18.4 焦耳定律
一、单选题
1．（2022秋·广西梧州·九年级统考期末）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．手机 B．电暖气 C．电冰箱 D．电风扇
2．（2022秋·广西北海·九年级统考期末）以下家用电器中，属于电热器的是
A．电风扇 B．洗衣机 C．电冰箱 D．电饭煲
3．（2022秋·广西防城港·九年级统考期末）如图的实验装置来探究影响通电导体产生热量的因素，下列说法正确的是（ ）
A．图甲实验装置是控制电阻、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
B．图乙实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系
C．图甲中闭合开关后，a管中液面上升比b快
D．图乙中闭合开关后，c管中液面上升比d快
4．（2022秋·广西北海·九年级统考期末）如图所示是某同学设计的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。下列说法正确的是（ ）
A．通电一段时间，两个透明容器中空气内能增大是通过做功的方式改变
B．该实验装置不能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系
C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻
D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，右侧透明容器中应接入阻值是10Ω的电阻
5．（2022秋·广西钦州·九年级统考期末）在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化，则（ ）
A．甲、乙、丙三个容器内，流过三个电阻的电流相等
B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
C．要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
D．通电一段时间后，U形管中液面的高度变化最大的是乙
6．（2022秋·广西贵港·九年级统考期末）将规格都是“220V，150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器消耗的电能一样多
B．三个用电器均能将电能全部转化为内能
C．三个用电器产生的热量相等
D．根据可计算出三个用电器的电阻相等
7．（2022秋·广西贵港·九年级统考期末）大山家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，以下说法正确的是（ ）
热风温度 50~75℃
额定功率 热风时900W 冷风时110W
额定电压 220V
质量 0.5kg
A．电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.6A
B．正常工作时电热丝的电阻约是61.3Ω
C．正常工作时电热丝的电阻约是53.8Ω
D．电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min，线圈产生的热量是220J
8．（2022秋·广西来宾·九年级统考期末）用a、b、c三个相同的气球分别将三个相同的空烧瓶口密封；烧瓶中，用几个相同阻值的电阻以不同的连接方式接入电路中（如图所示）。通电一段时间后，体积变化最大的气球是（ ）
A．a气球 B．b气球 C．c气球 D．一样大
9．（2022秋·广西河池·九年级统考期末）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一样多 B．电风扇产生的热量最多
C．电视机产生的热量最多 D．电烙铁产生的热量最多
二、填空题
10．（2022秋·广西柳州·九年级统考期末）电热器是利用电流的 效应来工作的。某发热元件的阻值为100Ω，通过的电流为0.1A，通电1min产生的热量是 J。
11．（2022秋·广西贵港·九年级统考期末）科学家正在致力寻找常温超导体。在超导状态下，导体的电阻为 Ω，它最适合制作 （选填“输电导线”、“白炽灯丝”或“熔断器中的熔丝”）。
12．（2022秋·广西贵港·九年级统考期末）小华家电热毯内的电阻丝断了，爸爸将两个断头接上后想继续使用，被小华阻止了。原因是：电阻丝接头处发热多，接头处与电阻丝其他部分是串联的，通过它们的电流大小是 的。但电阻丝接头处的 较大，长时间使用会导致电热毯被烧焦。
13．（2022秋·广西百色·九年级统考期末）在如图所示电路中，R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.6A，则电源电压为 V，通电1min的时间，电流通过R2产生 J的热量。
14．（2022秋·广西北海·九年级统考期末）两根电热丝，电阻之比为2:1，若把它们串联接在电路中，电流之比为 ，相同时间内产生的热量之比为 ；若把它们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为 。
15．（2022秋·广西梧州·九年级统考期末）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0=44Ω，R1=1056Ω，当S接2时，电热水壶处于 （选填“烧水”和“保温”）挡，当S接1时，通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
16．（2022秋·广西河池·九年级统考期末）某电饭煲设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S闭合时，电饭煲处于 （填“加热”或“保温”）状态；若R1∶R2=1∶24，则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比为 。
三、实验题
17．（2022秋·广西百色·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验是通过比较U形管中液面的 来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了 的研究方法；
（2）图甲的装置是用来研究电阻丝产生的热量与 的关系，由图甲中的实验现象可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的 越大，产生的热量越多；图乙装置可探究电流产生的热量与 的关系；
（3）如果图甲装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与R3断路之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．（2022秋·广西河池·九年级统考期末）图所示是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”实验装置。
（1）实验装置中，甲乙两瓶中电阻丝的电阻是 （选填“相同”或“不同”）的，这是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系；
（2）电路中的滑动变阻器能改变通过电阻丝的电流大小，这是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
19．（2022秋·广西防城港·九年级统考期末）小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置．请仔细观察甲、乙两图。
（1）实验中通过观察两个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）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。
（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在 、 相同的情况下，通过电阻的 越大，电阻产生的热量越多。
（4）该实验采取的探究方法是 法。
（5）在家用电热水壶烧同一壶开水时,若通电时间不够长,水就不能烧开,是因为电流通过导体产生热量多少与 有关。
20．（2022秋·广西百色·九年级统考期末）小明用如图甲所示实验装置探究a、b两种液体的吸热能力，在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装入质量相等的a、b两种液体，并分别插入温度计。
（1）实验中选用的两根电阻丝的阻值应 （选填“相同”或“不同”）；
（2）实验中，通过比较 （选填“A”或“B”）来判断液体吸热能力的强弱；
A．通电时间
B．温度计示数的变化量
（3）液体a加热后的温度如图乙所示，请将温度计示数填入相应表格中。
物质 质量（g） 加热前温度（℃） 加热时间（min） 加热后温度（℃）
液体a 150 20 10
液体b 150 20 10 35
分析表中数据可知， （选填“a”或“b”）液体的吸热能力较强；
（4）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油，并接入两根阻值不同的电阻丝，就可用这个装置来探究电流产生的热量与 的关系。
21．（2022秋·广西来宾·九年级统考期末）如图甲、乙所示是分别探究“比较不同物质吸热能力”和“电流产生的热量与电阻的大小是否有关”的实验。
（1）如图甲所示，用夹子将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头分别浸在试管内的水和色拉油中且接触良好，两个温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，由计算机记录数据。实验时，两个试管中的水和色拉油除初温相同外，还应保证它们的 （选填“体积”或“质量”）也相同；
（2）实验时，用同一红外线加热器给水和色拉油同时加热，目的是为了保证两种液体在相同时间内吸收的热量 （选填“相同”或“不同”）；
（3）实验所测得的数据如表所示：
加热的时间/min 0 1 2 3 4
水的温度/℃ 10 14 18 22 26
色拉油的温度/℃ 10 18 26 34 42
分析实验数据可知， （选填“水”或“色拉油”）吸热的本领较强；
（4））如图乙所示，在甲、乙两个相同的烧瓶中盛有质量、温度都相同的煤油，电阻丝均浸没在煤油中。给电阻丝通电一段时间后，发现甲烧瓶中的温度计示数较大，实验表明：甲烧瓶中金属丝的电阻较 （选填“大”或“小”）。在此过程中，通过甲、乙两电阻丝的电流是 （选填“相同”或“不同”）的；
（5）实验甲、乙所用到的科学研究方法有：转换法和 。
22．（2022秋·广西桂林·九年级统考期末）小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。
（1）实验中，必须取 （填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；
（2）实验中，用 （填序号）间接反映液体吸收热量的多少，从而用来判断液体的吸热能力，这种研究物理问题的方法是 ；
A．通电时间 B．温度计示数的变化
（3）下表是某次的实验数据，分析可知 （选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强；
物质 质量（g） 初始温度（℃） 加热时间（min） 最终温度（℃）
液体甲 150 20 3 45
液体乙 150 20 3 68
（4）若想用该装置来探究电流产生的热量与电阻的关系，则甲、乙两瓶中的液体应该是 液体，电阻丝的阻值 （选填“相同”或“不同”）。
23．（2022秋·广西河池·九年级统考期末）如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。甲、乙两装置使用的是同一电源。
（1）实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用的研究方法是 ；
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，乙装置可探究电流产生的热量与 的关系。通电一段时间后，甲装置中 （选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面高度差较大；
（3）英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时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 成正比，这个规律叫做焦耳定律。
四、简答题
24．（2022秋·广西钦州·九年级统考期末）在超市购物时，发现薄膜塑料袋的袋口合在一起，有时很难分开。只要将塑料袋在衣服上摩擦几下，合在一起的薄膜塑料袋的袋口就分开了，这是为什么？家庭电路中，空调等大功率用电器电源线明显比台灯等小功率用电器的电源线粗一些，这又是为什么？
五、计算题
25．（2022秋·广西来宾·九年级统考期末）如图甲所示的电路，电源电压恒定不变，R1=30Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。当闭合开关S，并将滑动变阻器R2的滑片P移动到某一位置时，测得通过R1的电流为0.2A，电流表A2的示数如图乙所示。求：
（1）电源电压U；
（2）通过电阻R2的电流I2；
（3）电流通过R2时，在1min内产生的热量；
（4）在确保电路安全的情况下，电路消耗的最大功率P总。
26．（2022秋·广西柳州·九年级统考期末）如图甲所示是一种家用电熨斗的部分电路简图。两个发热电阻中，R0是定值电阻，R是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响。电熨斗工作电压恒为220V。
（1）R的滑片移到最左端时，该电熨斗的功率为484W，求R0的阻值；
（2）该电熨斗工作的最小功率为121W，求R的最大阻值；
（3）假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差Δt的关系如图乙所示。现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫衣物，要求熨斗表面温度保持为220℃，应调整R的接入阻值为多少？
27．（2022秋·广西河池·九年级统考期末）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。求：
（1）的电阻；
（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。
参考答案：
1．B
【详解】A．手机是将电能主要转化为光能，故A不符合题意；
B．电暖气将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的，故B符合题意；
C．电冰箱是利用电能转化为机械能，让压缩机工作，故C不符合题意；
D．电风扇将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】ABC．电风扇和洗衣机、电冰箱工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，所以不是电热器，故ABC不符合题意；
D．电饭煲工作时，把电能全部转化为内能，是利用电流热效应来工作的，所以是电热器，故D正确．
故选D．
3．D
【详解】A．甲装置中，两容器内电阻串联、阻值不同，通过的电流和通电时间相同，故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系，故A错误；
B．乙装置中，两容器内电阻大小相等，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，故甲实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；
C．甲装置中，通过两容器内电阻的电流和通电时间相同，而右侧容器中电阻较大，根据Q=I2Rt可知，右侧容器中电阻产生的热量多，则a管中液面上升比b慢，故C错误；
D．乙装置中，两容器内电阻大小相等，通过左侧容器中电阻的电流大，根据Q=I2Rt可知，左侧容器中电阻产生热量多，则c管中液面上升比d快，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．通电一段时间，两个透明容器中空气吸收热量，内能增大，是通过热传递的方式改变内能的，故A错误；
B．在实验过程中，通过开关的闭合和断开可以改变电路中通过电流的时间，能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故B错误；
C．要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，保持电阻相同，通过电阻的电流不同，所以右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻，故C正确；
D．要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，保持电流相同，电阻不同，如果右侧透明容器中接入10Ω阻值，由串并联电路电流的规律可知通过两个容器内电阻的电流不同，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】由图得，容器丙中5Ω的电阻丝与容器外5Ω的电阻丝并联后，与容器甲5Ω的电阻丝、容器乙10Ω的电阻丝串联。
A．甲、乙容器内，电阻丝的电流相同，且电流大于丙容器中电阻丝的电流，故A不符合题意；
B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制电流相同，改变电阻的大小，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化，故B不符合题意；
C．要探究电流产生的热量与电流的关系，要控制电阻相同，改变电流大小，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化，故C不符合题意；
D．通电一段时间后，由得，乙容器中电阻大于甲，电流相同，乙电阻丝产生热量大于甲，甲与丙的电阻相同，甲在干路上，电流大于丙，甲电阻丝产生的热量比丙多，即相同时间产生热量最多的是乙电阻丝，因此U形管中液面的高度变化最大的是乙，故D符合题意。
故选D。
6．A
【详解】A．两个用电器功率相同，工作时间相同，根据W=Pt可知，三个用电器消耗的电能一样多，故A正确；
BC．电风扇工作时，将电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，电视机工作时，主要将电能转化为光能，一部分转化为内能，电烙铁是将电能全部转化为内能，相同时间内，三鸽电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故BC错误；
D．电风扇和电视机不是纯电阻电路，而公式只适合纯电阻电路，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】A．由表格数据可知，电吹风吹冷风时，额定功率为110W，额定电压为220V，则通过电动机的电流为
故A错误；
BC．由图可知，电吹风正常工作时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率
P电热丝=P热-PM=900W-110W=790W
电热丝的电阻约是
故B正确，C错误；
D．电吹风吹冷风10min，线圈产生的热量是
故D错误。
故选B。
8．C
【详解】由图知道，三个烧瓶的电阻（相同的电阻R）以不同方式接入电路中时是串联的，所以通过电流相等，通电时间也相等，由Q=I2Rt知道，c烧瓶里电阻放出热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9．D
【分析】分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。
【详解】∵U=220V，
∴三种用电器的实际功率：
P=P额=100W；
又∵W=Pt
∴三种用电器消耗的电能相同；
∵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。
∴产生热量最多的是电烙铁。
故选D。
10． 热 60
【详解】[1]电热器是将电能转化为内能来工作的，即利用电流的热效应来工作的。
[2]发热元件通电1min产生的热量为
Q=I2Rt=(0.1A）2×100Ω×60s=60J
11． 0 输电导线
【详解】[1]当温度降到某一数值时，某些金属导体的电阻突然变为零，这种现象被称为超导现象，由此可知，超导体的电阻为0Ω。
[2]利用超导体制成输电线，在输电过程中不会由于电流流过导体产生电热而损失电能；白炽灯丝是利用电流的热效应工作的，若用超导体制成，无法将电能转化为内能；熔断器中的熔丝是利用电流的热效应工作的，当电路中电流过大，在熔丝上产生的电热超过其额定值时就熔断，起到保护电路的作用，若用超导体制成，也无法熔断，起不到保护电路的作用，则超导材料最适合制作输电导线。
12． 相等 电阻
【详解】[1]由题意可知，接头处与电阻丝其他部分是串联的，因串联电路中电流处处相等，故通过它们的电流大小是相等的。
[2]将电阻丝重新接上后，接头处由于接触不良会导致电阻变大，通过的电流相等，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，相同时间内接头处释放的热量更多，长时间使用会导致电热毯被烧焦。
13． 6 108
【详解】[1]闭合开关，两电阻并联接入电路，电流表测通过R1的电流，因并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律可得电源电压
U=I1R1=0.6A×10Ω=6V
[2]通电1min电阻R2产生的热量
14． 1:1 2:1 1:2
【详解】[1]根据串联电路中电流处处相等的特点，通过两根电热丝的电流之比为
I1:I2=1:1
[2]由公式Q=I2Rt可知，在电流和通电时间都相同时，电流通过电阻产生的热量与电阻的阻值成正比，则
Q1:Q2＝R1:R2＝2:1
[3]在并联电路中，各支路两端的电压都相等，因为是纯电阻电路，所以由公式可知，在电压和通电时间都相同时，电流通过电阻产生的热量与电阻的阻值成反比，则
Q1:Q2＝R2:R1＝1:2
15． 烧水 5280
【详解】[1]由电路图知，开关S接2时，电路是R0单独工作的简单电路，电路中的电阻较小，据 知，此时电路中的总功率较大，电热水壶处于烧水挡。
[2]开关S接1时，两个电阻串联连接，电路中的电阻较大，电热水壶处于保温挡。电路中的总电阻
R=R0+R1=44Ω+1056Ω=1100Ω
则通电2min该电热水壶产生的热量
16． 加热 1∶25
【详解】[1]由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R2被S2短路，电路中电阻最小，由可知，在电压一定时，此时电功率最大，电饭煲处于加热状态。
[2]由题意可知，R1∶R2=1∶24，则
R2=24R1
保温和加热时，电源电压不变，且加热时间相同，则有
U1∶U2=220V∶220V=1∶1，t1∶t2=5min∶5min=1∶1
则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比
17． 高度差 转换法 电流 电流 电阻 变小
【详解】（1）[1][2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内气体温度的变化可以通过两个U形管中液面高度的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（2）[3][4]在甲图的装置中，右边容器内一个5Ω的电阻与容器外一个5Ω的电阻并联，再与左边容器内5Ω的电阻串联，根据并联电路的电流特点可知，通过左边容器内电阻丝的电流大于通过右边容器内电阻丝的电流，即I左>I右，而两容器内的电阻值都是5Ω，电阻相同，通电时间相等，所以是用来研究电阻丝产生的热量与电流的关系，由图甲知，左边U形管中液面高度差大，说明左边电阻丝产生的热量多，所以通过电阻的电流越大，产生的热量越多。
[5]在乙图实验中，将容器中的电阻丝串联，由串联电路的电流特点可知，通过它们的电流I与通电时间t相同，右边容器中的电阻大于左边容器中的电阻，发现右侧玻璃管内液面上升较高，说明右边容器中的电阻丝产生的热量多，该实验是用来研究电阻丝产生的热量与电阻的关系。
（3）[6]如果甲装置中R3发生了断路，则两容器中的电阻串联，通过的电流相同，而电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，甲装置中左侧容器中的电阻不变，通过的电流变小，而通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知，甲装置中左侧容器中的电阻产生的热量变小，即左侧U形管中液面的高度差将变小。
18． 不同 电阻 电流
【详解】（1）[1][2]由图可知，甲乙两瓶中电阻丝串联，通过两根电阻丝的电流和通电时间都是相同的，由焦耳定律Q=I2Rt可得，本实验是研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，由控制变量法可知，两瓶中的电阻丝的阻值应不同。
（2）[3]探究电流通过导体产生的热量与通过导体电流的大小关系时，为了改变电路中的电流，需在电路中串联一个滑动变阻器来改变电路中电流的大小，通电相同时间后，由于两瓶中电阻丝的阻值不同，因此选取同一个瓶子在不同的电流下产生的现象进行比较。
19． 液面高度 电阻 电阻 通电时间 电流 控制变量 通电时间
【详解】(1)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，这种研究方法叫转换法；
(2)如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
(3)在乙电路其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系，得到的结论是：在通电时间、电流相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多；
(4)该实验采取的探究方法是控制变量法；
(5)在家用电热水壶烧同一壶开水时,若通电时间不够长,水就不能烧开,是因为电流通过导体产生热量多少与通电时间有关。
【点睛】(1)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，这种研究方法叫转换法；
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电压不变，因此需要电阻并联。
20． 相同 B 49 b 电阻
【详解】（1）[1]甲中两电阻丝串联，通过的电流相同，通电时间相同，为控制吸热相同，根据Q＝I2Rt可知，实验中选用的两根电阻丝的阻值应相同。
（2）[2]本实验采用转换法，根据比较吸热能力的方法，通过比较温度计示数的变化量来判断液体吸热能力的强弱，通过通电时间比较液体吸收热量的多少；故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（3）[3]图乙中温度计分度值为1℃，示数为49℃。
[4]由表中数据，加热相同时间，两种液体的质量相等，b升温小，故b液体的吸热能力较强。
（4）[5]如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油，并接入两根阻值不同的电阻丝，通过的电流相同，通电时间相同，就可用这个装置来探究电流产生的热量与电阻的关系。
21． 质量 相同 水 大 相同 控制变量法
【详解】（1）[1]根据比较不同物质的吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，实验除让水和色拉油的初温相同外，实验前还必须控制水和色拉油的质量相同。
（2）[2]根据转换法，实验中物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的，加热时间相同，物质吸收的热量相同。
（3）[3]根据表格中的数据可知，加热相同时间，吸收相同热量，质量相同的水的温度升高的慢，所以水的吸热能力强。
（4）[4][5]由图可知，两个电阻丝串联接入电路中，通电时间和电流相同，电阻越大，产生的热量越多，温度计示数升高的越多；甲烧瓶中的温度计示数较大，则甲烧瓶中金属丝的电阻较大。
（5）[6]甲实验中用同一红外线加热器给水和色拉油同时加热，乙实验中在甲、乙两个相同的烧瓶中盛有质量、温度都相同的煤油，电阻丝均浸没在煤油中，控制了相关的变量，故实验还用到了控制变量法。
22． 质量 B 转换法 甲 同种 不同
【详解】（1）[1]由于物体吸收热量的多少受质量的影响，所以实验中应取质量相等的甲乙两种液体。从而探究甲乙两种液体的吸热能力。
（2）[2]质量相同的不同物质吸收相同的热量，可通过自身温度的变化来判断吸热能力的强弱。故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
[3]吸收热量的多少无法通过仪器来测量。我们通过吸收相同的热量，比较温度的变化来判断吸热能力的强弱。这种研究物理问题的方法是转换法。
（3）[4]由表中实验数据可知，相同质量的液体加热相同的时间，吸收相等的热量，液体甲升高的温度是25℃小于液体乙升高的温度48℃。故液体甲的吸热能力强。
（4）[5][6]根据实验时需要控制变量，单一变量的原则。若想用该装置来探究电流产生的热量与电阻的关系，应使两个烧瓶中所装的液体相同，且液体的质量相同，烧瓶中的电阻丝的阻值不同，从而探究电流产生的热量与电阻的关系。
23． 转换法 电阻 电流 右 通电时间
【详解】（1）[1]在探究电流通过导体时产生热量的有关因素时，电阻丝产生的热量的多少无法直接测量，但产生的热量不同，密封在容器内吸收的热量不同，体积膨胀就会不同，则U形管中液面的高度差便会不同，用U形管液面的高度差来比较电阻丝产生热量的多少，这里所用的是转换法。
（2）[2]图甲中，两个阻值不同的电阻丝串联，则通过两电阻丝的电流相同，所以甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系。
[3]图乙中，两个密封容器内的电阻丝阻值相同，而右边的容器内的电阻丝先与容器外的电阻丝并联再与左边的电阻丝串联，那么通过两个容器内电阻丝的电流不同，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系。
[4]在通电时间及电流相同时，电阻越大，产生的热量越多，而甲装置中，通过两个电阻丝的电流相同，左边电阻丝的阻值小于右边电阻丝的阻值，那么通电一段时间，右边电阻丝产生的热量更多，所以右边容器中U形管中液面高度差较大。
（3）[5]焦耳通过实验得出了：Q=I2Rt，所以电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
24．见解析
【详解】将塑料袋在衣服上摩擦几下，通过摩擦使塑料袋带电，而且两片塑料薄膜带上同种电荷而互相排斥，所以薄膜塑料袋的袋口就容易分开了。
空调等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大，如果导线横截面积过小，则导线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。
25．（1）6V；（2）0.6A；（3）216J；（4）13.2W
【详解】解：（1）闭合开关S，该电路为并联电路；电流表A1在R1支路中，测量通过电阻R1的电流，电流表A2在干路中，测量干路电流，因为并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，根据欧姆定律可知，电源电压为
U=U1=I1R1=0.2A×30Ω=6V
（2）由图可知，电流表A2若选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.16A；由于并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，即干路中的电流要大于各支路中的电流，因为通过R1的电流为0.2安，所以干路中的电流应大于0.2A，所以电流表A2选用的是大量程，分度值为0.1A，示数为0.8A，电阻R2的电流
I2=I-I1=0.8A﹣0.2A=0.6A
（3）电流通过电阻时，电能全部转化为内能，1min内电流通过R2产生的热量为
Q=W=UI2t=6V×0.6A×60s=216J
（4）由于滑动变阻器的电阻可以改变，能增大通过滑动变阻器的电流，滑动变阻器最大电流为2A，则干路中最大电流为
I'=I1'+I2'=2A+0.2A=2.2A
则电路消耗的最大功率为
P=UI=6V×2.2A=13.2W
答：（1）电源电压为6V；
（2）通过电阻R2的电流为0.6A；
（3）电流通过R2时，在1min内产生的热量为216J；
（4）安全状态下，电路所消耗的最大总功率为13.2W。
26．（1）100Ω；（2）300Ω；（3）10Ω
【详解】解：（1）由图甲可知，R的滑片移到最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，只有电阻R0接入电路，R0的阻值
（2）当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电熨斗功率最小，此时电阻R与R0串联，电路的总电阻
由串联电路的电阻特点可知，R的最大阻值
R大=R总﹣R0=400Ω﹣100Ω=300Ω
（3）由题意可知，电熨斗表面温度与环境温度的温差
Δt=220℃﹣20℃=200℃
由图乙可知，电熨斗每秒钟散发的热量Q=440J，电路的总电阻
则滑动变阻器接入电路的阻值
R′=R总'﹣R0=110Ω﹣100Ω=10Ω
答：（1）R0的阻值为100Ω；
（2）R的最大阻值为300Ω；
（3）应将R的阻值调为10Ω。
27．（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W
【详解】解：（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温档；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡。则R2的电阻
（2）高温挡时R1功率为
电流通过R1产生的电热
Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J
（3）空气炸锅消耗的电能
空气炸锅工作的时间
t=9∶25-9∶10=15min=0.25h
空气炸锅的电功率
答：（1） R2 的电阻为110Ω；
（2）高温档正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。
