专题153电热器电流的热效应

第15章电功和电热15.3电热器电流的热效应目录TOC\o"13"\h\z\u ②微波炉和电磁炉，没有将电能直接转化成内能，所以利用的不是电流的热效应。二、影响电流热效应的因素（1）实验方法：控制变量法和转换法①控制变量法：研究电热与多个因素中某一个因素的关系时，往往需要控制其他因素相同。②转换法：通过观察管中液面升高的多少来比较电阻产生热量的多少。（2）实验结论：A.电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。B.在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。C.在通电时间和电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。三、焦耳定律（1）内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。这个规律叫焦耳定律。（2）公式：Q=I2Rt。（I通过的电流、R电阻的阻值、t通电时间）对于纯电阻电路有：Q=U2（3）单位：电热、电功与电能单位相同，都是焦耳（J）。（4）焦耳定律与热量计算公式的异同点：名称不同之处相同之处揭示的规律不同能量转化形式不同计算公式不同=1\*GB3①单位相同均是焦耳（J）；=2\*GB3②研究的方法相同（控制变量法）焦耳定律通电导体产生的热量与导体的电阻、导体中的电流与通电时间的关系电能转化为内能，能的形式发生改变Q=I2Rt热量计算公式物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、物体的质量和升高或降低的温度的关系能的形式不变，只是内能的转移Q=cm△t（5）电功与电热的区别与联系：对于纯电阻电路，工作时将电能几乎全部转化为内能，此时W=Q，对于非纯电阻电路，工作时仅有少量的电能转化为内能，所以W＞Q。焦耳定律的应用——电热器档位问题焦耳定律是计算电路中电热的基本定律，其应用在许多用电器中，其档位问题是热门考查方向和手段。在解决此类问题时，要清楚档位高，其功率也越大，而家庭电路中的电压都为22V，因此电流越大，功率也就越大，或则组合后电阻越小，功率也越大。因此在含有多个档位的电路中，通常对开关进行组合，对电阻进行排序就可以判断出高档或低档的等效电路图。【例1】（2020·十堰）如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1=44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103°C时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求：(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能。(2)R2的阻值。(3)用电高峰时，实际电压只有额定电压80%，电饭锅加热状态的实际功率。【答案】(1)6.6×105J；(2)44Ω；(3)704W【解析】(1)由题意可知，当电路处于加热状态时，电路只有电阻R1接入电路中，根据可知(2)当处于保温状态时，电能表在1min内转了5转可算即根据可知当电路处于保温状态时，R1和R2串联在电路当中，根据可知(3)用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，此时根据可知；答：(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能为6.6×105J；(2)R2的阻值为44Ω；(3)用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率为704W。【常考1】电流的热效应【例1】（2020·吉林）如图是某电热水壶铭牌上的部分信息。该电热水壶在额定电压下工作100s。消耗的电能是J；它是利用电流的效应工作的。【答案】1.5×105；热。【解析】①由铭牌信息知，电热水壶的额定功率为1500W，由P＝得，该电热水壶消耗的电能：W＝Pt＝1500W×100s＝1.5×105J；②电热水壶的工作部分是发热体，它是利用电流的热效应工作的。故答案为：1.5×105；热。【例2】下列现象或装置,利用了电流热效应的是()①电视机后盖有许多小孔②电动机外壳上装散热片③长期不用的电视机隔段时间通电一次去潮湿

④白炽灯

⑤电脑机箱里装有小风扇

⑥电暧手宝。A.①②⑥B.①②⑤C.③④⑥D.②③⑥【答案】C【解析】①电视机后盖有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉，故①不符合题意；②电流通过电机产生的热量是有害的，电动机外壳上装有散热片可以用来散热，故②不符合题意；③家电长时间停用，隔一段时间应通电一次利用电热防止家电受潮，再次使用时被损坏，故③符合题意；④白炽灯通电后发热发光，是利用电流的热效应工作的，故④符合题意；⑤过多的热量会影响计算机的正常工作，机箱内有风扇，这都是为了散失热量，故⑤不符合题意；⑥电暖手宝将电能转化为内能，利用了电流热效应工作的，故⑥符合题意。【常考2】影响电流热效应的因素【例3】（2020·宿迁）图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（）A.烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D.若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可【答案】D【解析】A．在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确，不符合题意；B．由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确，不符合题意；C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确，不符合题意；D．比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的装置相同，故D错误，符合题意。故选D。【例4】（2020·黄石）如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据______（选填“气体”“液体”）的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2=______Ω。若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与______的关系。

【答案】气体；10；电阻。【解析】单位时间内电流通过导体时产生的热量越多，空气的温度升高的越快，内外的气压差越大，U形管中液面的高度差越大，利用气体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少。研究电流产生的热量与电流的关系，应控制通电时间相同，两个密闭容器中电阻相等，故R2=R1=10ΩR2的阻值为10Ω。R3和R2并联后总电阻R并==3.7Ω将R3和R2并联接入右边密闭容器中，左右两个密闭容器中电阻不同，通电时间相同，电流相同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系。【常考3】焦耳定律的计算【例5】（2020·青岛）甲、乙两个电热器的电阻之比为，通电相同时间产生的热量之比为，则通过甲、乙的电流之比为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】甲、乙两个电热器通电相同时间产生的热量之比为，根据Q=I2Rt有已知甲、乙两个电热器的电阻之比为，则即通过甲、乙的电流之比为故ABD错误，C正确。故选C。【例6】（2020·南京）一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有灯泡和变阻器两个用电器，小明想探究它们的连接方式，连接了如图所示的电路（电源电压恒为3V），做了两次实验，部分数据记录如表格所示：实验序号变阻器电阻R/Ω电流表示数I/A①150.5②5(1)灯泡和变阻器的连接方式是______联；(2)第一次实验中，电路消耗的总功率是______W，灯泡工作时的电阻是______Ω；(3)第二次实验中，电流表示数是______A，变阻器工作1min产生的热量是______J。【答案】(1)并；(2)15；(3)10；(4)0.9；(5)108；【解析】(1)假如灯泡和变阻器串联，电流表的示数小于I==0.2A由表中数据可知，当变阻器的电阻为15Ω时，电流表的示数为0.5A，由并联电路电流的规律可知灯泡和变阻器并联，电流表测量干路中的电流。(2)第一次实验中，电路消耗的总功率P1=UI1=3V×0.5A=1.5W第一次实验中，通过变阻器的电流I变==0.2A由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流IL=I1I变=0.5A0.2A=0.3A灯泡的电阻RL==10Ω(3)第二次实验中，通过变阻器的电流通过灯泡的电流电流表示数变阻器工作1min产生的热量。1.（2020·福建）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A.电风扇 B.电视机 C.电热水壶 D.电冰箱【答案】C【解析】【详解】A．电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；B．电视机工作时主要将电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；C．电热水壶工作时主要将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，符合题意；D．电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意。故选C。2.将规格都是“220V

100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同，下列说法正确的是()A.三个用电器产生的热量相同B.电风扇产生的热量最多C.电烙铁产生的热量最多；D.电视机产生的热量最多【答案】C【解析】因为U=220V，所以三种用电器的实际功率：P=P额=100W；又因为W=Pt；所以三种用电器消耗的电能相同；由于电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能。则产生热量最多的是电烙铁。3.如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）A.

U甲=U乙B.

U甲<U乙C.

Q甲>Q乙D.

Q甲<Q乙【答案】C【解析】由于两电阻丝串联，流过它们的电流I相等，通电时间t相等，由题意知：R甲<R乙，由U=IR知：U甲<U乙；由Q=I2Rt知：Q甲<Q乙.4.（2020·聊城）下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是（）A.电饭煲是利用电流的热效应工作的B.电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小C.电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能是1.08×104JD.若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，电能表示数将变成7328.6kW·h【答案】D【解析】A．电饭煲是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能，故A正确，不符合题意；B．由R=可知，电压不变，P越大，R越小，中挡时的电功率大于低挡时的功率，电压不变，所以在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小，故B正确，不符合题意；C．电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能W=Pt=1800W×10×60s=1.08×104J故C正确，不符合题意；D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，消耗的电能W=Pt=1.8kW×h=0.3kW·h电能表示数将变成7325.6kW·h+0.3kW·h=7325.9kW·h故D错误，符合题意。故选D。5.（2020·眉山）如图所示，电源电压不变，电阻R为定值电阻，下列说法正确的是（）①要使电路中消耗的总功率减小，给R并联一个较大阻值的电阻②要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点，给R并联一个较大阻值的电阻③如果给R并联一个等值电阻，此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二分之一④如果给R串联一个标有“6V2W”的灯泡，灯泡恰好能正常发光。若换上一个“6V3W”的灯泡与R串联，则此灯泡消耗的实际功率一定小于3WA．①② B．②④ C．①③ D．③④【答案】B【解析】由电路图可知，电路为定值电阻R的简单电路。①②电源电压一定，由P＝UI＝可知，要使电路中消耗的总功率减小，应增大电路中的总电阻，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以，应给R串联一个电阻，故①错误；同理可知，要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点，应使电路中的总电阻稍稍减小一些，应给R并联一个较大阻值的电阻，故②正确；③如果给R并联一个等值电阻，电路的总电阻变为原来的一半，由Q＝W＝UIt＝t可知，此电路在相同的时间内产生的热量为原来的2倍，故③错误；④如果给R串联一个标有“6V2W”的灯泡，灯泡恰好能正常发光（其电压恰好为6V），若换上一个“6V3W”的灯泡与R串联，由P＝UI＝的变形式R＝可知，“6V3W”的灯泡电阻较小，由串联电路的分压特点可知，“6V3W”灯泡两端分得的电压变小，即小于6V，此灯泡消耗的实际功率一定小于其额定功率3W，故④正确。综上可知，②④正确。故选：B。6.（2020·龙东）如图，灯L标有“4V2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为A，通电1min电路中产生的热量为J。【答案】0.7；168。【解析】由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光，所以U＝UR＝UL＝4V，由P＝UI可得通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，由欧姆定律可得通过R的电流：IR＝＝＝0.2A，由并联电路的电流特点可得电流表示数：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A；通电1min电路中产生的热量：Q＝W＝UIt＝4V×0.7A×60s＝168J。故答案为：0.7；168。7.（2020·青海）如图所示的电路中，电阻R1的阻值为4Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为2V，V2的示数为1V，电源两端的电压为______V，通过电阻R1的电流为______A，电阻R2的阻值为______Ω，电阻R2在1min内产生的热量是______J。【答案】3；0.5；2；30；【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压为：U=U1+U2=2V+1V=3V通过R1的电流：因串联电路中各处的电流相等，则：I2=I1=0.5A电阻R2的阻值：R2在1min内产生的热量：Q2=I22R2t=(0.5A)2×2Ω×60s=30J8.（2020·乐山）如图所示，在两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1=2R2=20Ω，电源电压U=6V。闭合开关后，甲管中液面比乙管中液面上升得______（选填“慢”、“快”或“相同”），当滑动变阻器滑片P移至最右端时，在1分钟内电流通过电阻丝R1产生的热量Q=______J。【答案】快；48；【解析】两电阻串联，电流相等，R1=2R2，由焦耳定律Q=I2Rt得，电阻大的在相同电流、相同时间产生的热量多，升高的温度快，故甲管中液面比乙管中液面上升得快。当滑动变阻器滑片P移至最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，R1、R2串联，此时电路中的电流为1分钟内电流通过电阻丝R1产生的热量。9.（2020·扬州）某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两档。电路如图所示，开关S接时，是“高温”档；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5A和1A；则电阻R0＝Ω、R＝Ω．电烤箱处于“高温”档工作10min产生的热量为J。【答案】1；44；176；6.6×105。【解析】（1）当S接1时，只有电阻R0接入电路中，总电阻为R0；当S接2时，此时为串联电路，总电阻为R+R0；根据P＝可知，在电源电压不变的情况下，总电阻越小，功率越大，为高温档，所以开关S接1时，是“高温”档；（2）当开关S接“1”时电流表的示数为5A，此时只有电阻R0接入电路中，根据欧姆定律可得R0的电阻为：R0＝＝＝44Ω；当开关S接“2”时电流表的示数为1A，此时R、R0串联，根据欧姆定律可得总电阻为：R'＝＝＝220Ω；则R的阻值为：R＝R'﹣R0＝220Ω﹣44Ω＝176Ω；（3）电烤箱处于“高温”档工作10min产生的热量为：Q＝W＝UI1t＝220V×5A×600s＝6.6×105J。故答案为：1；44；176；6.6×105。10.（2020·南通）洗发后，小丽站在镜前使用电吹风吹头发｡(1)她发现镜面起雾，雾的形成是_____现象，该过程要_____热量，擦干镜子后，小丽看到镜子中自己等大的_____像｡(2)电吹风简化电路如图，旋转扇形开关S，实现断开､冷风热风的转换，已知吹冷风时的功率为100W，R=48.4Ω，若家中只有电吹风工作，她用冷风､热风挡交替使用5mim，标有“1200imp/kW･h”的电能表指示灯闪烁90次，则电吹风消耗_____J的电能，使用热风挡的时间为_____min｡【答案】(1).液化(2).放(3).虚(4).2.7×105(5).4【解析】(1)空气中的热的水蒸气遇到冷的镜面液化为液态的小水滴附着在镜面上形成雾，此过程放热。平面镜成的像是反射光线的反向延长线会聚于一点形成的，所以，擦干镜子后，小丽看到镜子中自己等大的虚像｡(2)根据题意知道，电路消耗1kW•h电能，指示灯闪烁1200次，工作指示灯闪烁了90次消耗的电能由知道，电热丝的功率即吹热风时的功率P热=100W+1000W=1100W设热风档时间为t1，则冷风档时间为t2=300st1由知道，P热t1+P冷（300st1）=2.7×105J解得使用热风档时间t1=240s=4min。11.（2020·长沙）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。（1）求此时通过电阻R2的电流；（2）求电阻R2的阻值；（3）重新调节电源电压后，闭合开关S，电流表A1的示数为1.2A，求1min内电流通过电阻R2产生的热量。【答案】（1）此时通过电阻R2的电流为0.4A；（2）电阻R2的阻值为10Ω；（3）1min内电流通过电阻R2产生的热量为216J。【解析】解：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。（1）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＝I﹣I1＝1.2A﹣0.8A＝0.4A；（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I＝可得，电阻R2的阻值R2＝＝＝10Ω；（3）电阻R1的阻值R1＝＝＝5Ω，重新调节电源电压后，闭合开关S，电流表A1的示数为1.2A，则电源的电压U′＝I1′R1＝1.2A×5Ω＝6V，1min内电流通过电阻R2产生的热量：Q2＝W2＝t＝×60s＝216J。答：（1）此时通过电阻R2的电流为0.4A；（2）电阻R2的阻值为10Ω；（3）1min内电流通过电阻R2产生的热量为216J。12.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．用铁屑显示磁体周围磁场分布C．研究光的传播时，引入“光线”D．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】(1)属于；(2)电流；电阻；(3)U形管液面高度；BD；(4)2；200；(5)透明容器密闭性不好(透明容器漏气、对应电阻丝短路)。【解析】(1)由图知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；(2)由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；(3)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法；A.探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；B.用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；C.研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；(4)由图知，电流表选择的是0∼3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J；(5)由Q=I2Rt可知,电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。1.以下说法正确的是()A.焦耳定律反映了电能转化为内能的规律B.电热器、变阻器都是根据电流的热效应制成的C.功率大的用电器一定比功率小的用电器做的功多D.两个灯泡串联使用时，电阻大的灯泡产生的热量多【答案】D【解析】A.焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体电阻的大小及通电时间成正比，反应的是电流产生热量时的规律，故A正确；B.变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的，不是电流的热效应，故B错；C.功率大的用电器，说明做功快，但不一定做功多，故C错；D.两个灯泡串联,通过的电流相等,通电时间相等,由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流产生的热量与导体的电阻成正比，故D正确。2.如图所示，有两根长短、粗细相同但不同的材料制成的电阻丝，R1>R2，将a、b接入电路中时，通过足够大的电流，火柴棒甲、乙的情况是（ ）A.甲先点燃B.乙先点燃C.同时被点燃D.无法判断【答案】A【解析】根据图示可知，两电阻串联，因此通过它们的电流相等；又∵R1>R2，I1=I2，t1=t2∴由Q=I2Rt可知，Q1>Q2，所以电阻R1的温度高，故甲先被点燃。3.把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（）A．60J B．36J C．30J D．6J【答案】D【解析】（1）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.3A；（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光，所以，R两端的电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，因串联电路中各处的电流相等，该电路工作10s定值电阻产生的热量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。4.（2020·眉山）如图所示，电源电压不变，电阻R为定值电阻，下列说法正确的是（）①要使电路中消耗的总功率减小，给R并联一个较大阻值的电阻②要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点，给R并联一个较大阻值的电阻③如果给R并联一个等值电阻，此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二分之一④如果给R串联一个标有“6V2W”的灯泡，灯泡恰好能正常发光。若换上一个“6V3W”的灯泡与R串联，则此灯泡消耗的实际功率一定小于3WA．①② B．②④ C．①③ D．③④【答案】B【解析】由电路图可知，电路为定值电阻R的简单电路。①②电源电压一定，由P＝UI＝可知，要使电路中消耗的总功率减小，应增大电路中的总电阻，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以，应给R串联一个电阻，故①错误；同理可知，要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点，应使电路中的总电阻稍稍减小一些，应给R并联一个较大阻值的电阻，故②正确；③如果给R并联一个等值电阻，电路的总电阻变为原来的一半，由Q＝W＝UIt＝t可知，此电路在相同的时间内产生的热量为原来的2倍，故③错误；④如果给R串联一个标有“6V2W”的灯泡，灯泡恰好能正常发光（其电压恰好为6V），若换上一个“6V3W”的灯泡与R串联，由P＝UI＝的变形式R＝可知，“6V3W”的灯泡电阻较小，由串联电路的分压特点可知，“6V3W”灯泡两端分得的电压变小，即小于6V，此灯泡消耗的实际功率一定小于其额定功率3W，故④正确。综上可知，②④正确。故选：B。5.（2019·无锡）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（）①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故②实验中通过熔丝的电流大于铜丝③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正确【答案】B【解析】①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故。故①正确；②串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故②错误；③已知熔丝电阻大于铜丝,通过的电流相同,由焦耳定律Q=I2Rt知，在相同时间，熔丝产生的热量多。故③正确；④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故④正确。6.（2020·镇江）额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，则电热丝正常工作时的电阻为_____Ω，工作10min产生的热量为_____J。电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远_____（选填“大于”或“小于）电热丝电阻的缘故｡【答案】(1).44(2).66105(3).小于【解析】[1][2]额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，根据欧姆定律可知电热丝正常工作时的电阻为工作10min产生的热量为[3]根据焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。电热丝与连接的导线串联，电流大小和通电时间相同，电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远小于电热丝电阻的缘故｡7.（2020·衡阳）如图所示电路中，电源电压为6V，电阻R1的阻值为2Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω3A”字样，小灯泡L上标有“12V6W”字样，电流表所选量程为0～3A。（1）当开关S、S1和S2都闭合时，R2的滑片置于最右端，电流表的示数为0.9A，小灯泡L在5min内产生的热量是J。（2）当S闭合，S1和S2都断开时，为了确保电流表测量更准确，本实验中要求电流表指针要达到满偏刻度的（即示数不小于最大量程的），则R2接入电路的最大阻值是Ω。【答案】（1）540；（2）4。【解析】（1）当开关S1，S2，S都闭合时，R1被短路，电路为灯L、R2的并联电路，电流表测量干路中电流，R2的滑片置于最右端，连入电阻R2最大＝10Ω，滑动变阻器两端的电压等于电源电压，通过滑动变阻器的电流：I2＝＝＝0.6A，通过灯的电流：IL＝I﹣I2＝0.9A﹣0.6A＝0.3A，灯两端的电压等于电源电压，小灯泡L在5min内产生的热量：Q＝W＝UILt＝6V×0.3A×5×60s＝540J；（2）当开关S1、S2都断开，S闭合时，电阻R1与R2串联；为了确保测量准确，电流表指针要达到满偏刻度的，电流表所选量程为0～3A，所以最小电流Imin＝×3A＝1A，由欧姆定律可得电阻R1两端的电压：U1＝IminR1＝1A×2Ω＝2V；因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，由欧姆定律可得R2接入电路的最大阻值：R2max＝＝＝4Ω。故答案为：（1）540；（2）4。8.（2020·镇江）某电烤箱内部简化电路如图1所示，R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，铭牌上的部分参数如图2所示，该电烤箱处于低温挡时，正常工作12min所消耗的电能为_____kW·h，R2的阻值为_____Ω，R1的横截面积比R2的_____｡【答案】(1).0.1(2).48.4(3).小【解析】[1]该电烤箱处于低温挡时，功率为500W，则正常工作12min所消耗的电能为[2]根据功率计算公式可知当开关S1闭合、S2断开时处于低温状态，则R1的电阻为可知当开关S1闭合、S2闭合时处于高温状态，此时代入可得R2的电阻为[3]由题意，R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，电阻与横截面积成反比，由R1阻值为R2阻值的2倍可知，R1的横截面积比R2的小。9.（2020·泰州）如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是__________。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与__________有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红__________（选填“能”或“不能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。【答案】控制电流和通电时间相同；电阻；能；【解析】由图可知，两电阻串联，目的是控制R1和R2中的电流相同，而且还可以控制通电时间相同。乙瓶中温度计的示数较高，可知在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；说明通电导体产生的热量与电阻的大小有关。由题意可知，小华和小明用相同的装置做实验，可知加热的电阻阻值相同；但小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，由欧姆定律可知，小华做实验时电路中的电流较大，此时小华这一组的煤油升温比小明的快，说明在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越大，即小红可以初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。10（2020·十堰）如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。现用该装置探究电热与电流的关系，则乙容器中的电阻丝R2=_____Ω，通电一定时间，观察到____（选填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差较大，R1与R2产生的热量之比为_______。【答案】5；甲；4：1；【解析】探究电热与电流的关系时采用控制变量法，控制甲、乙两个透明容器中电阻一致而流经的电流不一致，故乙容器中的电阻丝R2=R1=5Ω。U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，热量变化越大则液面高度的变化也越大，根据电阻发热公式可知，通电相同时间后，由于流