15-焦耳定律、电热、电流热效应（共46题）- 【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编 （原卷版+解析版）考试试卷

15-焦耳定律、电热、电流热效应（共46题）- 【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编（解析版）
【题型目录】
一．选择题（共15小题）
二．填空题（共27小题）
三．实验探究题（共4小题）
【真题练习】
一．选择题（共15小题）
1．（2022 铜仁市）如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是（　　）
A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光
B．电路中消耗的最大功率为4.8W
C．滑动变阻器两端电压变化范围为9～10V
D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
【答案】C。
【解析】解：由图知，滑动变阻器与L串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中电流；
A、移动滑动变阻器的滑片，由于电压表的量程为0～3V，所以小灯泡两端的最大电压为3V，小于小灯泡的额定电压，所以小灯泡不能正常发光，故A错误；
B、由P＝UI可得灯泡正常发光电流：
IL＝＝＝0.4A，
由P＝知小灯泡的电阻为：
RL＝＝＝10Ω，
由于电压表的量程为0～3V，所以小灯泡两端的最大电压为3V，
通过小灯泡的最大电流为：
IL′＝＝＝0.3A＜IL＝0.4A，
由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，
所以电路中的最大电流为I大＝IL′＝0.3A，
电路中消耗的最大功率为：
P大＝UI大＝12V×0.3A＝3.6W，故B错误；
CD、当电压表示数为3V时，滑动变阻器两端的电压最小，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的最小电压为：
U滑小＝U﹣UV大＝12V﹣3V＝9V；
当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
由I＝和串联电路电阻的规律得电路中的最小电流为：
I小＝＝＝0.2A，
滑动变阻器两端的最大电压为：
U滑大＝I小R滑大＝0.2A×50Ω＝10V，故滑动变阻器两端电压变化范围为9～10V，故C正确；
此时滑动变阻器通电1min产生的热量为：
Q＝W＝U滑大I小t＝10V×0.2A×60s＝120J，故D错误。
2．（2022 通辽）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
【答案】C。
【解析】解：①、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故①错误；
②、由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关，故②正确；
③、乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同，右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω，故③错误；
④、图甲中两电阻串联，电阻不同，通过两电阻的电流相同，10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，故④正确；
3．（2022 株洲）如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则下列说法正确的是（　　）
A．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面低
B．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面高
C．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面低
D．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面高
【答案】D。
【解析】解：
由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1＞I2；
由Q＝I2Rt可知，通电时间相同时，I1＞I2，R1＝R2＝5Ω，所以左侧电阻产生的热量较多；
密闭空气吸收热量后，体积可以膨胀。压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A玻璃管液面较高。
4．（2022 柳州）在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现，电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化，这是因为二者的（　　）
A．电阻不同 B．电流不同
C．密度不同 D．通电时间不同
【答案】A。
【解析】解：电路中的电阻丝和导线串联连接，而串联电路处处电流相等，因此通过电阻丝和导线的电流和通电时间都相等，由于电阻丝的阻值远远大于导线的阻值，由Q＝I2Rt可知，电阻丝产生的热量比导线多。A符合题意。
5．（2022 梧州）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（　　）
A．家里使用电热水壶烧水
B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭
D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
【答案】B。
【解析】解：A、使用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A不符合题意；
B、电视机的后盖有很多孔，是为了防止电热产生危害，故B符合题意；
C、家里使用电饭锅煮饭，消耗电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意；
D、小佳妈妈使用电熨斗熨衣服，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故D不符合题意。
6．（2022 长春）下列家用电器中利用电热工作的是（　　）
A．电风扇 B．洗衣机 C．电饭锅 D．吸油烟机
【答案】C。
【解析】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，故A不符合题意；
B、洗衣机工作时主要将电能转化机械能，不是利用电流热效应工作，故B不符合题意；
C、电饭锅工作时将电能转化为内能，是利用电流热效应工作，故C符合题意；
D、吸油烟机的主要部件是电动机，电动机工作时电能主要转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。
7．（2022 阜新）下列用电器利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅
【答案】D。
【解析】解：AC、电风扇、吸尘器工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故AC不符合题意；
B、电视机工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
D、电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意。
8．（2022 兰州）现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（　　）
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
【答案】C。
【解析】解：“6V 3W”和“12V 6W”分别表示甲、乙两灯的额定电压和额定功率。
A、由于不知两灯是否正常工作，所以两实际功率大小未知，由W＝Pt知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，故A错误；
B、由于两灯的实际功率未知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确定，故B错误；
C、由P＝可得，R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，
由串联电路的电流特点知，两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，由Q＝I2Rt知，相等时间里甲灯产生热量小于乙，故C正确；
D、甲的额定电压小于乙，由并联电路的电压规律知，甲和乙灯并联时，电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V，
由并联电路的电流规律和欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流：
I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A，故D错误。
9．（2022 聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（　　）
A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】D。
【解析】解：A、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确；
B、由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流大小相等，故B正确；
CD、由图可知，左侧U形管中液面高度差比右侧的大，说明在相同时间内，电流在左容器中产生的热量较多，则左侧器中空气吸收的热量多，两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt可知，图中左边容器的电阻丝阻值较大，故C正确，D错误。
10．（2022 湖北）某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（　　）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多
C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
【答案】D。
【解析】解：A、取暖器上的发热体是由电阻率大，熔点高的材料制成的，故A错误；
B、由Q＝W＝Pt可知，取暖器产生热量的多少，除了与取暖器的电功率有关，还与通电时间的长短有关，所以“高温”挡不一定比“低温”挡产生的热量多，故B错误；
C、由P＝可知，电热丝的工作电阻R＝，电源电压相等，电功率越大，工作电阻越小，所以“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻小，故C错误；
D、连接电热丝的导线比电热丝的电阻小，故D正确。
11．（2022 辽宁）如图所示，小明送给奶奶一个电动足部按摩器，可以对足底进行加热、按摩。下列说法正确的是（　　）
A．按摩器工作时将机械能转化为电能
B．按摩器的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同
C．按摩器发热利用了电流的热效应
D．对足底加热时，足底温度升高，利用做功的方式改变足底的内能
【答案】C。
【解析】解：A、按摩器工作时将电能转化为机械能，故A错误；
B、动圈式话筒的工作原理是将机械能转化为电能，因此按摩器的工作原理与动圈式话筒的工作原理不同，故B错误；
C、按摩器发热利用了电流的热效应，C正确；
D、对足底加热时，足底温度升高，利用热传递的方式改变足底的内能，故D错误。
12．（2022 哈尔滨）如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（　　）
A．电铃利用电流热效应工作
B．电源用来提供电能
C．导线用来连接电路元件
D．开关用来控制电流通断
【答案】A。
【解析】解：A.电铃利用的是电流的磁效应工作的，故A错误。
B.在电路中，电源是用来提供电能的，故B正确。
C.在电路中，用导线来连接电路，故C正确。
D.在电路中，用开关来控制电路的通断，故D正确。
13．（2022 济宁）如图是小明按物理课本“迷你实验室”提供的方法制作的作品，下列分析不正确的是（　　）
A．铅笔芯变阻器工作时利用了电流的热效应
B．铁钉电磁铁工作时能吸引大头针表明有磁性
C．西红柿电池工作时化学能转化为电能
D．简易电动机工作时电能转化为机械能
【答案】A。
【解析】解：A、铅笔芯变阻器是通过改变铅笔芯接入电路的长度来改变电路电阻，进而改变通过电路的电流来工作的，故A错误；
B、电磁铁能吸引大头针，说明电磁铁有磁性，故B正确；
C、水果电池工作时把化学能转化为电能，故C正确；
D、电动机工作时把电能转化为机械能，故D正确。
14．（2022 长沙）下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．电饭煲 D．电冰箱
【答案】C。
【解析】解：电蚊香加热器是利用电流的热效应工作的；
A、电风扇主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B、电视机主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C、电饭煲工作时把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，故C符合题意；
D、电冰箱的电动机主要把电能转化为机械能带电压缩机工作，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
15．（2022 常德）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（　　）　
A．观察温度计的示数比较电流产生的热量
B．该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系
C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系
D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
【答案】D。
【解析】解：
A、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被液体吸收，使液体的温度升高，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，故A正确；
B、由图示实验可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故B正确；
C、由图可知，通过调节滑动变阻器滑片，可以改变通过电阻丝的电流。所以能研究导体产生的热量与电流的关系，故C正确；
D、如果甲、乙两瓶中装质量相同的不同液体，则升高的温度不能代表产生电热的多少，故D错误。
二．填空题（共27小题）
16．（2022 威海）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V 3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为 　180　J；当S、S1、S2都闭合，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为 　30　Ω。
【答案】180；30。
【解析】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开，灯泡L与变阻器R串联，
因为此时小灯泡正常发光，所以UL＝6V，PL＝3W；
由P＝UI可得，串联电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.5A，
由串联电路的电压特点可得变阻器两端的电压为：UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，
则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为：Q＝W＝URIt＝6V×0.5A×60s＝180J；
（2）当S、S1、S2都闭合，此时灯泡被短路，R0与R并联，电流表测干路中的电流；
电流表的量程为“0～0.6A”，为了保证干路中的电流表不被烧坏，则干路电流最大为0.6A，
通过R0的电流为：I0＝＝＝0.2A，
由并联电路的电流特点可知，通过变阻器的最大电流为：IR＝I总大﹣I0＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，
滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值：R小＝＝＝30Ω。
17．（2022 烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为 　6　Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R的阻值为 　12　Ω，电阻R在10s内产生的热量为 　30　J。
【答案】6；12；30。
【解析】解：（1）由P＝可知，灯泡电阻RL＝＝＝6Ω；
（2）灯泡与电阻并联接在电源两端，闭合开关S1时，灯L正常发光，因此电源电压U＝UL＝6V，
由P＝UI可知，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝1A，
闭合开关S1时，只有灯L接入电路，电流表测通过灯L的电流，IA＝IL＝1A，
闭合开关S2时，灯泡L与电阻R并联接入电路，电流表测干路电流IA′，
由前后两次电流表的示数之比为2：3可知，＝，
所以干路电流：IA′＝IA＝×1A＝1.5A，
根据并联电路的电流特点可知，通过电阻R的电流：IR＝IA′﹣IL＝1.5A﹣1A＝0.5A，
根据并联电路的电压规律可知，灯泡L与电阻R两端电压相等，都等于电源电压，即UR＝6V；
由I＝可知，电阻R的阻值：R＝＝＝12Ω；
（3）电阻R10s内产生的热量：Q＝IR2Rt＝（0.5A）2×12Ω×10s＝30J。
18．（2022 南通）某品牌热水器具有电加热功能。太阳能属于 　可再生　能源，电加热器的功率为2.1kW，则加热两小时消耗的电能为 　4.2　kW h；热水器储水100kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），某天阳光照射水温升高60℃，水吸收的热量为 　2.52×107　J，要产生同样多的热量，需要电加热 　1.2×104　s。
【答案】可再生；4.2；2.52×107；1.2×104。
【解析】解：太阳能属于可再生能源，电加热器的功率为2.1kW，
则加热两小时消耗的电能W＝Pt＝2.1kW×2h＝4.2kW h；
水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×60℃＝2.52×107J；
要产生同样多的热量，消耗的电能W′＝Q吸＝2.52×107J，
需要电加热的时间t′＝＝＝1.2×104s。
19．（2022 丹东）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“12V 12W”字样（忽略灯丝电阻的变化）。闭合开关S1，断开S2，灯泡L正常发光；闭合开关S1、S2，电流表示数为1.5A，则电源电压为 　36　V；闭合开关S1，断开S2，通电30s定值电阻R产生的热量是 　720　J。
【答案】36；720。
【解析】解：闭合开关S1，断开S2，灯泡L和定值电阻串联，灯泡L正常发光，根据P＝UI可知电路电流I＝＝＝1A，根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压UR＝IR＝1A×R，
根据串联电路的电压特点可知电源电压U＝UL+UR＝12V+1A×R......①；
闭合开关S1、S2，电路为定值电阻的简单电路，电流表示数为1.5A，则电源电压U＝I′R＝1.5A×R.....②；
联立①②可知：U＝36V，R＝24Ω；
闭合开关S1，断开S2，灯泡L和定值电阻串联，通电30s定值电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝（1A）2×24Ω×30s＝720J。
20．（2022 辽宁）“葫芦烙画”是从民间进入课堂的手工技艺，传承了非物质文化遗产。如图是小明同学用电烙铁在葫芦上烙画的情景。电烙铁温度升高，利用了电流的 　热　效应。插线板上的LED指示灯是由 　半导体　材料制成的。
【答案】热；半导体。
【解析】解：电流通过电烙铁的发热体会使其温度升高，这种现象叫做电流的热效应；
插线板上的LED指示灯是由半导体材料制成。
21．（2022 大连）节能减排是每个公民的责任。将家中普通照明灯全部更换成LED灯（发光效率高），实质是通过减小家中电灯的 　功率　来减少电能的消耗。电水壶是利用电流的 　热　效应工作的。
【答案】功率；热。
【解析】解：根据所学的物理公式W＝Pt可知，将家中普通照明灯全部更换成LED灯是通过减小功率来减少电能消耗的；
电水壶中的电热丝通电后会产生热量，是利用电流的热效应工作的。
22．（2022 常州）某型号电饭锅有加热和保温两挡，电路如图所示，220V电压下，其加热挡功率为1100W，保温挡功率为20W。
（1）闭合开关S1、S2，电饭锅处于 　加热　挡。
（2）电阻丝R1的阻值为 　44　Ω，R2的阻值为 　2376　Ω。
（3）处于保温状态的电饭锅，20min产生热量 　2.4×104　J。
【答案】（1）加热；（2）44；2376；（3）2.4×104。
【解析】解：（1）闭合开关S1、S2，只有R1接入电路，此时电路消耗的功率P＝；当只闭合S1，电阻R1、R2串联，此时电路消耗的功率P'＝，P＞P'，所以闭合开关S1、S2时是加热挡；
（2）闭合开关S1、S2，只有R1接入电路，电饭锅处于加热挡，；
当只闭合S1，电阻R1、R2串联，电饭锅处于保温挡，总电阻，故R2＝R﹣R1＝2420Ω﹣44Ω＝2376Ω。
（3）处于保温状态的电饭锅，20min产生热量Q＝W＝P't＝20W×20×60s＝2.4×104J。
23．（2022 鄂州）小雨家使用电饭煲煮饭，电饭煲是利用电流的 　热　效应来工作的，使用时，应将电饭煲的插头插入 　三孔　（选填“两孔”或“三孔”）插座。若他家的电饭煲的电功率是1000W，工作30min将饭煮熟，则煮饭所消耗的电能为 　0.5　kW h；若这些能量的42%被水吸收，则可将 　2.25　kg的水从20℃烧开（1标准大气压下）。
【答案】热；三孔；0.5；2.25。
【解析】解：电饭煲主要是利用了电流的热效应进行工作的；
安全起见，功率大的电器都要用三孔插座
由P＝得，电饭煲工作30min消耗的电能：
W＝Pt＝1000W×30×60s＝1.8×106J＝0.5kW h；
由η＝×100%可知，水吸收的热量：
Q吸＝ηW＝42%×1.8×106J＝7.56×105J，
因1标准大气压下水的沸点为100℃，且水沸腾后温度不在升高，
所以，能使水温升高的温度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃，
由Q吸＝cmΔt可得，水的质量：
m＝＝＝2.25kg，
由Δt＝t﹣t0可得，此时水升高的温度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃，
24．（2022 玉林）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是 　超导　现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1＝R2＝R3＝5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差 　288　J。
【答案】超导；288。
【解析】解：
（1）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象；
（2）由图知，R2、R3并联后再与R1串联，R1＝R2＝R3＝5Ω，
R2、R3并联后的总电阻R23＝×5Ω＝2.5Ω，
电路的总电阻R＝R1+R23＝5Ω+2.5Ω＝7.5Ω，
由欧姆定律可得，电路中的电流：
I1＝I23＝I＝＝＝0.8A，
I2＝I1＝×0.8A＝0.4A，
通电时间2min，R1与R2产生的热量差：
Q1﹣Q2＝I12R1t﹣I22R2t＝（0.8A）2×5Ω×2×60s﹣（0.4A）2×5Ω×2×60s＝288J。
25．（2022 营口）如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后 　甲　（选填“甲”或“乙”）容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明：电流通过导体产生的热量跟 　电阻　（选填“电流”或“电阻”）的大小有关；当电流为0.2A时，通电10s甲容器中的电阻产生的热量是 　4　J。
【答案】甲；电阻；4。
【解析】解：（1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，由图可知，甲乙中的电阻串联在电路中，电流和通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多，所以甲容器中电阻丝产生的热量多，U形管液面高度较大，说明电流通过导体产生的热量跟电阻有关；
（2）通电10s甲容器中的电阻产生的热量：Q甲＝I2R甲t＝（0.2A）2×10Ω×10s＝4J。
26．（2022 辽宁）用如图所示的装置探究电流产生的热量与 　电阻　的关系。通电2min，　右　（填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，电阻R1与R2产生的热量之比为 　1：2　。
【答案】电阻；右；1：2。
【解析】解：由图知，R1与R2的阻值不同，串联时通过的电流和通电时间相同，所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系；
根据公式Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电流产生的热量与电阻成正比，因为R1＜R2，所以R2产生的热量比R1多，则右侧U形管液面高度变化更大；
＝＝＝＝，即R1与R2产生热量之比为：1：2。
27．（2022 恩施州）某饮水机上标有“220V 制热550W”的字样，发热部件正常工作时的功率为 　550　W。饮水机加热一段时间，插座线会变热，这是电流通过导体时产生的 　热　效应。
【答案】550；热。
【解析】解：饮水机上标有“220V 制热550W”的字样，其中“550W”表示饮水机正常工作时的功率是550W；
电流通过导体时，会将电能转化为内能，产生热量，故是利用了电流的热效应。
28．（2022 黔东南州）某款无接触式的热风干手器，手伸向出风口时可吹出温度为35℃～45℃的热风，内部电路由控制电路和工作电路两部分构成，简化电路如图所示，控制电路中R为光敏电阻。闭合S，当手伸向出风口时，R的阻值会 　减小　（选填：“增大”、“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。若干手器的加热电阻丝的阻值为44Ω，在额定电压下，烘干一次手用时10s，则烘干手的过程中加热电阻产生的热量为 　1.1×104　J，这些热量能使 　0.52　kg（结果保留两位小数）的水温度升高5℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】减小；1.1×104；0.52。
【解析】解：（1）控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应；
手伸向出风口，衔铁被吸下，工作电路开始工作，说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强，
电源电压一定，由I＝可知，控制电路的总电阻减小，则电阻R的阻值减小；
（2）工作电路的加热电阻丝与电动机并联，加热电阻丝两端电压等于电源电压，
所以烘干一次手电热丝放出的热量：
Q放＝W＝t＝×10s＝1.1×104J。
（3）由题知，Q吸＝Q放＝1.1×104J，
由Q吸＝cm△t得水的质量：
m水＝＝≈0.52kg。
29．（2022 永州）小华家有一个额定电压为220V、额定电流为5A的电热水壶，该电热水壶正常工作42s产生的热量为 　46200　J，这些热量的80%被质量为1kg的水吸收，水升高的温度为 　8.8　℃，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。
【答案】46200；8.8。
【解析】解：电热水壶正常工作42s产生的热量Q＝W＝UIt＝220V×5A×42s＝46200J；
水吸收的热量Q吸＝80%Q＝0.8×46200J＝36960J；
由Q＝cmΔt可得Δt＝＝＝8.8℃。
30．（2022 泰州）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6V，灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到 　电流表为0.3A　时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为 　1.44　W，通电1min滑动变阻器产生的热量为 　21.6　J。
【答案】电流表为0.3A；1.44；21.6。
【解析】解：
由题意可知，当灯泡正常发光时，电压为4.8V，电流为0.3A，而观察电路图只有电流表，所以需要观察电流表为0.3A时，灯泡正常发光，
正常发光时的实际功率：P＝UI＝4.8V×0.3A＝1.44W，
根据串联电路的总电压等于各串联部分电压之和，
滑动变阻器两端的电压：U滑＝U电﹣UL＝6V﹣4.8V＝1.2V，
滑动变阻器产生的热量：Q＝W＝UIt＝1.2V×0.3A×60s＝21.6J；
31．（2022 无锡）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素，三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1＝R3＝6Ω、R2＝3Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0；接通电源，同时闭合开关S1、S2，记录下电流I，通电相同时间，记录下煤油的末温度t，结果如表所示，则R1、R2所在锥形瓶中的煤油升温所吸收的热量之比为 　5：2　。比较①③可知，导体产生的热量与 　电流　有关；比较 　①②　（选填序号）可知，导体产生的热量与电阻有关。若要探究导体产生的热量与通电时间的关系，应进行的操作是：　只闭合开关S2，改变通电时间，观察温度计示数的变化量　。
序号 电阻 电流I/A 初温度t0/℃ 末温度/℃
① R1 1.0 20 30
② R2 1.0 20 24
③ R3 1.5 20 44
【答案】5：2；电流；①②；只闭合开关S2，改变通电时间，观察温度计示数的变化量。
【解析】解：（1）由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，R1、R2所在锥形瓶中的煤油升温所吸收的热量之比：
＝＝＝＝；
（2）由表中①③组数据可知，导体的阻值和通电时间相等、电流不相等，煤油升高的温度不相等，说明导体产生的热量不相等，故可知，导体产生的热量与电流有关；
（3）根据控制变量法，探究导体产生的热量与电阻的关系，应保持电流和时间相同，电阻不同，故比较①②可知导体产生的热量与电阻有关；
（4）根据控制变量法，探究导体产生的热量与通电时间的关系，应保持电流和电阻相同，时间不同，因此应进行的操作是：只闭合开关S2，改变通电时间，观察温度计示数的变化量。
32．（2022 绥化）某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是 　8.4×104　J，该饮水机的效率是 　80%　。
【答案】8.4×104；80%。
【解析】解：（1）根据密度公式ρ＝知水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量是：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J；
（2）根据P＝知饮水机消耗的电能是：
W＝Pt＝500W×210s＝1.05×105J；
饮水机的效率为：
η＝×100%＝×100%＝80%。
33．（2022 黑龙江）如图所示是“探究通电导体产生的热量与 　电阻　大小关系”的实验装置。电源电压为4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端，在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量为 　54　J。
【答案】电阻；54。
【解析】解：（1）图中阻值不同的两个电阻丝串联在电路中，电流相同，通电时间相同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻大小的关系；
（2）电源电压为4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端，电路中电流为：
I＝＝＝0.3A，
在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量为：
Q＝I2Rt＝（0.3A）2×10Ω×60s＝54J。
34．（2022 绥化）如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R，R1、R2为定值电阻，已知
R：R1：R2＝1：1：2，当滑片P移动到a端时，闭合开关S1、S2，通过R1与R2的电流之比是 　2：1　；当滑片P移动到b端时，只闭合开关S2，通电1min，R与R2产生的热量之比是 　1：2　。
【答案】2：1；1：2。
【解析】解：当滑片P移动到a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，闭合S1、S2，R1和R2并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，R1：R2＝1：2，
由欧姆定律I＝可得通过R1与R2的电流之比为：
＝＝＝；
当滑片P移动到b端时，滑动变阻器接入电路阻值最大，只闭合S2，R和R2串联接入电路，通过两电阻的电流相同，
根据Q＝I2Rt知通电1min，R与R2产生的热量之比为：
＝＝＝。
35．（2022 齐齐哈尔）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验前应选择 　乙　（选填“甲”或“乙”）装置。如果甲装置中通过5Ω电阻丝的电流为0.6A，则甲装置中10Ω电阻丝在1min内产生的热量是 　216　J。
【答案】乙；216。
【解析】解：乙图中右侧容器的电阻与容器外的电阻并联，再与左侧容器中的电阻串联，则通过左右两侧容器的电阻的电流不同，而两侧容器的电阻阻值和通电时间相同，因此乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；
在串联电路中电流处处相等，通过10Ω电阻的电流等于通过5Ω电阻的电流，则10Ω电阻丝在1min内产生的热量Q＝I2Rt＝（0.6A）2×10Ω×60s＝216J。
36．（2022 乐山）如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图，R1＝484Ω、R2＝44Ω。当S1、S2均闭合时，通过R1、R2的电流之比I1：I2＝　1：11　，使用加热挡5min电蒸锅产生的热量是 　3.6×105　J。
【答案】1：11；3.6×105。
【解析】解（1）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，
由并联电路的电压特点，R1、R2两端的电压都等于电源电压220V，
因此通过R1、R2的电流分别为：
I1＝＝＝A，
I2＝＝＝5A，
则通过R1、R2的电流之比：
＝＝；
（2）当只闭合S1时，只有R1接入电路，当S1、S2均闭合时，R1、R2并联；
因并联电路的总电阻小于任一分电阻，所以由P＝UI＝可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电蒸锅为加热挡；电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，电蒸锅为保温挡；
即电蒸锅为加热挡时，R1、R2并联，由并联电路的电流特点可知，干路电流：I＝I1+I2＝A+5A＝A，
则使用加热挡5min电蒸锅产生的热量：Q＝W＝UIt＝220V×A×5×60s＝3.6×105J。
37．（2022 达州）如图所示，电源电压恒为10V，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，直流电动机的额定电压为6V，线圈电阻为2Ω。当闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为 　机械能　，此时电路中的电流为 　0.4　A，整个电路通电100秒产生的内能为 　192　J。
【答案】机械能；0.4；192。
【解析】解：
电动机正常工作时将电能转化为机械能和内能，其中主要是机械能；
由题意知滑动变阻器的接入电阻：R＝×20Ω＝10Ω，
由图可知，电动机与滑动变阻器串联，电动机正常工作，其两端的电压：UM＝6V，
所以滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UM＝10V﹣6V＝4V，
由欧姆定律公式可知，滑动变阻器中的电流：IR＝＝＝0.4A，
串联电路电流特点可知，电路中的电流：I＝IR＝0.4A，
在t＝100s时间内，滑动变阻器产生的热量：QR＝IR2Rt＝（0.4A）2×10Ω×100s＝160J，电动机线圈产生的热量：QM＝IR2RMt＝IM2RMt＝（0.4A）2×2Ω×100s＝32J，
整个电路通电100秒产生的内能为：Q＝QR+QM＝160J+32J＝192J。
38．（2022 苏州）某型号的电水壶有加热和保温两个挡位，其电路如图所示。当S闭合、S1断开时，电水壶处于 　保温　挡，加热和保温的功率分别为1200W和44W。用它把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃，用时400s，则水吸收的热量是 　3.36×105　J，此过程中电水壶的效率η＝　70　%。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】保温；3.36×105；70。
【解析】解：（1）由电路图可知，开关S闭合、S1断开时，两电阻串联，当开关S、S1闭合时，电路为电阻R1的简单电路，
因串联电路中的总电阻大于任一分电阻，所以由P＝UI＝可知，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电水壶为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电水壶为低温挡；
（2）将1kg、20℃的水加热到100℃，水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
由P＝得电水壶消耗的电能：
W＝P加热t＝1200W×400s＝4.8×105J；
加热水时热水壶的效率：
η＝×100%＝×100%＝70%。
39．（2022 云南）如图是今年“3 15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻 　较大　（选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 　较多　（选填“较多”或“较少”）。
【答案】较大；较多。
【解析】解：不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小，在长度、材料不变的情况下，横截面积越小，电阻越大，所以劣质导线的电阻较大；
根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻较大，产生的热量较多，温度较高，安全隐患较大。
40．（2022 安徽）如图所示，电源电压保持3V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω。闭合开关S，则通电100s电阻R1产生的热量为 　10　J。
【答案】10。
【解析】解：由图可知，电阻R1、R2串联，
根据串联电路的特点可知，电路中的总电阻R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω；
电路中的电流：I＝＝＝0.1A；
根据串联电路的电流特点可知，通过R1的电流I1＝I＝0.1A；
通电100s电阻R1产生的热量：Q＝I12R1t＝（0.1A）2×10Ω×100s＝10J。
41．（2022 成都）小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，S为旋转式开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为 　低温　挡位，该挡位通电1min，电流产生的热量为 　6×104　J。
【答案】低温；6×104。
【解析】解：
（1）根据P＝可知：在电压相同的条件下，电阻越大，电功率越小，
由电路图可知，当旋转式开关S的触片接触触点1和2时，只有电阻R1连入电路，S的触片接触触点2和3时，
两电阻并联，根据电阻的串并联特点可知：并联时电阻最小，
所以，当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗处于低温挡；
（2）工作1min，电熨斗消耗的电能为：
Q＝W＝t＝×60s＝6×104J。
42．（2022 济宁）小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试，正常工作时进水温度为20℃，出水温度为45℃，30s内的出水量为800mL，则这800mL水吸收的热量Q＝　8.4×104　J，电热水龙头的加热效率η＝　87.5%　。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】8.4×104；87.5%。
【解析】解：（1）水的体积为：V＝800mL＝800cm3，
由密度公式ρ＝知水的质量为：
m＝ρ水V＝1.0g/cm3×800cm3＝800g＝0.8kg，
水吸收的热量为：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×0.8kg×（45℃﹣20℃）＝8.4×104J；
由P＝得消耗的电能为：
W＝Pt＝3200W×30s＝9.6×104J，
电热水龙头的加热效率为：
η＝×100%＝×100%＝87.5%。
三．实验探究题（共4小题）
43．（2022 攀枝花）小华同学为探究家中储水式热水器的效率，观察了该热水器铭牌数据，并记录了热水器某次加热过程的相应数据，如表1、表2。已知水的密度为1.0×103kg/m3、比热容为4.2×103J/（kg ℃）。
表1
储水式热水器
型号：DSZF 电器类别：Ⅰ
额定电压：220V～ 额定功率：2000W
额定频率：50Hz 额定容量：60L
表2
记录时间 水温（℃）
8：00 44
8：10 48
8：30 57
小华分析以上数据，得出水温从44℃上升到57℃的过程中，热水器中的水吸收的热量Q＝　3.276×106　J，热水器消耗的电能W＝　3.6×106　J，热水器的效率为 　91%　。
【答案】3.276×106；3.6×106；91%。
【解析】解：（1）由ρ＝可知，水的质量为：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×60×10﹣3m3＝60kg，
水温从44℃上升到57℃的过程中，热水器中的水吸收的热量：
Q＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×60kg×（57℃﹣44℃）＝3.276×106J；
（2）由表2中的数据可知，水温从44℃上升到57℃所用的时间t加热＝30min，
由P＝可知，此过程中热水器消耗的电能：
W＝Pt加热＝2000W×30×60s＝3.6×106J；
（3）热水器的效率：
η＝×100%＝×100%＝91%。
44．（2022 菏泽）小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率），可选用的灯泡有：白炽灯①“220V 40W”、②“220V 15W”各一只；普通节能灯③“220V 30W”、④“220V 15W”各一只；LED灯⑤“220V 15W”、⑥“220V 7W”各一只。他从每种灯泡中各选出一只接入家庭电路进行对比实验，用温度计分别测出通电前和通电20分钟后每种灯泡的表面温度，记录如下表：
灯泡的种类 白炽灯 普通节能灯 LED灯
通电前 24℃ 24℃ 24℃
通电20分钟后 大于100℃ 76.2℃ 48.4℃
忽略其他因素的影响，认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题：
（1）如果你是小明，对比实验中你选择的三只灯泡是 　②、④、⑤　（填灯泡前面的序号）；
（2）根据实验数据，可以判断发光效率最高的灯泡是 　LED灯　（填灯泡的种类）。
【答案】（1）②、④、⑤；（2）LED灯。
【解析】解：（1）要研究不同种类灯泡的发光效率，需要控制灯泡的额定功率相同，改变灯泡的种类，所以选用②、④、⑤三只灯泡；
（2）由表格数据中可知：在规格相同条件下，各灯消耗的电能相同，使用LED灯时温度最低，说明电能转化成的光能最多，即LED灯的发光效率最高。
45．（2022 宜昌）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，　电流越大　，电阻产生的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是 　C　。
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。
闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是 　电路中电流太小或电源电压太低　，请你提出改进办法：　将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压　。
【答案】（1）电流越大；（2）C；（3）见解析；电路中电流太小或电源电压太低；将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压。
【解析】解：（1）如图甲的装置中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联；根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知I右＝I内+I外，比较可知I左＞I内；两瓶中的电阻值相等（均为5Ω），通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系；在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，故通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多；
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，需要控制电流、通电时间相同，导体的电阻不同；
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，根据I＝可知，此时两个灯泡的电流是不同的，故A错误；
B.接线板上接入的用电器越多，导线中的电流越大，没有控制电流相同，故B错误；
C.电熨斗工作时发热明显，此时电熨斗的电流、通电时间相同，电阻不同，符合控制变量法，故C正确；
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，电阻的大小不同，需要控制电流、通电时间相同，所以两个电阻应串联接入电路中，如图所示：
；
较长时间后两个U形管的高度差均不明显，这说明导体产生的热量较少，其原因可能是电路中的电流太小或者是电源电压太低；为了使实验现象更明显，可以减小电阻的阻值或者增大电源电压。
46．（2022 台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 　热量　的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论：　当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比　。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 　1.6　 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
【答案】（1）热量；（2）当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；（3）1.6。
【解析】解：（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失；
（2）水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出的热越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；
（3）不计热量损失，Q吸＝Q放，cmΔT＝I2Rt，＝ ΔT4＝＝＝1.6℃。
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15-焦耳定律、电热、电流热效应（共46题）- 【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编（原卷版）
【题型目录】
一．选择题（共15小题）
二．填空题（共27小题）
三．实验探究题（共4小题）
【真题练习】
一．选择题（共15小题）
1．（2022 铜仁市）如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是（　　）
A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光
B．电路中消耗的最大功率为4.8W
C．滑动变阻器两端电压变化范围为9～10V
D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
2．（2022 通辽）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
3．（2022 株洲）如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则下列说法正确的是（　　）
A．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面低
B．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面高
C．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面低
D．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面高
4．（2022 柳州）在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现，电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化，这是因为二者的（　　）
A．电阻不同 B．电流不同
C．密度不同 D．通电时间不同
5．（2022 梧州）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（　　）
A．家里使用电热水壶烧水
B．利用电视机后盖的小孔散热
C．家里使用电饭锅煮饭
D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
6．（2022 长春）下列家用电器中利用电热工作的是（　　）
A．电风扇 B．洗衣机 C．电饭锅 D．吸油烟机
7．（2022 阜新）下列用电器利用电流热效应工作的是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅
8．（2022 兰州）现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（　　）
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
9．（2022 聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（　　）
A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
10．（2022 湖北）某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（　　）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多
C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
11．（2022 辽宁）如图所示，小明送给奶奶一个电动足部按摩器，可以对足底进行加热、按摩。下列说法正确的是（　　）
A．按摩器工作时将机械能转化为电能
B．按摩器的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同
C．按摩器发热利用了电流的热效应
D．对足底加热时，足底温度升高，利用做功的方式改变足底的内能
12．（2022 哈尔滨）如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（　　）
A．电铃利用电流热效应工作
B．电源用来提供电能
C．导线用来连接电路元件
D．开关用来控制电流通断
13．（2022 济宁）如图是小明按物理课本“迷你实验室”提供的方法制作的作品，下列分析不正确的是（　　）
A．铅笔芯变阻器工作时利用了电流的热效应
B．铁钉电磁铁工作时能吸引大头针表明有磁性
C．西红柿电池工作时化学能转化为电能
D．简易电动机工作时电能转化为机械能
14．（2022 长沙）下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．电饭煲 D．电冰箱
15．（2022 常德）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（　　）　
A．观察温度计的示数比较电流产生的热量
B．该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系
C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系
D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
二．填空题（共27小题）
16．（2022 威海）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V 3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为 　 　J；当S、S1、S2都闭合，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为 　 　Ω。
17．（2022 烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为 　 　Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R的阻值为 　 　Ω，电阻R在10s内产生的热量为 　 　J。
18．（2022 南通）某品牌热水器具有电加热功能。太阳能属于 　 　能源，电加热器的功率为2.1kW，则加热两小时消耗的电能为 　 　kW h；热水器储水100kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），某天阳光照射水温升高60℃，水吸收的热量为 　 　J，要产生同样多的热量，需要电加热 　 　s。
19．（2022 丹东）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“12V 12W”字样（忽略灯丝电阻的变化）。闭合开关S1，断开S2，灯泡L正常发光；闭合开关S1、S2，电流表示数为1.5A，则电源电压为 　 　V；闭合开关S1，断开S2，通电30s定值电阻R产生的热量是 　 　J。
20．（2022 辽宁）“葫芦烙画”是从民间进入课堂的手工技艺，传承了非物质文化遗产。如图是小明同学用电烙铁在葫芦上烙画的情景。电烙铁温度升高，利用了电流的 　 　效应。插线板上的LED指示灯是由 　 　材料制成的。
21．（2022 大连）节能减排是每个公民的责任。将家中普通照明灯全部更换成LED灯（发光效率高），实质是通过减小家中电灯的 　 　来减少电能的消耗。电水壶是利用电流的 　 　效应工作的。
22．（2022 常州）某型号电饭锅有加热和保温两挡，电路如图所示，220V电压下，其加热挡功率为1100W，保温挡功率为20W。
（1）闭合开关S1、S2，电饭锅处于 　 　挡。
（2）电阻丝R1的阻值为 　 　Ω，R2的阻值为 　 　Ω。
（3）处于保温状态的电饭锅，20min产生热量 　 　J。
23．（2022 鄂州）小雨家使用电饭煲煮饭，电饭煲是利用电流的 　 　效应来工作的，使用时，应将电饭煲的插头插入 　 　（选填“两孔”或“三孔”）插座。若他家的电饭煲的电功率是1000W，工作30min将饭煮熟，则煮饭所消耗的电能为 　 　kW h；若这些能量的42%被水吸收，则可将 　 　kg的水从20℃烧开（1标准大气压下）。
24．（2022 玉林）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是 　 　现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1＝R2＝R3＝5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差 　 　J。
25．（2022 营口）如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后 　 　（选填“甲”或“乙”）容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明：电流通过导体产生的热量跟 　 　（选填“电流”或“电阻”）的大小有关；当电流为0.2A时，通电10s甲容器中的电阻产生的热量是 　 　J。
26．（2022 辽宁）用如图所示的装置探究电流产生的热量与 　 　的关系。通电2min，　 　（填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，电阻R1与R2产生的热量之比为 　 　。
27．（2022 恩施州）某饮水机上标有“220V 制热550W”的字样，发热部件正常工作时的功率为 　 　W。饮水机加热一段时间，插座线会变热，这是电流通过导体时产生的 　 　效应。
28．（2022 黔东南州）某款无接触式的热风干手器，手伸向出风口时可吹出温度为35℃～45℃的热风，内部电路由控制电路和工作电路两部分构成，简化电路如图所示，控制电路中R为光敏电阻。闭合S，当手伸向出风口时，R的阻值会 　 　（选填：“增大”、“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。若干手器的加热电阻丝的阻值为44Ω，在额定电压下，烘干一次手用时10s，则烘干手的过程中加热电阻产生的热量为 　 　J，这些热量能使 　 　kg（结果保留两位小数）的水温度升高5℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
29．（2022 永州）小华家有一个额定电压为220V、额定电流为5A的电热水壶，该电热水壶正常工作42s产生的热量为 　 　J，这些热量的80%被质量为1kg的水吸收，水升高的温度为 　 　℃，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。
30．（2022 泰州）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6V，灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到 　 　时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为 　 　W，通电1min滑动变阻器产生的热量为 　 　J。
31．（2022 无锡）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素，三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1＝R3＝6Ω、R2＝3Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0；接通电源，同时闭合开关S1、S2，记录下电流I，通电相同时间，记录下煤油的末温度t，结果如表所示，则R1、R2所在锥形瓶中的煤油升温所吸收的热量之比为 　 　。比较①③可知，导体产生的热量与 　 　有关；比较 　 　（选填序号）可知，导体产生的热量与电阻有关。若要探究导体产生的热量与通电时间的关系，应进行的操作是：　 　。
序号 电阻 电流I/A 初温度t0/℃ 末温度/℃
① R1 1.0 20 30
② R2 1.0 20 24
③ R3 1.5 20 44
32．（2022 绥化）某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是 　 　J，该饮水机的效率是 　 　。
33．（2022 黑龙江）如图所示是“探究通电导体产生的热量与 　 　大小关系”的实验装置。电源电压为4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端，在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量为 　 　J。
34．（2022 绥化）如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R，R1、R2为定值电阻，已知
R：R1：R2＝1：1：2，当滑片P移动到a端时，闭合开关S1、S2，通过R1与R2的电流之比是 　 　；当滑片P移动到b端时，只闭合开关S2，通电1min，R与R2产生的热量之比是 　 　。
35．（2022 齐齐哈尔）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验前应选择 　 　（选填“甲”或“乙”）装置。如果甲装置中通过5Ω电阻丝的电流为0.6A，则甲装置中10Ω电阻丝在1min内产生的热量是 　 　J。
36．（2022 乐山）如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图，R1＝484Ω、R2＝44Ω。当S1、S2均闭合时，通过R1、R2的电流之比I1：I2＝　 　，使用加热挡5min电蒸锅产生的热量是 　 　J。
37．（2022 达州）如图所示，电源电压恒为10V，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，直流电动机的额定电压为6V，线圈电阻为2Ω。当闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为 　 　，此时电路中的电流为 　 　A，整个电路通电100秒产生的内能为 　 　J。
38．（2022 苏州）某型号的电水壶有加热和保温两个挡位，其电路如图所示。当S闭合、S1断开时，电水壶处于 　 　挡，加热和保温的功率分别为1200W和44W。用它把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃，用时400s，则水吸收的热量是 　 　J，此过程中电水壶的效率η＝　 　%。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
39．（2022 云南）如图是今年“3 15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻 　 　（选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 　 　（选填“较多”或“较少”）。
40．（2022 安徽）如图所示，电源电压保持3V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω。闭合开关S，则通电100s电阻R1产生的热量为 　 　J。
41．（2022 成都）小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，S为旋转式开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为 　 　挡位，该挡位通电1min，电流产生的热量为 　 　J。
42．（2022 济宁）小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试，正常工作时进水温度为20℃，出水温度为45℃，30s内的出水量为800mL，则这800mL水吸收的热量Q＝　 　J，电热水龙头的加热效率η＝　 　。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
三．实验探究题（共4小题）
43．（2022 攀枝花）小华同学为探究家中储水式热水器的效率，观察了该热水器铭牌数据，并记录了热水器某次加热过程的相应数据，如表1、表2。已知水的密度为1.0×103kg/m3、比热容为4.2×103J/（kg ℃）。
表1
储水式热水器
型号：DSZF 电器类别：Ⅰ
额定电压：220V～ 额定功率：2000W
额定频率：50Hz 额定容量：60L
表2
记录时间 水温（℃）
8：00 44
8：10 48
8：30 57
小华分析以上数据，得出水温从44℃上升到57℃的过程中，热水器中的水吸收的热量Q＝　 　J，热水器消耗的电能W＝　 　J，热水器的效率为 　 　。
44．（2022 菏泽）小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率），可选用的灯泡有：白炽灯①“220V 40W”、②“220V 15W”各一只；普通节能灯③“220V 30W”、④“220V 15W”各一只；LED灯⑤“220V 15W”、⑥“220V 7W”各一只。他从每种灯泡中各选出一只接入家庭电路进行对比实验，用温度计分别测出通电前和通电20分钟后每种灯泡的表面温度，记录如下表：
灯泡的种类 白炽灯 普通节能灯 LED灯
通电前 24℃ 24℃ 24℃
通电20分钟后 大于100℃ 76.2℃ 48.4℃
忽略其他因素的影响，认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题：
（1）如果你是小明，对比实验中你选择的三只灯泡是 　 　（填灯泡前面的序号）；
（2）根据实验数据，可以判断发光效率最高的灯泡是 　 　（填灯泡的种类）。
45．（2022 宜昌）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，　 　，电阻产生的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是 　 　。
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。
闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是 　 　，请你提出改进办法：　 　。
46．（2022 台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 　 　的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论：　 　。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 　 　 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
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