第30讲 电能-焦耳定律与电能计算（解析版）

第30讲电能--焦耳定律与电能计算焦耳定律的计算电能的计算一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。焦耳定律是一个实验定律。它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即：P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作考点一：焦耳定律【例1】焦耳24岁时，首先把电阻丝放入玻璃管内，做成一个电热器，然后把电热器放入一个玻璃瓶中，瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时，从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化，同时，他用电流计测出电流的大小，焦耳把实验做了一次又一次，获取大量数据归纳得出焦耳定律。下列有关说法不正确的是（）A．焦耳定律只适用于电能全部转化为内能的电路B．焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比C．焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量，是用了转换法D．科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式【答案】A【解析】A．焦耳定律适用于所有电路，故A不正确，符合题意；B．焦耳定律的内容是：电流产生的热量与电流的二次方成正比、与电阻成正比、与通电时间成正比，故B正确，不符合题意；C．焦耳在实验时无法直接比较电阻丝产生的热量，利用转换法通过水吸收的热量来进行比较，故C正确，不符合题意；D．教材上的实验中，没有获取大量的实验数据，是通过转换法得出产生热量与各个因素之间的关系，故D正确，不符合题意。故选A。【例2】如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（）

A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关B．通过的电流和通过的电流大小之比为2∶1C．电阻两端的电压和两端的电压相等D．通电后，A管的液面将会比B管的液面低【答案】B【解析】由题可知，电阻丝的电阻R1=R2=R3；A．由图可知，右侧两个电阻并联后再和左侧电阻串联，容器中两个电阻丝的阻值相等，由串并联电路电流的规律可知通过两个容器内电阻丝的电流不相等，探究电热与电流的关系，故A错误；B．装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1=I2+I3而I2=I3所以通过的电流和通过的电流大小之比为2∶1，故B正确；C．通过的电流和通过的电流不相等，两个电阻的阻值相同，由U=IR可知电阻两端的电压和两端的电压不相等，故C错误；D．左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q=I2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D错误。考点二：电热的计算【例1】某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝，它的工作简化电路如图所示，当S置于“2”挡时，下列分析正确的是（）A．R0和R并联B．处于加热状态，加热功率为1100WC．处于保温状态，保温功率为22WD．整个电路10min产生的热量为1.32×104J【答案】B【解析】电源电压为220V不变，当S接“1”挡时，电路中R与R0串联，此时总电阻较大，由可知，电路消耗的功率较小，处于保温状态；当S接“2”挡时，电路中只有R0，此时总电阻较小，由可知电功率较大，处于加热状态；则加热功率S置于“2”挡时，整个电路10min产生的热量故ACD错误，B正确。【例2】某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（）A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态B．0~20min，该电饭煲产生的热量为6×105JC．电饭煲处于加热状态时的功率是1000WD．R1的电阻为181.5Ω【答案】B【解析】A．电源电压一定，当S接触点2时，两电阻串联，电路中的总电阻等于两电阻之和，电路的总电阻最大，由可知，电路消耗的功率最小，处于保温状态，当S接触点1时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，由可知，电路消耗的功率最大，处于加热状态，故A错误；BC．由图乙可知，0~20min，电饭煲在0~10min处于加热状态，功率是800W，电饭煲处在10~20min处于保温状态，功率为200W，该电饭煲产生的热量为故B正确，C错误；D．当S接触点1时，电路为R1的简单电路，处于加热状态，加热状态时的功率是800W，R1的阻值故D错误。1．甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等，将它们如图所示串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙导体产热的多少，正确的是（）A．甲导体的产热比乙导体多B．乙导体的产热比甲导体多C．甲、乙导体产热相等D．条件不足，无法判断【答案】C【解析】由题意可知，两者的电阻相同，因两电阻串联，所以通过的电流相等，根据Q=I2Rt可知，甲、乙两导体在相同时间内产生的热量相等，故ABD错误，C正确。故选C。2．要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应（）A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍【答案】C【解析】A．根据焦耳定律可知，当电阻不变时，使通过电热器的电流减小一半，则电热变为原来的，故A不符合题意；B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故B不符合题意；C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故C符合题意；D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故D不符合题意。故选C。3．如图所示是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。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。下列说法中都正确的选项是（）①U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成②甲实验主要是为了研究电流产生的热量与电流的关系③甲实验通过电流做功使容器内空气内能增大④图甲中右侧盒外连接10Ω的电阻，它的作用是使通过容器中电阻丝的电流不相等⑤通电后，甲图中左右容器中的电阻产生的热量之比为9：4⑥实验中观察到甲图左侧U形管中液面很快出现高度差，右侧U形管中液面高度差为零，原因可能是10Ω的电阻断路⑦乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大⑧“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一现象可用图乙解释⑨通电后，乙图中左右容器中的电阻产生的热量之比为1：4⑩甲乙实验都只用到控制变量法A．②③④⑤⑦⑧ B．①②③④⑤⑦⑧ C．②③④⑥⑦⑧⑨ D．②③④⑤⑦⑩【答案】A【解析】①U形管中液面高度发生变化是因为U形管两侧透明容器中的空气热胀冷缩造成，故①错误；②甲实验主要是为了研究电流产生的热量与电流的关系，原因是透明容器中的电阻丝阻值大小相等，但是通过两个电阻丝的电流不同，产生的热量不同，故②正确；③甲实验通过电流做功使容器内空气内能增大，原因是电能转化为热能，使得空气分子运动加快，内能增加，故③正确；④图甲中右侧盒外连接的电阻，它的作用是使通过容器中电阻丝的电流不相等，原因是外连接电阻分流了与其并联的电阻丝的电流，使得通过电阻丝的电流变小，则电流做功减小，故④正确；⑤设甲图中通电电压的大小为，右侧并联电阻的总阻值为干路电流为左侧电阻丝在时间做功为右侧电阻丝的电流大小为在时间做功为由题意知则甲图中左右容器中的电阻产生的热量之比为故⑤正确；⑥实验中观察到甲图左侧U形管中液面很快出现高度差，右侧U形管中液面高度差为零，根据连通器原理可知，右侧的没有发热，故原因可能是的电阻断路，故⑥错误；⑦乙实验通电一段时间后，电路中的干路电流相等，根据可知，电流相等时，电阻丝的电阻越大，电流做功越大，空气内能增加的越多，则右侧U形管中液面的高度差比左侧的大，故⑦正确；⑧“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一现象可用图乙解释，原因是导线的电阻可以忽略不计，根据公式可知，电阻越小，发热越小，故⑧正确；⑨通电后，设乙图中通电电压的大小为，电路中的干路电流为左侧电阻丝在时间做功为右侧电阻丝在时间做功为乙图中左右容器中的电阻产生的热量之比为乙图中左右容器中的电阻产生的热量之比为，故⑨错误；⑩甲乙实验不仅仅用到控制变量法，热量是不可见的，把热量的大小用U型管的高度差来表示，用到了转换法，故⑩错误。4．小明家某型号电热加湿器的原理如图所示，R1、R2都是发热电阻丝，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，有快速加湿和慢速加湿两种状态。下列分析正确的是（）A．加湿器是利用电流的热效应工作的B．加湿器工作时使水温度升高，加快水的液化C．当S转到3、4两触点之间时，两根发热电阻丝处于并联状态D．当S转到2、3两触点之间时，加湿器处于快速加湿状态【答案】A【解析】A．加湿器是利用发热电阻丝产生热量，将电能转化为内能进行工作的，故A正确；B．加湿器工作时使水的温度升高，加快水的汽化，故B错误；C．当开关S转到3、4两触点之间时，发热电阻丝R2被短路，只有R1接入电路，故C错误；D．当开关S转到2、3两触点之间时，R1与R2串联，加湿器处于慢速加湿状态，故D错误。故选A。5．电风扇、电烙铁、日光灯三个用电器上都标有“220V，60W”字样，正常工作时，相同的时间内（）A．电风扇产生的热量最多B．电烙铁产生的热量最多C．日光灯产生的热量最多D．三者产生的热量一样多【答案】B【解析】电风扇、日光灯、电烙铁三个用电器的额定功率均为60W，正常工作时的功率和额定功率相等，由W=Pt可知，相同时间内三者电流做功一样多；电风扇把电能转化为机械能和内能，电灯把电能转化为内能和光能，电烙铁把电能转化为内能，故电风扇、电烙铁、日光灯正常工作时，相同的时间内电烙铁产生的热量最多。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。6．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（）A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多【答案】B【解析】A．根据公式Q=I2Rt=Pt可知，正常工作时，用电器产生的热量多少和电功率及工作时间有关，因为无法知道电热水壶、电烤箱和电饭锅和工作时间，所以无法判断用电器产生的热量的多少，故A错误；B．由图可知，工作相同时间时，电水壶消耗的电能最多，根据公式可得，电热水壶的功率最大，故B正确；C．由图可知，工作时间相同时，电饭锅消耗的电能最少，根据公式可得，电饭锅的电功率最小，再根据公式可知，通过电饭锅的电流最小，故C错误；D．根据公式W=Pt可知，用电器消耗电能的多少与用电器的电功率及工作时间有关，因为不知道用电器的工作时间，所以无法判断个用电器消耗电能的多少，故D错误。故选B。7.如图为某个品牌暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及电加热元件等，使用前要先给暖手宝通电加热，假设暖手宝加热效率是60%，在额定电压下，水由室温10℃加热至自动断电[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。则（）A．暖手宝加热时电加热元件是利用热传递增加了内能B．暖手宝电加热时间为770sC．暖手宝电加热时消耗的电功率一定是500WD．暖手宝暖手时放出的热量是3.85×105J【答案】B【解析】A．暖手宝加热时电加热原件是利用电流的热效应增加了内能，故A不符合题意；B．由题意和图示可知，水的温度从10℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量为由可得，暖手宝消耗的电能为由可得，暖手宝的电加热时间为故B符合题意；C．暖手宝在额定电压220V下的功率为500W，若实际电压不是220V，其实际功率不是500W，故C不符合题意；D．由B知，在电加热过程中暖手宝消耗的电能为3.85×105J，由于存在热损失，所以暖水宝暖手时放出热量小于3.85×105J，故D不符合题意。8．甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的3倍，甲、乙产生的热量之比是4∶3，则通过甲、乙两导体的电流之比是（）A．2∶3 B．2∶1 C．4∶9 D．3∶2【答案】A【解析】由题知，两导体的通电时间t相同，R甲＝3R乙，甲、乙产生的热量之比即由可得即所以则通过甲、乙两导体的电流之比是故A符合题意，BCD不符合题意。9．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∶3 B．6∶1 C．4∶1 D．1∶6【答案】B【解析】根据题意可知，甲、乙两电热丝电阻之比2∶3，通过的电流之比3∶1，由焦耳定律，则相同时间内产生的热量之比故ACD不符合题意，B符合题意。10．如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上。闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】因为串联电路中电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以两电阻串联时电路中的总电阻最大，两电阻并联时电路中的总电阻最小，根据为使电阻丝在相同时间内产生的总热量最多，电压应接2U，电路总电阻应最小，使两电阻并联，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。11．把标有“220V50W”的A灯和“220V100W”的B灯串联起来，接在电压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，则下列判断中正确的是（）A．两灯的电阻之比RA∶RB=2∶1B．两灯的实际电压之比UA∶UB=1∶2C．两灯实际消耗的功率之比PA∶PB=1∶2D．相同时间内，两灯实际发热之比QA∶QB=1∶2【答案】A【解析】A．由可知，两灯的电阻之比故A正确；B．两灯串联起来，则通过两灯的电流相同，接在电压恒为220V的电源两端，灯泡电阻不变，由U=IR可知，两灯的实际电压之比是故B错误；C．由P=I2R可知，两灯实际消耗的功率之比故C错误；D．由Q=I2Rt可知，相同时间内，两灯实际发热之比故D错误。12．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值20Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20min，电流产生的热量是（）A．6×104J B．3×103J C．6×103J D．12×104J【答案】C【解析】因为阻值为10Ω的电阻丝接在电源两端，通电时间为电流所做的功是2.16×103J，所以根据公式故电源电压为因为5Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电时间为所以电流做的功故ABD不符合题意，C符合题意。13．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（）A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D．根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少【答案】B【解析】A．根据Q=I2Rt可知，由于没有说明电流一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量也不一定越多，故A错误；B．根据Q=I2Rt可知，在电流、通电时间一定时，电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比，故B正确；C．根据Q=UIt可知，此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，电阻发生变化时，电压和电流也会发生变化，故C错误；D．根据可知，由于没有说明电压一定，因此电阻越大，相同时间内产生的热量也不一定越少，故D错误。故选B。14．如图所示为电阻R1和R2的I—U图像，下列说法正确的是（）A．R2的阻值为10ΩB．两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶4C．将两电阻串联接入电路，通电后，R1两端电压与R2两端电压之比为1∶2D．将两电阻并联接入电路，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1∶2【答案】D【解析】A．由图像可知，R2两端电压为1V时，电流为0.2A，则R2的阻值R1两端电压为2V时，电流为0.2A，则R1的阻值故A错误；B．两电阻串联的总阻值两电阻并联的总阻值则两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶2，故B错误；C．将两电阻串联接入电路，通电后，由串联分压特点可得，R1两端电压与R2两端电压之比故C错误；D．将两电阻并联接入电路，各支路电压等于电源电压，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比故D正确。15．家用电热锅有加热和保温两挡，内部电路简化图如图甲所示，S是单刀双掷开关，R1和R2均为阻值不变的电热丝，使用该电热锅在额定电压工作，其消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为，下列说法中正确的是（）A．开关S打到1时电热锅处于保温状态B．电热锅利用电流的磁效应工作C．整个工作过程中消耗电能为5.83×105JD．加热过程使1kg的水温度升高了70℃，则加热效率约为81%【答案】D【解析】A．由图甲可知，当开关S打到1时，只有电阻R1接入电路，当开关打到2时，R1、R2串联，根据串联电路特点可知，串联总电阻大于任何一个分电阻，所以，当开关S打到1时，只有电阻R1接入电路时，电路中的总电阻最小，由可知，电路总功率最大，电热水壶处于加热状态，故A错误；B．电热锅工作时将电能转化为内能，所以电热锅是利用电流的热效应工作的用电器，故B错误；C．由图乙可知，整个工作过程中，加热时间t加热＝300s，加热过程消耗的电能保温时间保温过程消耗的电能整个工作过程中消耗电能故C错误；D．电热水壶在加热过程中消耗的电能水吸收的热量为加热效率为故D正确。16．2021年9月28日，我国首条自主研制的新型超导电缆在深圳投入使用，这是全球首个应用于超大型城市中心区的高温超导电缆。高温超导是在接近﹣200℃的液氮环境下，使导电介质的电阻接近于零。下列说法正确的是（）A．利用该电缆输电，可以减少电能的损耗B．该电缆的发热功率较大C．低温液氮含有的热量为零D．该电缆的材料可以用来制作电热器的发热体【答案】A【解析】AB，．导电介质的电阻接近于零，根据焦耳定律，输电过程中电能转化成的内能较小，发热功率也较小，能够减小电能的损耗，故A正确，B错误；C．热量为过程量，不能说低温液氮含有热量，故C错误；D．该材料电阻小，发热功率也小，不能用来制作发热体，故D错误。故选A。17．如图甲所示，两电热丝R1与R2并联，R1=20Ω，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表A1和电流表A2表盘指针均指在如图乙所示的位置，则以下判断不正确的是（）A．R1∶R2=5∶1 B．电源电压是10VC．R2的电功率是20W D．R1工作2min所放出的热量为600J【答案】A【解析】A．A2测量的是R1所在支路电流，A1测量的是干路电流，可知电流表A1电流大于电流表A2电流，电流表A1和电流表A2指针在同一位置，则电流表A1选择的量程为0~3A，电流表A2选择的量程为0~0.6A，则R1上电流为I1=0.5A，干路电流为2.5A，则R2上电流为I2=2.5A-0.5A=2.0A因R1、R2并联，故两电阻上电压相等，满足关系R1×I1=R2×I2整理得

故A错误，符合题意；B．R1=20Ω，电流I1=0.5A，并联电路中R1电压等于电源电压，得电源电压U=I1R1=0.5A×20Ω=10V故B正确，不符合题意；C．R2上电流为I2=2.0A，电压Ｕ＝10V，则R2的电功率为P=UI2=10V×2.0A=20W故C正确，不符合题意；D．工作时间t=20min=120sR1工作2min所放出的热量为Q=UIt=10V×0.5A×120s=600J故D正确，不符合题意。18．R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2；图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q甲1∶Q甲2和Q乙1∶Q乙2分别为（）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】由图甲知，两电阻串联，因为串联电路中电流处处相等，所以通过两电阻的电流I1=I2=I则图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量之比由图乙知，两电阻并联，因为并联电路中各支路两端电压相等，都等于电源电压，所以两电阻两端电压U1=U2=U图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量之比故A符合题意，BCD不符合题意。19．如图所示，已知电阻R1=10Ω、R2=15Ω，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∶3 B．相同时间内R1与R2产生的热量之比为2∶3C．R1与R2两端的电压之比为3∶2 D．R1与R2消耗的电功率之比为1∶1【答案】B【解析】A．该电路为串联电路，串联电路电流处处相等，所以通过R1与R2的电流之比为1∶1，故A错误；B．由Q=I2Rt可知R1与R2相同时间内产生的热量之比为故B正确；C．由U=IR可知R1与R2两端的电压之比为故C错误；D．由P=I2R可知R1与R2消耗的电功率之比为故D错误。20.甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（

）

A．甲的电阻小于乙的电阻B．乙电热杯消耗的电能一定比甲电热杯多C．若将乙接在电压为110V的电路中，它的实际功率为250WD．若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中，相同时间内甲产生的热量较多【答案】D【解析】A．两电热杯的额定电压相同，甲的额定功率较小，根据可知，甲的电阻较大，故A错误；B．根据W=Pt可知，用电器消耗电能的多少与时间和功率有关，只知道功率不知道时间，所以无法比较消耗电能的多少，故B错误；C．乙的电阻将乙接入110V的电路中，它的实际功率故C错误；D．若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中，通过它们的电流相等，甲的电阻大，根据Q=I2Rt可知，相同时间内甲产生的热量较多，故D正确。故选D。21．空气污染指数（API-AirPollutionIndex的英文缩写）越高，空气污染越严重。如图甲是一个空气污染指数检测仪的原理图。R为气敏电阻，其电阻的倒数与KPI的关系如图乙所示，已知电源电压12V保持不变，R0=5Ω，下列说法不正确的是（）A．当空气污染加重时，气敏电阻R的阻值将减小B．当电压表的示数为4V时，气敏电阻R的阻值为10ΩC．当电压表的示数为4V时，2min内R0产生的热量是576JD．当电路中电流是1.2A时，空气污染指数是50【答案】C【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R0两端的电压。A．由题知，空气污染指数越高，空气污染越严重；由图乙可知，空气污染指数越高，气敏电阻R的倒数越大，据此得出气敏电阻R的阻值将减小，故A正确，不符合题意；B．当电压表示数为4V时，通过电阻R0的电流I00.8A因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压URU-U012V-4V8V因串联电路中各处的电流相等，则IR=I=0.8A由欧姆定律得R的阻值R=10故B正确，不符合题意；C．当电压表的示数为4V时，2min内R0产生的热量Q0(I0)2R0t(0.8A)25260s384J故C错误，符合题意；D．当电路中电流为1.2A时，由I=得，电路中的总电阻为R总10根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知气敏电阻的阻值R'=R总—R0=10-5Ω5Ω则0.2-1由图乙可知，此时空气质量指数为50，故D正确，不符合题意。22．如题图所示装置中，甲、乙、丙三个完全相同的烧瓶中分别装有质量、初温都相同的液体，烧瓶中的电阻丝分别为、R乙、，且，瓶中温度计都相同。以下说法正确的是（）A．对比甲、乙两烧瓶可探究“电热多少与电阻大小的关系”B．对比甲、丙两烧瓶可探究不同物质的吸热能力C．若探究“不同物质的吸热能力”，则物质吸热的多少可用温度计示数来表示D．若烧瓶内选用比热容较大的液体，可以使实验现象更明显。【答案】A【解析】A．电流产生热量与电流、电阻和通电时间三个因素有关，探究中要采用控制变量法，探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等以及液体种类相同，改变电阻，而甲、乙两烧瓶中的电阻不同，液体种类和质量都相同，两个电阻串联电流和通电时间相同，所以能完成实验探究，故A正确；BC．为了探究不同物质的吸热能力，应采用相同的加热装置加热质量和初温相同的不同液体，实验中通过比较加热时间来比较物质吸收热量的多少，所以甲、丙中的电阻的阻值不同，相同时间内产生的热量不同，所以无法完成探究，故BC错误；D．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D错误。故选A。23．冬天快到了，强强发现家里的电炉丝通电后热得发红，而与电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（）A．铜导线比电炉传热快，所以不容易热B．铜导丝有绝缘层，所以不怎么热C．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大D．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大，产生热量多【答案】D【解析】电炉在使用时，电炉丝和铜导线串联，通过它们的电流相等，通电时间t相同，由于R电炉丝＞R铜导线，根据Q=I2Rt可知，电流通过电炉丝产生的热量大于电流通过铜导线产生的热量，即Q电炉丝＞Q铜导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象，