153电热器电流的热效应(作业)

15.3电热器电流的热效应一、单选题1．历史上第一个成功研究热和功关系及电流热效应的科学家是（）A．焦耳 B．安培 C．伏特 D．欧姆【答案】A【解析】焦耳是英国伟大的物理学家，他做了许多实验研究热和功之间的联系，以及电流的热效应，是历史上第一个成功研究热和功关系及电流热效应的科学家。故选A。2．甲、乙两电热丝电阻之比为2:3，通过的电流之比为3:1，则相同时间内产生的热量之比为（）A．2:1 B．6:1 C．1:2 D．1:6【答案】B【解析】相同时间内产生的热量之比为故选B。3．电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（）A．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大B．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大，产生的热量多C．铜导线有绝缘层，所以不怎么热D．铜导线比电炉传热快，所以不容易热【答案】B【解析】根据题意，电炉的电阻丝和连接的铜导线是串联的，通过它们的电流是相等的，而电炉丝电阻要比铜导线的电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt，因此在相等的时间内电炉丝放出的热量比铜导线大得多。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4．额定电压均为220V电饭锅和洗衣机，已知电饭锅和洗衣机的额定功率都是800W，同时接入我国的家庭电路中工作时，下列说法正确的是（）A．电饭锅消耗的电能多 B．电饭锅和洗衣机消耗的电能一样快C．电饭锅消耗的电能少 D．电流通过电饭锅和洗衣机产生的热量一样多【答案】B【解析】AC．电饭煲和洗衣机接入我国的家庭电路中工作，我国的家庭电路的电压都是220V，那么它们都在额定电压下工作，电功率都是额定功率800W，由得，电功率相同，但是不知道时间，无法判断哪个用电器消耗的电能多，故A、C错误；B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，已知电饭锅和洗衣机的额定功率都是800W，同时接入我国的家庭电路220V电压中工作时，电饭锅和洗衣机的电功率都是额定功率800W，消耗的电能一样快，故B正确；D．两个电器的额定功率相同，假如在额定电压下工作相同的时间，则消耗的电能相同，但电饭煲主要是把电能转化为内能，洗衣机主要是把电能转化为机械能，故可知电饭煲放出的热量最多，而且时间也不确定，不能判断电流通过电饭锅和洗衣机产生的热量，谁多谁少，故D错误。故选B。5．将规格都是“220V、1000W”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（）A．电烤箱产生的热量最多B．空调产生的热量最多C．吹风机产生的热量最多D．三个用电器产生的热量一样多【答案】A【解析】家庭电路电压是220V，三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是1000W，通电相同时间，由W=Pt可知，三个用电器在相同时内消耗的电能相同。A．电烤箱工作时，电能全部转化为内能，产生的热量最多，故A正确；B．空调工作时，大部分电能使压缩机和电风扇转动，转化成机械能；只有一小部分电能使压缩机和电风扇的线圈发热，产生少量的热量，故B不正确；C．吹风机工作时，一部分电能使风扇转动，转化成机械能；一部分电能使电热丝发热，产生热量，故C不正确。D．三个用电器消耗的电能相同，但产生的热量不同，故D不正确。故选A。6．如图甲为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两烧瓶中盛有等质量的煤油，电热丝R1、R2的电压与电流关系如图乙，则（）A．R1的阻值较大B．通电一段时间后，R2瓶中温度计的示数变化较大C．通过R2的电流较大D．若用水代替煤油实验效果会更好【答案】B【解析】A．如乙图所示，当电压相同时，根据欧姆定律，通过电流大的电阻小，故R1的阻值较小，故A错误；B．根据焦耳定律可知，当两电阻串联时，电流相同，通电时间相同，电阻大的放出的热量多，故电阻R2释放的热量多，煤油吸收的热量多，故R2瓶中温度计的示数变化较大，故B正确；C．由于串联，故电流处处相等，故C错误；D．若用水代替煤油实验效果会更好是错误的，因为煤油的比热容比较小，升温比较明显，更容易通过温度计示数的变化判断电阻放出的热量的多少，故D错误。故选B。7．如图所示，已知电阻R1=10Ω､R2=5Ω，当开关闭合后，下列说法正确的是（）A．通过R1与R2的电流之比为2∶1B．相同时间内R1与R2产生的热量之比为2∶1C．R1与R2两端的电压之比为1∶1D．R1与R2消耗的电功率之比为1∶1【答案】B【解析】A．由电路图可知，两电阻串联，因为串联电路中各处的电流相等，所以通过R1与R2的电流之比为1∶1，故错误；B．由公式可知电流、通电时间相同因此相同时间内R1与R2产生的热量之比为2∶1，故正确；C．因为串联电路电压比等于电阻比，且因此R1与R2两端的电压之比为2∶1，故错误；D．由公式可知电流相同因此R1与R2消耗的电功率之比为2∶1，故错误。故选B。8．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（）A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法和转换法B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系【答案】A【解析】A．甲、乙两次实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法，故A正确；B．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B错误；C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；D．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，其电阻值不同，所以是研究电流产生的热量和电阻的关系，故D错误。故选A。9．如图所示是小刚家使用的电热水壶，此电热水壶部分技术参数如下表。已知：电热水壶正常工作5min能烧开一壶水。则下列说法中正确的是（）产品电热水壶额定电压220V频率50Hz额定功率1000W容量1.0LA．此壶的电功率恒为1000W不变B．此壶正常工作时，通过的电流大于5AC．此壶两端的电压越大，它消耗电功率越小D．此壶正常工作烧开一壶水，电流产生热量为3×105J【答案】D【解析】A．在额定电压下此壶的电功率才是1000W，在其他电压下，它的电功率不是额定功率，A错误；B．此壶正常工作时，它的电流是额定电流，它的功率是额定功率，它的电压是额定电压，所以通过的电流通过的电流小于5A，B错误；C．在电热水壶电阻不变情况下，根据可知，此壶两端的电压越大，它消耗电功率也越大，C错误；D．此壶正常工作烧开一壶水，需要的时间是5min，其功率是1000W，电流产生热量电流产生的热量是3×105J，D正确。故选D。10．如图甲图是小灯泡L和电阻R2的IU图象。将小灯泡L、电阻R1和R2接入乙图所示电路中，电源电压恒定不变，只闭合开关S1时，电流表示数为0.8A；只闭合开关S3时，小灯泡L的实际功率为1.2W。下列说法正确的是()A．只闭合开关S3时，小灯泡的电阻为5ΩB．只闭合开关S1时，电路总功率为9.6WC．R1的电阻为5ΩD．所有开关都闭合，在15s内电路中产生的总热量为3200J【答案】C【解析】由图知，电阻为定值电阻，其阻值为只闭合开关S1时，电阻与灯L串联，电流表测的是整个电路的电流，由甲图知，当时，灯两端的电压为，由此可得电源电压①当只闭合开关S3时，电阻与灯L串联，灯消耗的实际功率为1.2W，图甲知，当时，，灯消耗的功率为两端的电压为根据串联电路电压的特点，可知电源电压为A．当只闭合开关S3时，根据欧姆定律可得，可得此时灯L的电阻为故A错误；B．只闭合开关S1时，电路中消耗的总功率为故B错误；C．将U值代入①得解得D．所有开关都闭合时，R1和R2并联，灯被短路，在15s内电路中产生的总热量为故D错误。故选C。11．在如图所示的电路中，闭合开关S，电源电压恒为6V，电流表的示数为0.5A，电压表V2的示数为4V。当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.3A。则下列结论正确的是（）A．R1的阻值为4ΩB．滑动变阻器的最大电阻值为160ΩC．电路消耗的最小总功率为0.18WD．当滑动变阻器的滑片移至最左端时，在10min内电流通过R1产生的焦耳热为5.4×104J【答案】A【分析】先确定电路是哪个电阻或者哪两个电阻的连接，是串联还是并联，再根据串并联电路电压、电流特点求出研究对象的电压、电流，根据欧姆定律列出等式，进行求解。以电源电压为不变量作为基础，利用P=U2/R和W=Q=U2t/R进行相应电功率、焦耳热的讨论求解。【解析】A．闭合开关S，R1与R2串联，电源电压U=6V电流表的示数为0.5A，表明流经R1的电流I1=0.5A这时电压表V2的示数为4V。则R1的两端电压U1=UU2=6V4V=2V根据可得R1的阻值故A正确；B．当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，滑动变阻器的最大电阻值为R2max，流经其的电流为I2=0.3A等于电路总电流。这时电路中R1和R2串联，电源电压U=6V对总电路而言利用欧姆定律有U=I2(R1+R2)代入数据有6V=0.3A(4Ω+R2max）解得R2max=16Ω故B错误；C．电路电源电压一定，根据知道，总电阻R=(R1+R2max)最大时，电功率最小，只有R2=16Ω时电路消耗的总功率最小，故C错误；D．当滑动变阻器的滑片移至最左端时，滑动变阻器的电阻被短路，电路只有一个电阻R1在工作。根据焦耳定律Q=I2R1t以及I=U/R1，所以R1在10min内产生的焦耳热为故D错误。故选A。12．如图甲是小灯泡L和电阻R2的IU图像。将小灯泡L、电阻R1和电阻R2接入图乙所示电路中，电源电压恒定不变。只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为0.2W；只闭合开关S3时，电路的总功率为1W。下列说法正确的是（）A．电源电压为5VB．电阻R1的阻值为20ΩC．所有开关都闭合，在15min内电路中产生的总热量为2400JD．若将L和R1并联在4.5V的电源两端，L和R1消耗的电功率之比为2：3【答案】C【解析】AB．只闭合开关S3时，小灯泡L和电阻R2串联，电路的总功率为1W，由图像可知此时电路中的电流是0.25A，灯泡两端电压是1.5V，R2两端电压为2.5V，R2的电阻由串联分压可知电源电压为4V。只闭合开关S1时，R1和小灯泡串联，L的实际功率为0.2W，由图像可知此时电路中电流为0.2A，小灯泡两端电压为1V，由串联分压可知R1两端电压为3V，R1的电阻为故AB两项错误；C．所有开关都闭合，电阻R1和电阻R2并联，此时的总电阻为在15min内电路中产生的总热量为故C项正确；D．若将L和R1并联在4.5V的电源两端，由图像可知L的电流为0.45A，R1的电流为此时的功率之比故D项错误。故选C。二、填空题13．善于观察学习的小明发现电风扇使用一段时间后，其塑料扇叶上很容易沾上灰尘，这是因为扇叶转动过程中带上了______；电流通过灯泡时，灯丝变热而发光，这是电流的______效应。【答案】电荷热【解析】[1]扇叶和空气摩擦，扇叶和空气带有异种电荷，扇叶带电后吸引轻小的灰尘，所以灰尘被吸在扇叶上。[2]电流通过导体时会产生多种效应，电流的大小可以根据产生的效应来判断。电流通过灯泡时，灯丝变热而发光的现象是电流的热效应。14．如图所示，电源电压不变，先闭合开关S1，电流表示数为0.5A，再闭合开关S2，电流表示数增加了0.3A，则R1、R2两端电压之比为___________，R1、R2电阻值之比为___________，若电阻R2=5Ω，通电1min电阻R1产生的热量为___________J。【答案】1:13:545【解析】[1]先闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流；若再闭合S2时，两电阻并联，电流表测干路电流，电流表示数增加了0.3A，根据并联电路的电流关系可知，通过R2的电流为I2=0.3A并联电路中各支路两端的电压都等于电源电压，所以R1、R2两端电压之比为1:1。[2][3]根据可知，在电压相同时，电流之比等于电阻之比的倒数，则R1、R2电阻值之比为R1:R2=I2:I1=0.3A:0.5A=3:5则R1的阻值为R1=3Ω通电1min电阻R1产生的热量15．如图所示的电路中，接通电源，通电一段时间后，______侧U型管液面高度的变化较大（选填“左”或“右”），如果通过甲容器中电阻丝的电流是，则乙容器中电阻丝在内产生的热量是______。【答案】左300【解析】[1]分析图可知，甲、乙两容器中电阻大小相同，但是甲容器中的电阻接在干路上，乙容器中的电阻接在支路上，流过甲容器中电阻的电流大于乙容器中电阻的电流，通电相同时间，甲容器中电阻产生的热量多，与甲容器连接的左侧U型管液面高度的变化较大。[2]通过甲容器中电阻丝的电流是，则流过乙容器中电阻的电流为1A，乙容器中电阻丝在内产生的热量16．把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为16V的电源上，小灯泡恰能正常工作。通过小灯泡的电流是______A，定值电阻R＝______Ω，该电路工作10s，定值电阻产生的热量是______J。【答案】0.32018【解析】[1]由P＝UI知道，灯泡正常发光时的电流[2]因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以定值电阻两端的电压UR＝U﹣UL＝16V﹣10V＝6V因串联电路中各处的电流相等，所以由知道，定值电阻R的阻值[3]电路工作10s定值电阻产生的热量17．实验小组的同学为了探究影响电流产生热量的因素，准备了两个相同的烧瓶，内装煤油，两个相同的温度计，电阻丝R1>R2。两电阻连接方式是_____（填“串联”或“并联”）。此方案可探究当通电时间和______定时，电流产生的热量跟电阻的关系，闭合开关，通电一段时间后，温度升高较多的是温度计______（填“A”或“B”）。【答案】串联电流A【解析】[1][2]在“探究影响电流产生热量的因素”实验中，探究电阻大小与电流产生热量关系实验中，控制电流和通电时间相同，电阻不同。由题可知，电阻丝R1>R2，应将电阻R1、R2串联接入电路。探究此方案可探究当通电时间和电流一定时，电流产生的热量跟电阻的关系。[3]因为电阻丝R1>R2，由焦耳定律可知，相同时间内Q1>Q2，温度升高较多的是温度计为A。18．在图所示电路中，电阻R1=30Ω，R2=20Ω，电源电压恒为3V，闭合开关S1、S2，电阻R1在0.5min内产生的热量为______J。【答案】9【解析】由图知道，闭合开关S1、S2时，R2被短路，电路中只有R1，根据欧姆定律得电路中的电流电阻R1在0.5min内产生的热量为19．如图甲所示，可调电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。（1）闭合所有开关，将滑片调至最左端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡的额定电压为___________V。（2）调小电源电压，仅闭合S和S2，将滑片P移至中点，发现电压表的指针位置如图乙所示；将此时的电源电压调大11.6V，更换电压表的量程，将滑片移至最右端，发现电流增大了0.6A，电压表指针位置不变；保持调大后的电源电压不变，移动滑片P到某一位置，测得10s内R1消耗的电能为80J，则此时R1的电阻为___________Ω。【答案】122【解析】[1]由电路图可知，闭合所有开关，将滑片调至最左端时，此时小灯泡与定值电阻并联接在电源两端，故此时小灯泡两端电压等于电源电压，为12V，又因此时小灯泡恰好正常发光，故小灯泡的额定电压为12V。[2]闭合开关S和S2时，此时小灯泡未接入电路，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联接入电路，电压表测R1两端电压，由题意可知，调大电源电压后，滑动变阻器的阻值变大，由串联电路分压规律可知，此时滑动变阻器两端电压变大，故电压表示数应变大，又因电压表指针位置不变，故可知调大电源电压前电压表所选量程为0~3V，调大电源电压后电压表所选量程为0~15V，故可得调大电源电压前滑动变阻器两端电压为UR=2V，设此时滑动变阻器的阻值为R，定值电阻阻值为R2，可由欧姆定律得此时电路中电流为因滑动变阻器的阻值与长度成正比，可得调大电源电压后，电路中的电流为由题意可知，此过程中电流变化量为0.6A，即解得，，，故滑动变阻器的最大阻值为，又由题意可知，此过程中电源电压的变化量为11.6V，即将，，代入解得定值电阻的阻值为此时电源电压为设滑片P移动到某一位置时，此时滑动变阻器的阻值为Rx，则由欧姆定律可知，此时电路中的电流为又由10s内R1消耗的电能为80J可得解得Rx=2或Rx=18（舍去）（因滑动变阻器的最大阻值为10），故此时滑动变阻器R1的阻值为2。三、实验题20．某班进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻大小是否有关”时，可供选用的器材有：6V电源、5Ω的发热电阻两只，10Ω的发热电阻两只，量程适合的温度计两只，规格相同的烧瓶两只，水，酒精，煤油，开关，导线若干。（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图_______所示方案，然后选用合适的电阻进行实验。（2）实验中通过观察_______的大小来比较产生热量的多少。（3）有同学认为可以用图乙所示方案探究“通电导体产生的热量是否与电流大小有关”，他的说法是否正确？为什么？________。【答案】甲温度计示数不正确，理由见解析【解析】（1）[1]探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻大小是否有关时，应控制电流大小和通电时间相同，图甲中两个电阻串联，流过的电流相同，而图乙中两个电阻并联，流过的电流不同，故应选择图甲所示方案。（2）[2]通电后，发热电阻温度升高，使得烧瓶中的液体温度升高，通过观察温度计示数的大小可以比较产生热量的多少。（3）[3]他的说法不正确，要探究通电导体产生的热量是否与电流大小有关，则应控制导体的电阻与通电时间相同，改变通过导体的电流大小，而图乙中两只电阻直接并联在电源两端，电阻两端的电压相同，当两只电阻的阻值相同时，则由欧姆定律可知，流过两只电阻的电流必定相同，故该方案无法用来探究通电导体产生的热量是否与电流大小有关。21．如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝，瓶中插入温度计a、b。（1）利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油。闭合开关一段时间，可以通过比较______，判断电阻丝产生热量的多少。此方案是探究______和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与______大小的关系；（2）在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值R甲______R乙时（选填“>”、“<”或“=”），可以比较不同物质的吸热能力。闭合开关一段时间，可以通过比较______，判断甲、乙两瓶内液体的比热容。【答案】升高的温度电流电阻=升高的温度【解析】（1）[1]电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过温度计示数的变化，即通过比较升高的温度显示电流产生热量的多少。[2][3]探究电流产生的热量多少与电阻的关系时，应控制通过甲乙两电阻的电流和通电时间不变，两瓶中加入质量、初温都相同的煤油，故据图可知，此时两电阻串联，所以电流相同，通电时间相同，故该装置可以探究电流和电阻的关系。（2）[4][5]探究“不同物质的吸热能力”的实验，应在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，并使甲乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同，即R甲=R乙，则相同时间内两电阻丝上产生的热量相同，闭合开关一段时间，可以通过比较升高的温度，判断电甲、乙两瓶内液体的比热容，若温度计a比温度计b温度升高得快，由可知，甲的比热容小于乙的比热容。22．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管__（选填“属于”或“不属于”）连通器；（2）图甲是探究在通电时间相同和__相同的情况下，导体产生的热量与__大小是否有关的装置；（3）实验中通过观察__的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是__；A．探究电流与电压、电阻的关系B．研究光的传播时引入“光线”C．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动（4）由图乙所示，电流表的示数为__A。在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是__J；（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是__。【答案】属于电流电阻液面高度差C2200装置的气密性不好【解析】（1）[1]上端开口，下端相连通的容器叫连通器，由图知，U形管内注入适量红墨水，组装前符合连通器的特征，所以属于连通器。（2）[2][3]图甲中，两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，可知通过两电阻的电流相等，通电时间相同，电阻大小不同，所以探究的是导体产生的热量与电阻大小是否有关。（3）[4]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。[5]A．探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法，故A不符合题意；B．研究光的传播时引入“光线”，采用的是模型法，故B不符合题意；C．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，属于转换法，故C符合题意。故选C。（4）[6]由图可知，电流表选择的是0~3A量程，对应的分度值是0.1A，因此电流表示数为2A。[7]右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量为（5）[8]通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，说明与此相连的容器可能漏气，导致热量向外散失。23．某实验小组的同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时采用了如图甲乙所示的实验装置。（1）实验时通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；（2）通过分析可知，乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系。（3）同学们又设计了另一套装置，如图丙所示。在两个相同的烧瓶中装有质量______（选填“相等”或“不等”）的______（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与______的关系。（4）丙图实验中通过观察______来比较电阻丝产生热量的多少。【答案】液面高度差电流大小相等同种电阻温度计示数变化【解析】（1）[1]根据转换法，实验中通过观察两个U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。（2）[2]乙图所示的实验装置中，两个容器中的电阻阻值相同，但是电流不同，因此是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系。（3）[3][4][5]丙图中，为了控制变量，因此在两个相同的烧瓶中装有质量相等的同种液体，因为电阻不同，所以研究的是电流产生的热量与电阻的关系。（4）[6]丙图中通过观察温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少，使用的是转换法。24．实验桌上有两个完全相同的烧瓶甲和乙，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油和相同的温度计，甲烧瓶内装有阻值为5Ω的电阻丝R1，乙烧瓶内装有阻值为10Ω的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、开关各一个，电流表、停表各一块，导线若干。小安把两段电阻丝R1、R2串联接入电路，如图所示，闭合开关通电一段时间。（1）小安利用上图想探究的问题是电流通过导体产生的热量Q与______大小的关系。（2）实验过程中通过观测温度计的______反映导体产生热量的多少。（3）小安还想探究电流I产生的热量Q与电流大小的关系，他利用上述器材进行实验，步骤如下：a．如图所示，将装有R1的烧瓶甲连入电路，闭合开关，同时按下停表开始计时，通电时间为2min时，停止计时，记录相关数据，断开开关。b．用装有R2的烧瓶乙替换烧瓶甲连入电路，闭合开关，同时按下停表开始计时，通电时间为2min时，停止计时，记录相关数据，断开开关。请你根据小安的实验步骤判断他的实验操作能否验证其实验目的。你的答案是______（选填“能”或“不能”），理由是：______。【答案】电阻大小示数变化不能没有控制导体的电阻大小不变【解析】（1）[1]图中两个电阻串联，通过两电阻的电流、通电时间都相同，只有电阻的阻值不同，所以是研究电流和通电时间相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系。（2）[2]通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少。（3）[3][4]探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电路中的电流，小安的实验步骤中没有控制电阻的阻值不变，不能验证电流产生热量跟电流的关系。25．大白、小龙、小聪组成科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根阻值电阻丝R甲和R乙。猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。为验证猜想一，小龙设计以下方案：①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。请回答下列问题：（1）为了顺利完成这两个猜想电阻丝R甲和R乙阻值要求是______。（2）本实验通过______体现电流热效应的多少。（3）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是______。（4）大白同学，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知，下图中能正确反映h﹣I关系的是______。A、B、C、（5）小聪提出科学研究倡导有依据的猜想，请同学们说出生活中支持猜想二的一个实例：______。【答案】电阻丝R甲和R乙阻值不等且差别大玻璃管内液面上升的高度保持前后两次电阻的大小相同A电炉丝热得发红，与它串联的导线不是特别热【解析】（1）[1]探究电热跟电流的大小有关时，需要控制导体的电阻、通电时间不变，改变电流的大小；探究电热跟导体的电阻大小有关时，需要控制电流相同、通电时间相同，电阻不同；所以电阻丝R甲和R乙阻值不能相同；实验中为了使实验现象更加明显，电阻丝R甲和R乙阻值差别要大一些。（2）[2]根据转换法可知，实验中通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少。（3）[3]猜想一是电流产生热量与电流大小有关，要验证这一猜想是否正确，需要保持电阻不变，改变电流大小，所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度。（4）[4]根据焦耳定律可知，Q=I2Rt，Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识可知，Q=I2Rt为Q关于I的抛物线，且开口向上，图中能正确反映hI关系的是A。（5）[5]猜想二是电流产生热量与电阻有关，并且电阻越大，电流产生热量越多；生活中我们注意到：电炉丝热得发红，与它串联的导线不是特别热；原因是电炉丝的电阻远远大于与它串联的导线的电阻，而通过的电流和通电时间相同，电炉丝热得发红，说明电流通过电炉丝产生的热量非常多；导线却不怎么热，说明电流通过导线产生的热量非常少。四、计算题26．如图所示电路中，定值电阻R1的阻值为20Ω，R2的阻值为50Ω，闭合开关后电流表的示数为0.6A。求：（1）电源电压；（2）电阻R2在1分钟内产生的热量。【答案】（1）12V；（2）172.8J【解析】解：（1）由电路图知，R1、R2并联，R1的阻值为20Ω，电流表测R1电流，电流表的示数为0.6A，电源电压为（2）电阻R2的电流1分钟内产生的热量答：（1）电源电压12V；（2）电阻R2在1分钟内产生的热量是172.8J。27．在如图所示的电路中，电源电压可以调节。调节电源电压为4V，闭合开关S，电流表A、A1的示数分别为1.2A和0.8A．求：（1）此时通过电阻R2的电流；（2）电阻R1的阻值；（3）1min内电流通过电阻R1产生的热量。【答案】（1）0.4A；（2）5Ω；（3）192J【解析】解：（1）由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，此时通过电阻R2的电流I2=II1=1.2A0.8A=0.4A（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，电阻R1的阻值（3）1min内电流通过电阻R1产生的热量Q1=I12R1t=(0.8A)2×5Ω×60s=192J答：（1）此时通过电阻R2的电流是0.4A；（2）电阻R1的阻值是5Ω；（3）1min内电流通过电阻R1产生的热量是192J。28．养生壶是大家非常喜欢的小电器，有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，如图所示；图是养生壶的加热水槽部分工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88Ω，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W；不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值（A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态）；求：（1）分析说明A、B哪个是红灯，哪个是绿灯；（2）该养生壶的加热功率；（3）电阻R2的阻值及养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量。【答案】（1）A是红灯，B是绿灯；（2）550W；（3）15840J【解析】解：（1）由图可知，当开关拨到左边时，此时A灯亮，只有R1工作，R1电功率P＝UI＝当开关拨到右边时，此时B灯亮，R1、R2串联，电路中的电功率P′＝UI′＝由此可知P＞P′即开关拨到左边的电功率大于开关拨到右边的电功率，开关在左边时处于加热挡，开关在右边时是保温档，所以A是红灯，B是绿灯。（2）当开关拨到左边时，为加热状态，此时的电功率P＝＝550W（3）当开关拨到右边时，为保温状态，电阻R1、R2串联；电功率P＝UI＝IR•I＝I2R则电路中的电流I′＝I2＝I1＝＝1A则电路中的总电阻R总＝＝220Ω定值电阻R2的阻值R2＝R总﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量Q＝I22R2t＝(1A)2×132Ω×2×60s=15840J答：（1）A是红灯，B是绿灯；（2）该养生壶的加热功率是550W；（3）电阻R2的阻值及养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量是15840J。29．（1）如图所示为国庆70周年阅兵中首次亮相的ZTQ15式轻型坦