人教版九年级下物理课时举一反三变式练习第十八章第4节 焦耳定律
一、焦耳定律：Q=I2Rt
1．（2023·青岛） 某品牌电热水壶，部分参数如图所示，它正常工作245s，可将体积为2L、温度为20℃水加热到70℃。下列分析正确的是（ ）
A．电热水壶正常工作时的电流约为0.12A
B．电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9Ω
C．电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105J
D．电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105J
【答案】B,C,D
【知识点】热量的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】A.电热水壶正常工作时的电流，A不符合题意；
B.电热水壶正常工作时电热丝的电阻为，B符合题意；
C.电热水壶整个过程消耗的电能W=Pt=1800W×245s=4.41×105J，C符合题意；
D.电热水壶中的水吸收的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J，D符合题意。
故答案为：BCD.
【分析】根据，计算用电器工作的电流；根据，计算用电器电阻的大小；根据W=Pt，计算消耗的电能，利用Q=cmΔt，计算水吸收的热量。
2．（2023·西安模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0是定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表与电流表示数的比值 （选填“变大”、“变小”或“不变”），在移动过程中，电压表示数的最大值为5V，电流表的变化范围为0.1A～0.6A，则电源电压为 V，滑动变阻器R的最大阻值为 Ω，通电1min定值电阻R0产生的最多热量为 J。
【答案】变大；6；50；216
【知识点】欧姆定律及其应用；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】根据电路图判断，电阻串联，电压表和滑动变阻器并联，闭合开关S，滑片P从a端移动到b端的过程中，接入电路的电阻变大，则电压表与电流表示数的比值变大；在移动过程中，电压表示数的最大值为5V，此时滑动变阻器取值最大，电流最小，为0.1A，滑动变阻器电阻最小时，电流最大为0.6A，根据电源电压一定和U=IR，则0.6A×R0=5V+0.1A×R0，则U=6V，R0=10Ω；滑动变阻器R的最大阻值；通电1min时R0产生的最多热量为Q=UIt=6V×0.6×60s=216J。
【分析】滑动变阻器接入电阻变长，电阻变大；根据U=IR，结合不同时间的电流和电阻，可以计算未知电阻和电源电压；利用，可以计算电阻；根据Q=UIt，可以计算电流产生的热量。
3．（2022九上·惠州期末） 将灯泡L 和定值电阻R 以图甲的方式连在 6V 的电源上，图乙是L 和R 的U-I 图象，结合图中信息可知 （ ）
A．灯泡L 的电阻随着电流的增大而减小
B．定值电阻R 的阻值为 5Ω
C．灯泡L 的实际功率为 1.6W
D．通过定值电阻R 的电流 10s 产生的热量为 16J
【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.根据图像可知，灯泡的电流随电压的增大速度逐渐减小，根据可知，灯泡的电阻逐渐增大，即电阻随电流的增大而增大，故A错误；
B.定值电阻的阻值为：，故B错误；
C.当电流为0.4A时，灯泡电压为2V，定值电阻电压为4V，则此时U总=UL+U=2V+4V=6V，那么灯泡的实际功率PL=ULIL=2V×0.4A=0.8W，故C错误；
D.电流通过R产生的热量：W=UIt=4V×0.4A×10s=16J，故D正确。
故选D。
【分析】A.根据图像的形状，结合欧姆定律分析灯泡L的电阻变化规律；
B.根据计算定值电阻的阻值；
C.根据图像，利用U总=UL+U确定灯泡的电压和电流，然后根据P=UI计算灯泡的功率；
D.根据W=UIt计算电流通过定值电阻产生的热量。
二、探究电流产生的热量的影响因素
4． 如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有液体液体未画出，电阻丝、分别浸没在两烧瓶的液体中，闭合开关一段时间后，温度计显示液体的温度，下列说法正确的是（ ）
A．若甲、乙两瓶都装入等质量煤油，此装置可以探究电阻大小对电热的影响且
B．若甲、乙两瓶都装入等体积的水和煤油且，此装置可比较水和煤油的比热容大小
C．若甲、乙两瓶分别装入水和煤油且，则两烧瓶中水和煤油的质量
D．若甲、乙两瓶分别装入等质量的水和煤油且，则可以通过比较液体升高温度来反映液体吸收热量的多少
【答案】C
【知识点】电流的热效应；电功与热量的综合计算；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A、若甲、乙两瓶都装入等质量煤油，因为t甲>t乙所以甲瓶中获得热量多，又因为串联热量为Q=I2Rt，故R甲>R乙，即A错误。
B、要比较液体比热容大小，需要控制液体的质量和初温相同，此时体积相等，那么质量就不相同，故B错误。
C、若甲乙两瓶分别装入水和煤油，电阻丝电阻大小相同，而甲瓶中温度升高的快，则一定时甲瓶中的水质量小于乙瓶中煤油的质量，故C正确。
D、液体吸收热量的多少是通过加热时间来比较的，加热时间相同则吸收热量相同，故D错误。
答案为：C
【分析】（1）热量的公式为Q=I2Rt。
（2）密度不相同，体积相同，则质量不同。
（3）水的比热容大，升温慢，如果升温快，则表示质量一定小。
（4）加热时间表示吸收热量的多少。
5． 圆圆同学在探究“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。图中将四段电阻丝、、、分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热 ，在实验中通过观察两个形管中 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）图乙中右侧盒外连接的电阻，它的作用是使电阻、中的 ，可以得到的结论是 ，电阻产生的热量越多。
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是 法；二是转换法。
【答案】（1）容易膨胀，便于实验观察；左右两侧液面高度大小
（2）电阻
（3）电流不相等；在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大
（4）控制变量
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】（1）第1空，气体受热体积变化比较明显，容易膨胀；第2空电热丝产生热量多少能直接观察，但是可以通过气体受热膨胀使U形管中左右两侧液面高度大小变化来比较；
（2）图甲中，两个大小不同的电阻串联在电路中，电流相同，故可研究 研究电流通过电阻丝产生的热量与 电阻的关系；
（3） 第1空，第二空，图乙中右侧盒外连接的电阻， 与盒内电阻并联，与c电阻串联，所以 电阻c、d中的电流不相等，可研究电阻一定时，电流不同对产生电热的影响，由实验可得到的结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大 ，电阻产生的热量越多；
（4）由步骤2可知，分别控制了通电时间、电流相同，步骤3控制了通电时间和电阻相同，分别研究电阻和电流对电热的影响，故用到了控制变量法。
【分析】 （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)图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，故左右两个盒内电阻相同但电流不相同，探究电流产生热量跟电流的关系；
（4）控制变量法：物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。 每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
6．（2022九上·惠州期末） 利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻。
（1） 实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察 反映出来的；
（2） 为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B 两瓶中要装入 相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 （选填“大于”、“等于”或“小于”）水的比热容；
（3） 通电一定时间后，可以看到 （选填“A”或“B”）瓶中煤油温度升得高，这表明在相同时间内，电流相同的情况下，导体的电阻越
（选填“大”或“小”），电流通过导体时产生的热量越多；
（4） 如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 （选填“相同”或“不同”）的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。若闭合开关后一段时间，发现 B 瓶中的温度变化大，则A 瓶中液体的比热容 （选填“大于”、“等于”或“小于”）B 瓶中液体的比热容。
【答案】（1）温度计示数的高低
（2）质量；小于
（3）B；大
（4）相同；大于
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察温度计示数的高低反映出来的；
（2）①为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B 两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。
②为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容小于水的比热容，因此温度变化更大，实验现象更明显。
（3）根据图片可知，通电一段时间后，镍铬合金丝产生的热量多，则B瓶中煤油温度升高得多，那么得到：电流相同的情况下，导体的电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多。
（4）①如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相同的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。
②若闭合开关后一段时间，发现 B 瓶中的温度变化大，则A 瓶中液体的比热容大于B 瓶中液体的比热容。
【分析】（1）在实验过程中，温度计的示数越高，则说明金属丝产生的热量越多；
（2）①根据Q=cm△t可知，质量和初温相等的同种液体，升高的温度越多，则电阻是产生的热量越多。
②当吸收相同的热量时，煤油的比热容更小，温度升高的越多，则实验现象越明显；
（3）根据Q=I2Rt可知，镍铬合金丝的电阻大，产生的热量多，则对应煤油中温度计的示数更高；
（4）阻值相同的电热丝在相同的时间内放出相同的热量，液体升高的温度越小，则说明液体的比热容越大，据此分析解答。
7．（2023·临邑模拟）下图是探究电流通过导体时产生热量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，下列说法正确的是（ ）
A．U形管液面高度变化是因为U形管中液体的温度发生了变化
B．通电后，乙图中A、B电阻产生的热量之比是4∶1
C．图甲所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电流大小的关系
D．图乙所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电阻大小的关系
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A.U形管液面高度变化是因为U形管中液体上方气体受热后气压发生变化所致，故A错误；
B.通电后，乙图中B、C电阻并联且二者电阻相等，那么通过它们的电流相等。而A在干路上，根据I总=I1+I2可知，通过A、B的电流之比为2：1。根据Q=I2Rt可知，A、B电阻产生的热量之比是4∶1 ，故B正确；
C.图甲中两个电阻丝串联，则通过它们的电流相同而电阻不同，因此图甲所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电阻大小的关系，故C错误；
D.图乙所示的装置可中，A、B电阻相同而通过的电流大小不他，可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电流大小的关系，故D错误。
故选B。
【分析】A.电阻丝产生热量使U形管内气体受热体积膨胀，导致气压发生改变，从而使U形管两侧液面出现高度差；
B.根据乙图确定通过A、B电阻的电流变化，然后根据Q=I2Rt计算通过它们的电流产生的热量之比；
CD.根据控制变量法的要求分析判断。
8．（2023·抚顺）用如图所示的装置可探究电流产生热量与 （填“电流”或“电阻”）的关系，若通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量为 J。若将R3更换为10Ω的电阻， （填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。
【答案】电流；300；仍能
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）根据图片可知，玻璃盒中两个电阻的阻值相等，R1在支路上电流较小，R2在干路上电流较大，因此这个装置探究电流产生的热量与电流的关系。
（2）R2产生的热量为：Q=I2Rt=（1A）2×5Ω×60s=300J；
（3）根据图片可知，R3的作用是与R1构成一个并联电路，从而使通过R1和通过R2的电流不相等，这与R3的阻值大小无关，因此将R3换成10Ω的电阻仍能完成该实验探究。
【分析】（1）根据Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，根据图片分析哪些因素相同，哪个因素不同即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt计算R2产生的热量；
（3）根据图片分析R3在实验探究中的作用即可。
9．（2022九下·吉林开学考）如图是“探究电流通过导体时产生热量”的实验，中，之两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阳值在图中已标出)。U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察U形管中 的变化来比较导体所产生热量的多少；
（2）用甲装置进行实验时，一段时间后， 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多；
（3）乙装置中是探究电流产生的热量跟 的关系，若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内，一段时间后， 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
【答案】（1）液面高度差
（2）右
（3）电流；左
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】探究电流通过导体产生热量的实验中，
（1）实验中，根据导体加热密闭盒中的空气，空气受热膨胀，通过观察U形管中液面高度差的变化，来比较导体产生热量的多少；
（2）用甲装置进行实验时，由于电流和通电时间相同，右侧电阻大，一段时间后，右侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多；
（3）乙装置中电阻相同，通过导体的电流不同，探究电流产生的热量跟电流的关系，若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内，左右容器中的电流和时间相同，右侧电阻并联，总电阻小于左侧电阻，一段时间后，电阻越大，产生的热量越多，左侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
【分析】（1）通过U形管中液面高度差，可以反应热量的多少；
（2）当电流和时间相同时，可以探究电流产生热量和电阻的关系；
（3）当电阻和时间相同时，改变电流，探究电流产生热量和电流大小的关系。
10．（2023·肇东模拟） 如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中、、、四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）实验中通过观察形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。下面实验也用这种实验方法的是 ；
A.认识电压时，我们用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
（2）装置中的形管 选填“是”或“不是”连通器；
（3）想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，应该选用 选填“甲”或“乙”图所示的实验装置；
（4）将图中容器外的电阻换成，则 选填“能”或“不能”达到实验目的。
【答案】（1）液面高度差；C
（2）不是
（3）甲
（4）能
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）实验中通过观察形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，使用了转换法。
A.认识电压时，我们用水压来类比，使用了类比法，故A不合题意；
B.用光线来描述光通过的路径，使用了模型法，故B不合题意；
C.把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，使用了转换法，故C符合题意。
故选C。
（2）装置中的U形管上面一端开口，一端封闭，因此不是连通器；
（3）想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，应控制电流相同，只改变电阻，而两个电阻串联时电流相同，故选甲。
（4）将d图中容器外的电阻换成，则能达到实验目的。
【分析】（1）电阻丝产生热量，则U形管内气体受热压强增大，那么U形管内液体会向另一侧移动，从而出现液面的高度差，且液面高度差越大，说明产生的热量越多。
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。据此对各个选项中的研究方向进行分析即可。
（2）上面开口，底部连通的容器叫连通器；
（3）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（4）探究电流产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻相同，只改变电流大小。在乙图中，cd中两个电阻相同，一个在干路上电流大，一个在支路上电流小。无论外面的电阻是多少欧姆，它只是用来改变电流大小的，不会影响实验结论。
11．（2023·合阳模拟）按要求完成填空。
（1）如图1所示，取两张白纸，使其平行自然下垂，向两纸中间用力吹气，可观察到两纸相互 （选填“靠近”或“远离”）。
（2）如图2所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置，当把蜡烛A面镜时，蜡烛A在平面镜中所成像的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
（3）若要利用如图3所示装置探究“磁场对通电导线的作用”，只需要将图中的电流计更换为 即可。
（4）如图4所示，是探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。若要探究导体产生的热量与电阻大小的关系，则应选用 两容器及相连的U形管比较。
【答案】（1）靠近
（2）不变
（3）电源
（4）甲、乙
【知识点】流体压强与流速的关系；平面镜成像的原理、特点；焦耳定律
【解析】【解答】（1）如图1所示，取两张白纸，使其平行自然下垂，向两纸中间用力吹气，则中间空气流速大而压强小，周围空气流速小而压强大，于是纸片被推向中间，即观察到纸片相互靠近。
（2）物体在平面镜中成的像与物体大小相等，与距离大小无关，则：当把蜡烛A面镜时，蜡烛A在平面镜中所成像的大小将不变。
（3）在探究磁场对通电导线的作用时，要求导线中必须有电流经过，即必须有电源，则将电流计更换为电源即可。
（4）探究电流产生的热量与电阻的关系时，必须控制电流相同而改变阻值。而图4中，甲和乙串联，即二者电流相等，而阻值不同，故选甲和乙。
【分析】（1）流体流速越大的位置压强越小，据此分析解答；
（2）根据平面镜成像“物像等大”的规律解答；
（3）根据“通电导线”分析；
（4）根据控制变量法的要求选择对照实验。
12．（2023·枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。
（1）要探究电热与电阻的关系。应选用 组合，并将它们 接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度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．探究平面镜成像的特点
【答案】（1）甲、乙；串联
（2）通过导体的电流越大，产生的热量越多
（3）B
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】
（1）要探究电热与电阻的关系，需要控制电流一样，电阻不一样，所以应选用甲乙组合，要控制电流一样，需要将他们串联在一起。
（2）选用乙、丙组合是研究电压相同时，热量与电流的关系，在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多 。
（3） 实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这是转换法，下列用此方法的是B，A是控制变量法，C是模型法。D是控制变量法。
【分析】
（1）控制变量法是研究和谁的关系时，谁就是变量，其余都是不变的。
（2）焦耳定律公式
（3）观察U形管液面高度差来研究热量多少是转换法。
13．（2022九上·钦州期中）在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计通过比较烧瓶内液体温度的 来判断相同时间内不同电流产生的热量多少；
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据如表格所示。由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越 。
实验次数 电流 通电时间 电阻 温度升高量
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中 选填“”或“”烧瓶与图甲中的烧瓶 选填“串联”或“并联”。
【答案】（1）变化
（2）多
（3）B；串联
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】探究影响电流热效应的因素实验中：
（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，设计图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体温度的变化，判断相同时间内不同电流产生的热量多少；
（2）测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作；由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多；
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中B烧瓶与图甲中的烧瓶串联。
【分析】（1）通过液体温度变化，反应电阻丝通电时产生热量的多少；
（2）当电阻和时间相同时，电流越大， 产生的热量越多；
（3）探究电流产生热量和电阻的关系时，需要保持电流和时间相同。
14．（2023·模拟）如图所示，甲乙丙三个相同的密闭容器中密封着等质量的空气，三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，其中在丙容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联。通电一段时间后，U形管中两侧的液面高度差最小的是 （选填“甲”、“乙”或“丙”），若在乙容器中的电阻产生的热量为4800J，则丙容器中的电阻产生的热量为 J，该装置还可以探究热量与 的关系。
【答案】丙；600；通电时间
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】
由图可知，丙中两个5的电阻并联后，再与甲、乙串联在电路中，通过甲和乙的电流是相同的，根据并联电路的电流规律可知，通过丙容器中电阻的电流是甲、乙中电流的一半；甲、乙的电流和通电时间相同，电阻不同，电阻越小，产生的热量越少，则甲的液面低于乙的液面；对于乙和丙，通过乙的电流大于通过丙容器中电阻.的电流，电阻和通电时间相同，则丙中电阻产生的热量要小于甲中电阻产生的热量，丙的液面要低一些，故最低的是丙；
若在乙容器中的电阻产生的热量为4800J，乙和丙对比可知，乙的电阻是丙的电阻的二倍，乙的电流是丙的电流的2倍，通电时间相同，根据Q= I2Rt可知，乙产生的热量是丙产生的热量的8倍，则丙产生的热量为：X 4800J = 600J；实验中通过控制开关闭合的时间，观察其中一个容器内液面的变化情况，可以探究电流产生的热量与通电时间的关系。
【分析】电流产生的热量无法直接观察，通过观察U型管两边页面的高度差，来反应电流产生的热量，用到了转换法，根据公式Q= I2Rt来对题意进行分析作答。
三、并联电路的挡位问题
15．（2023·龙岗模拟） 如图甲是便携式挂烫机，图乙是它内部电路图。、都是加热电阻，加热时只有电阻工作，额定加热功率为；保温时只有电阻工作，电阻。为开关，可实现“加热”、“保温”或“断开”状态的转换。小虎断开其它用电器，只接通挂烫机且处于加热状态，来测量它的电功率，观察图丙所示的电能表的转盘在内转了转。计算：
（1）的阻值；
（2）挂烫机正常工作时，保温电路消耗的电能。
（3）小虎在使用挂烫机时，它的实际加热功率。
【答案】（1）解： 加热挡时只有电阻工作，根据知，的阻值为：；
答：的阻值为；
（2）解： 保温挡时只有电阻工作，
保温挡的功率为：；
由可得，保温电路消耗的电能：；
答：挂烫机正常工作时，保温电路消耗的电能为；
（3）解：电能表的转盘在内转了转，则消耗的电能：；
挂烫机的实际加热功率：。
答：小虎在使用挂烫机时，它的实际加热功率为。
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）加热时功率为800W，而此时只有R1工作，利用功率公式变形即可求出电阻大小。
（2）先求出保温时的功率，再利用电能公式，可求出消耗的电能。
（3）利用电能表转的圈数，求出消耗的实际电能，再利用电能与功率的关系，求出实际功率。
16． 某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点，其等效电路如图所示，此时处于空挡状态，闭合开关，旋钮绕转动，实现挡位转换，旋至挡时、同时工作，洗衣机处于加热状态：旋至挡时和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。均为电热丝，其阻值不受温度影响，，洗衣机正常使用时，的功率是。求：
（1）电热丝的阻值；
（2）关闭其它用电器，只让洗衣机处于保温洗涤状态，正常工作，标有“”的电能表转盘转过转，求洗衣机电动机的功率；
（3）某次洗衣时，洗衣机内注入水，在额定电压下对水加热，水温由升高到，此时加热效率为，求加热时间。水的比热容为
【答案】（1）解： 旋至挡时、同时工作，此时、并联，洗衣机处于加热状态，
因此两端电压均为，
电热丝的阻值；
答：电热丝的阻值为；
（2）解：电动机消耗的电能，
洗衣机的功率，
此时的功率，
洗衣机电动机的功率；
答：洗衣机电动机的功率；
（3）解：此时的总功率为，
水吸收的热量，
洗衣机消耗的电能，
加热时间。
答：加热时间。
【知识点】电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）开关旋至1挡时，R1和R2同时工作，此时二者并联，洗衣机处于加热状态。根据 计算R1的阻值；
（2）根据计算出洗衣机消耗的电能，再根据 计算洗衣机此时的电功率，接下来将这个功率减去保温功率得到电动机功率即可；
（3）当处于加热档时，两电阻并联，那么总功率等于两个电阻的功率之和。根据 计算出水吸收的热量，再根据 计算洗衣机消耗的电能，最后根据 计算加热时间。
17．（2023·朝阳） 彤彤家里有一台电热锅，它的一些参数如表中所示，加热功率有高、低两个挡位，其内部简化电路如图甲所示。
额定电压
加热电阻
加热电阻
（1）电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大？
（2）若将锅中的水从加热到，水吸收多少热量？
（3）上述加热水的过程中，不计热量损失，电热锅高挡位需正常工作多长时间？
（4）爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路设计成如图乙所示，也有高、低两个挡位。已知该电热锅允许通过的最大电流为，请判断乙图电路是否合理，并通过计算说明原因。
【答案】（1）解：由图甲可知，当双触点开关置于时，、串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热锅处于低温挡；
当双触点开关置于时，置于工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热锅处于高温挡；
电热锅在高挡位工作时的额定功率：；
答：电热锅在高挡位工作时的额定功率是；
（2）解：电热锅中满壶水的体积，
由可知，水的质量：，
水吸收的热量：；
答：将锅中的水从加热到，水吸收的热量为；
（3）解：不计热量损失，电热锅消耗的电能：，
由可知，电热锅高挡位需正常工作的时间：；
答：不计热量损失，电热锅高挡位需正常工作的时间为；
（4）由图乙可知，当双触点开关置于时，、并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电热锅处于高温挡，
根据并联电路的电流特点和欧姆定律可知，高温挡工作时干路中的总电流：，
答：由于乙图中高温挡工作时干路上的总电流大于该电热锅允许通过的最大电流，所以乙图电路不合理。
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1）当双触点开关置于1时，两电阻串联，电阻最大，档位最低，当双触点开关置于2时，只有R2工作，电阻最小，档位最高。
（2）水吸收热量公式是Q=cm t.
（3）不计热量损失，电热锅消耗的电能W=Q，然后利用公式W=Pt即可求出时间。
（4）由于乙图中高温挡工作时干路上的总电流大于该电热锅允许通过的最大电流，所以乙图电路不合理。
18．（2023·礼泉模拟）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图甲所示，闭合开关S，通过旋转旋钮P实现加热和保温洗涤两挡转换，R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，洗衣机的部分参数如乙所示，其中防电墙电阻数据模糊不清。
**牌智能滚筒洗衣机 额定电压：220V 加热功率：2400W 设定温度范围：30℃～60℃ 电动机功率：240W 防电墙电阻：■Ω
甲 乙 丙
（1）洗衣机的加热功能是利用了电流的 。
（2）R2阻值是多少？
（3）单独将洗衣机接入家庭电路，洗衣机内10kg的水温度由20℃加热到50℃时，观察到家中电能表（如图丙）的转盘转了175转，此过程中洗衣机的加热效率是多少？
（4）防电墙技术的应用是保证用电安全的一项重要措施，防电墙是在洗衣机内部形成永久性的电阻，异常漏电情况下，电流经防电墙、人体流向大地，人体承受的电压为20V，若电源电压为220V，人体的电阻为1×105Ω，请通过计算说明，洗衣机防电墙电阻的阻值为多少？
【答案】（1）热效应
（2）由图甲可知，当旋钮P同时接触2、3触点时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，电热丝R1的功率为： ，
因总功率等于各电阻消耗功率之和，所以电热丝R2的功率：P＝P加热﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，
电热丝R2的阻值：
（3）水吸收的热量：
300r/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过300r，
则电能表的转盘转了175转，洗衣机消耗的电能： ＝ kW h＝2.1×106J，
洗衣机的加热效率：
（4）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，根据串联电路的电压特点可知，此时防电墙的电压：U墙＝U﹣U人＝220V﹣20V＝200V，
根据串联电路中的电流特点可知，通过防电墙电阻的电流： ，
根据欧姆定律可知，防电墙电阻：
【知识点】热量的计算；焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)洗衣机的加热时，把电能转化为内能，所以洗衣机的加热功能是利用了电流的热效应；
【分析】 (1) 当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。
(2)先分析电路，当旋钮P同时接触2、3触点时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，之后根据求R1的功率，R2的功率=P加热﹣P1，再根据可求R2的阻值。
(3) 根据 先求水吸收的热量，再根据电能表的转盘转数求消耗的电能，最后根据 求洗衣机的加热效率。
(4) 根据U墙＝U﹣U人求防电墙的电压，再根据 求通过防电墙电阻的电流，最后根据欧姆定律求防电墙电阻。
19．（2023·新城模拟）相比于油炸或者油煎的方式，空气炸锅的烹饪方式更好，对于身体健康更有利。如图1所示是科技小组设计的空气炸锅理念图，其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图2所示，工作时定时开关S1闭合，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关S2自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关S2自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度为预设温度。在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为20分钟，电热管正常循环工作时，P﹣t图像如图3所示，通过电风扇的电动机电流为0.2A。求：
（1）如图1所示，设计的空气炸锅矮而粗，是增大了 从而 压强。
（2）电风扇正常工作时，焙烤鸡翅过程中消耗的电能？此时，电风扇的电功率是多少？
（3）本次烤鸡翅共消耗多少电能？
（4）电热管正常工作时的电阻R1电阻是多少？本次焙烤的鸡翅里面有点“柴”，询问家长后得知，电热功率太小加热时间太长导致的，科技小组打算将电热功率调高到1000W，用R2替代R1，R2的电阻是多大？
【答案】（1）受力面积；减小
（2）由图2可知两开关闭合时电动机和电热管并联，
由并联电路的电压特点可知，电动机两端的电压：UM＝U＝220V，
电风扇正常工作时消耗的电能：WM＝UMIMt＝220V×0.2A×20×60s＝5.28×104J；
电风扇的电功率：PM＝UMIM＝220V×0.2A＝44W；
答：电风扇正常工作时消耗的电能为5.28×104J；电动机的电功率为44W；
（3）由图3可知本次烤鸡翅过程中，电热管工作的时间：t1＝6min+（14min﹣8min）+（20min﹣16min）＝16min＝960s，
电热管消耗的电能：W1＝P1t1＝500W×960s＝4.8×105J，
则本次烤鸡翅共消耗的电能：W＝WM+W1＝5.28×104J+4.8×105J＝5.328×105J；
答：本次烤鸡翅共消耗的电能为5.328×105J；
（4）电热管正常工作时的电阻：R1＝ ＝ ＝96.8Ω；
将电热功率调高到1000W时，R2的电阻：R2＝ ＝ ＝48.4Ω。
答：电热管正常工作时的电阻R1电阻是96.8Ω，电阻R2电阻是48.4Ω.
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】 (1) 如图1所示， 空气炸锅设计得矮而粗的目的为了增大受力面积减小压强；
【分析】 (1) 增大压强的方法是在压力一定时，减小受力面积来增大压强；在受力面积一定时，增大压力来增大压强。减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力。
(2)电风扇正常工作时消耗的电能由W= UIt求出；根据P = UI求出电风扇的电功率；
(3)由求出电热管消耗的电能，进而求出本次烤鸡翅共消耗的电能；
(4)由求出电热管正常工作时的电阻R1电阻；根据求出将电热功率调高到1000W时R2的电阻。
20．（2023·莲湖模拟）如图为电吹风的内部结构示意图和电路原理图。其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，当选择开关O接在C、D位置时，电吹风处于关停状态。如表是吹风机铭牌的部分数据，当电吹风处于正常工作状态时，求：
QG——66吹风机 额定电压 220V 冷风功率 44W 热风功率 484V
（1）吹风机吹热风时，电动机和电热丝是 （选填“串联”或“并联”）的，吹风机吹冷风时，主要将电能转化成了 能。
（2）吹风机吹冷风时，电路中的电流是多大？
（3）吹风机吹热风5min，消耗的电能是多少？电热丝的电阻是多少Ω？
【答案】（1）并联；机械
（2）电吹风吹冷风时，其电功率为P冷=44w，电路中的电流
（3）电吹风吹热风时，其电功率为P热＝484W，吹风机吹热风5min，消耗的电能：W＝P热t＝484W×5×60s＝1.452×105J； 电热丝消耗的功率为：P电热丝＝P热﹣P冷＝484W﹣44W＝440W，
电吹风电热丝的电阻为：
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1）吹风机的电动机和电热丝是并联，而吹风机吹冷风时，电热丝没有工作，主要时电动机工作。
（2）因为吹冷风时，其功率时44w，两端电压时220V，根据P=UI可算出电流。
（3），吹热风时是电动机和电热丝一起工作，根据W=Pt可算出其5min消耗的电能；要求电热丝的电阻，可以求出电热丝的功率P电热丝＝P热﹣P冷 ，再根据可求出电热丝的电阻。
四、串联电路的挡位问题
21．有一个电水壶的铭牌如表所示。如图是电水壶的电路图，R为加热电阻，若加热器电阻阻值不随温度变化而改变
额定电压 220V
额定加热功率 1000W
壶中水最大质量 2kg
壶中水最大深度 10cm
频率 50Hz
（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？
（2）装水最大深度时，壶底压强是多大？[g取10N/kg]
（3）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将20℃的一壶水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R0的电功率是多少？
【答案】（1）解： 温控开关闭合时，电路只有R，
根据可知，为加热状态，
加热电阻的阻值：；
答：加热电阻的阻值是48.4Ω；
（2）解：装水最大深度时，壶底压强是p＝ρgh＝1×102kg/m3×10N/kg×0.3m＝1000Pa；
答：壶底压强是1000Pa
（3）解：1标准大气压下水的沸点是100℃，从20℃加热到沸腾
，
因电水壶产生的热量全部被水吸收，所以
加热时间：；
答：将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要672s；
（4）解：由电路图可知，当温控开关S断开时R与R0串联，电路中的电阻最大，
根据可知，为保温状态，
电路中的总电阻：，
由串联电路的电阻规律可知，此时电阻R0的阻值：R0＝R保温﹣R＝220Ω﹣48.5Ω＝171.6Ω，
此时电阻R0电功率：。
答：电阻R0的电功率是171.2W。
【知识点】电流的热效应；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）温控开关闭合时只有电阻R工作，利用功率公式变形即可求出电阻R的大小。
（2）利用液体压强公式p＝ρgh可以算出压强。
（3）先算出水吸收的热量，再根据功率公式算出时间。
（4）当电阻最大时，它处于保温状态，先算出总电阻，用总电阻减去电阻R的大小，即可算出R0的大小，在利用功率公式可以算出它的功率。
22．（2023·宿迁）某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡，其电路如图所示。当开关S置于1时，电流表示数为5A，此时电饭锅处于 挡，在此挡位下加热2.2kg的水，使其温度升高10℃，用时100s，电饭锅的加热效率为 ；当开关S置于2时，电流表的示数为0.1A，R的阻值为 Ω。若从做饭快的角度考虑，应选择功率更 的电饭锅。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】
【答案】高温烧煮；84%；2156；高
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1）①根据图片可知，当开关置于1时，定值电阻R被短路，此时只有R0，
则此时总电阻较小，根据可知，电路的总功率较大，应该为高温烧煮档；
此时R0的阻值为：
②水吸收的热量Q=cm△t= 4.2×103J/（kg·℃） ×2.2kg×10℃=9.24×104J；
电饭锅消耗的电能：W=Pt=220V×5A×100s=1.1×105J；
则电饭锅的热效率：。
（2）当开关S位于2时，R0与R串联，
此时总电阻：；
则R的阻值为：R=R总-R0=2200Ω-44Ω=2156Ω；
（3）根据Q=W=Pr可知，若从做饭快的角度考虑，应选择功率更大的电饭锅。
【分析】（1）①根据图片可知，当开关置于1时，定值电阻R被短路，此时只有R0，根据比较功率大小，确定工作状态。并根据计算R0的阻值；
②根据Q=cm△t计算水吸收的热量，再根据W=Pt计算消耗的电能，最后根据计算电饭锅的热效率。
（2）当开关S位于2时，R0与R串联，根据计算出总电阻，再根据R=R总-R0计算R的阻值；
（3）根据W=Pt可知，当消耗相同的电能时，功率越大，时间越短。
23．（2023·韩城模拟）如图甲所示是一款养生壶，其内部电路简图如图乙所示，R1和R2均为加热电阻且阻值不变，通过旋钮开关可以切换加热和保温两种功能，其部分参数如下表所示，其中保温功率被磨损。
额定电压/V 220
容积/L 1
加热功率/W 1000
保温功率/W
（1）该养生壶的壶体用高硼硅玻璃制造，在温度约821℃时该玻璃开始软化，高硼硅玻璃属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。
（2）求电阻R1的阻值；
（3）该养身壶正常工作时，先经过6min将1 kg，20℃的水加热至沸腾（标准大气压下）后再保温1h，共消耗电能0.2kW h，求：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
①该养生壶加热时的效率；（结果保留至0.1%）
②电阻R2的阻值。
【答案】（1）非晶
（2）旋钮开关与触点1接触时，R1与R2串联；旋钮开关与触点2接触时，电路为R1的简单电路；
因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，养身壶为加热挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，养身壶为保温挡；
加热挡电路中的电阻： ，
因为加热挡时，电路为R1的简单电路，所以R1的阻值：R1＝R加热＝48.4Ω；
答：电阻R1的阻值为48.4Ω；
（3）①养身壶正常加热工作6min消耗的电能：W加热＝P加热t加热＝1000W×6×60s＝3.6×105J＝0.1kW h，
1标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
养生壶加热时的效率： ；
②由题意可知，保温阶段消耗的电能：W保温＝W﹣W加热＝0.2kW h﹣0.1kW h＝0.1kW h，
保温时电路的总电阻： ，
由串联电路的电阻特点可知，电阻R2的阻值：R2＝R保温﹣R1＝484Ω﹣48.4Ω＝435.6Ω。
答：①该养生壶加热时的效率为93.3%
②电阻R2的阻值为435.6Ω。
【知识点】晶体和非晶体；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1）根据高硼硅玻璃在温度约821℃时该玻璃开始软化可知，它熔化没有固定的温度，即没有熔点，那么为非晶体。
【分析】（1）晶体和非晶体的区别：有无熔点；
（2）首先根据公式比较开关在不同位置时电功率的大小，从而确定对应的工作状态。然后根据加热功率，利用公式 ， 计算出R1的阻值。
（3）①首先根据 W加热＝P加热t加热 计算出加热消耗的电能，再根据公式 Q吸＝c水mΔt 计算水吸收的热量，最后根据公式 ； 计算养生壶的加热效率；
②首先根据 W保温＝W﹣W加热 计算出保温阶段消耗的电能，再根据计算保温功率，接下来根据 计算保温时的总电阻，最后根据 R2＝R保温﹣R1 计算R2的阻值。
24．（2023九下·凉州模拟）如图甲所示是具有高温、低温两挡的电热饭盒，高温挡电功率为242W，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍。求：
（1）R1和R2的阻值各是多少？
（2）低温挡工作时的实际功率是多少？
（3）高温挡加热10min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）解：由图示知，开关S与1触点接触时，两个电阻串联在电路中，电路中的总电阻较大，据 知，电功率较小，为低温挡；开关S与2触点接触时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较小，据 知，电功率较大，为高温挡。所以电阻R1的阻值
R2的阻值R2= 4R1 =4×200Ω=800Ω
答：R1和R2的阻值分别是200Ω和800Ω。
（2）解：低温挡工作时，实际功率
答：低温挡工作时的实际功率是48.4W；
（3）解：高温挡加热10min，消耗的电能W电 = P高温t =242W×10×60s= 1.452×105 J
不计热量损失，饭菜吸收的热量Q吸 = W电 = 1.452×105 J
饭菜升高的温度
答：可以将1kg饭菜升高温度是48.4℃。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据 可知，电压一定时，功率和电阻成反比电阻越小功率越大。 由图示知，高温挡只有R1工作，所以可求电阻R1的阻值，再求R2阻值；
（2） 低温挡时，电阻最大，为两电阻之和，再根据公式可求功率；
（3）根据Q吸 = W电= P高温t求出热量，再根据求出温度。
25．（2023·东莞模拟）小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为18W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答：
（1）当座椅垫处于“高温”挡加热时，座椅垫工作5分钟R1产生的热量是多少焦？
（2）电热丝R1和R2的阻值是多少？
（3）当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的电功率是多少？
【答案】（1）解：由P=UI知道，处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为
座椅垫工作10min产生的热量Q=W=P高温t=36W×5×60s=10800J
答：座椅垫工作5分钟R1产生的热量是 ；
（2）解：由电路图知道，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，由 知道，电热丝R1的阻值为
由电路图可知，此时电路的座椅垫处于“低温”挡加热时，R1与R2串联，电路的总电阻为
则电热丝R2的阻值为R2=R-R2=32Ω-16Ω=16Ω
答：电热丝R1的阻值是 ，R2的阻值是 ；
（3）解：由P=UI知道，处于“低温”挡加热时通过座椅垫的电流为
电热丝R2的电功率为
答：当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的电功率是9W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压的比值， 计算电流；根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；
（2）根据电压和电流的比值， 计算电阻；利用电压和电功率，可以计算电阻的大小；根据串联电路电阻规律，计算部分电阻；
（3）根据电功率和电压的比值， 计算电流；利用电流和电阻，可以计算电功率的大小。
五、混连电路的挡位问题
26．（2023·福州模拟）某家用电炖锅的简化电路如图所示，它有高温、中温和低温三个挡位。当开关S1闭合、S2接b时，电炖锅处于 挡。当用高温挡（功率为420W）把质量为1kg的水，从19℃加热到100℃，用时900s，此过程电炖锅的加热效率为 。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】高温；90%
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】根据电路图，当开关S1闭合、S2接b时，两电阻并联，电阻最小，根据，电功率最大，电炖锅处于高温挡；当用高温挡加热时，消耗的电能W=Pt=420W×900s=378000J，水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃-19℃）=340200J，电炖锅的加热效率为。
【分析】电压一定时，电阻越大， 电功率越大；根据W=Pt，计算用电器消耗的电能；利用Q=cmΔt，计算水吸收的热量；利用，计算热效率。
27．（2023·成都模拟）如图甲所示为一款电煎药壶，工作电路简化为图乙，它在工作时，有高温、中温和低温三个挡。已知正常工作时，高温挡功率为600W，中温挡功率为200W。当Sa接1，同时Sb断开时，电路处于 挡，用该电器的“高温”挡正常工作20min，电路产生的热量为 J。
【答案】低温；7.2×105
【知识点】电功率与电压、电流的关系；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）由图乙可知，当 Sa 接1，同时 Sb 断开时，R1、R2串联，当 Sa接2，同时Sb 断开时，只有R2工作，当Sa接2，同时Sb 闭合时，R1、R2并联；根据串并联电路的电阻特点可知，当Sa接1，同时Sb断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，根据可知，电路中的总功率最小，电煎药壶处于低温挡；
（2）高温挡工作20min电路产生的热量：Q=W=Pt=600W x 20 x 60s=7.2x105J。
【分析】(1)由图乙可知，当Sa接1，同时Sb断开时，R1、R2串联，当Sa接2，同时Sb断开时，只有R2工作，当Sa接2，同时Sb闭合时，R1、R2并联；根据串并联电路的电阻特点和可知电煎药壶高温挡、中温挡和低温挡的电路连接；
(2)知道高温挡的电功率，利用纯电阻电路中，用电器产生的热量等于消耗电能即Q=W=Pt求出高温挡工作20min电路产生的热量。
28．（2023·攀枝花）某品牌电煎锅的简化电路如图所示，它分为高、中、低三挡，最大功率为990W。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。R1、R2、R3为发热电阻，且阻值恒定。将电煎锅接入220V的家庭电路中，当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A；当开关S旋至2挡时，电路的功率为550W。某次用2挡烹饪中，用时1min将质量为50g、比热容为的某种食物从20℃加热至119℃。求：
（1）电阻R1、R2、R3的阻值；
（2）该次烹饪中电煎锅加热食物的效率。
【答案】（1）解：旋至2档时，R1被短接，仅有电阻R2接入电路，则R2的阻值为
旋至1档时，R1和R2串联，电阻最大，功率最小，此时电路中总电阻为
则R1的阻值为
旋至3档时，R2和R3并联，功率最大，此时R3的功率为
R3的阻值为
答：电阻R1、R2、R3的阻值分别为132Ω，88Ω，110Ω；
（2）解：2档加热食物，产生的热量为
食物吸收的热量为
加热效率为
答：该次烹饪中电煎锅加热食物的效率为60%。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据图片可知，旋至2档时，R1被短接，仅有电阻R2接入电路，根据 计算R2的阻值。旋至1档时，R1和R2串联，电阻最大，功率最小，根据 计算此时的总电阻，然后根据 计算R1的阻值。旋至3档时，R2和R3并联，功率最大，首先根据 计算R3的电功率，最后根据 计算R3的电阻。
（2）使用2档加热食物时，根据 计算1min产生的热量，根据 计算食物吸收的热量，最后根据 计算加热效率。
29．（2023·东营）小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换，图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。
（1）电暖器低温挡工作时，开关应处于 位置（选填“1”“2”或“3”）。
（2）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、
（3）使用高温挡正常工作5min，导热油温度由15℃升高到75℃，若消耗的电能有84%被导热油吸收，求导热油的比热容。
（4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。
【答案】（1）1
（2）48.4Ω；2000W
（3）2.1×103J/(kg·℃)
（4）大功率电器要接地线（合理即可）
【知识点】电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1）当开关接1时两个R串联，总电阻为R串；
开关接2时只有R自己工作，总电阻为R；
当开关接3时，两个R并联，总电阻为R并；
则总电阻R串>R>R并；
根据公式，总功率P串
（2）①当开关接2时只有R自己工作，为中温档，
则电阻R的阻值为：；
当开关接3时，两个R并联，为高温档，
则高温档功率P高温=2P保温=2×1000W=2000W。
（3）消耗的电能W=Pt=2000W×300s=6×105J；
导热油吸收的热量：Q=ηW=84%×6×105J=5.04×105J；
那么导热油的比热容为：；
（4）安全使用电暖气的建议为：大功率电器要接地线。
【分析】（1）根据公式比较开关在不同位置总功率的大小，进而确定对应的工作状态；
（2）①当开关接2时只有R自己工作，为中温档，根据计算R的阻值。
②当开关接3时，两个R并联，为高温档，根据P高温=2P保温计算即可。
（3）根据W=Pt计算消耗的电能，再根据Q=ηW计算导热油吸收的热量，最后根据计算导热油的比热容。
（4）可从安全接地的角度分析解答。
30．（2023·本溪）如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、R1、R2均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为50W~100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。【c水=4.2×103J/(kg℃)】求：
（1）电热毯在恒温挡时的电流；
（2）可变电阻R的最大阻值；
（3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。
【答案】（1）解：由 得
答：电热段在恒温档时的电流为
（2）解：当开关接1 ， 滑片在最右端时， 电路中只有工作， 为调温档最大功率 ：
由 得 .
当开关接1， 滑片在最左端时， 可变电阻 达到最大阻值， 与 串联， 为调温档最小功率；
答：可变电阻的最大阻值为
（3）解：
因为不计热损失， 所以，
由 得
答：若用最大功率加热， 电热舕内水的温度由升高到 时间 为 。
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1）恒温档功率已知，电压已知，既可以根据P=UI求出电流大小。
（2）当开关接1时，滑动变阻器的滑片在最右端，则只有R2接入电路，电路总电阻最小，那么就为高温挡，当开关接1时，滑动变阻器的滑片在最右左端时，R与R2串联，电阻最大，电功率最小，先求出总电阻，然后就可以求出R的最大值。
（3）先利用公式求Q=cm t出水吸收的热量，不计热量损失，即可知道Q=W，而由W=Pt可求出时间。
31．（2023·陕西模拟）为了实现学生错峰用餐，食堂安装了自动加热餐台。其中一个餐台的部分简化工作电路如图所示，R1、R2均为发热丝。闭合开关S，加热餐台开始工作。当台内食品温度降到20℃时，控制开关S0转到位置1为食品加热；当台内食品温度达到50℃时，S0转到位置2为食品保温。定值电阻R1＝24.2Ω，保温功率为400W。求：
（1）定值电阻R2的阻值；
（2）餐台在加热状态下工作5min消耗的电能；
（3）在加热状态时，餐台工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤升温至50℃。若不计热量损失，求汤的比热容；
（4）小明发现到了冬天，由于外界的气温较低，需要将加热功率提高到2400W，应当选择 Ω的电热丝与R1 联。
【答案】（1）S0转到位置2为食品保温，此时两电阻串联，根据P＝ 可知串联电路的总电阻：R串＝ ＝ ＝121Ω，
根据电阻串联的特点可知定值电阻R2的阻值为：R2＝R串﹣R1＝121Ω﹣24.2Ω＝96.8Ω；
（2）控制开关S0转到位置1为食品加热，此时电路为R1的简单电路，餐台加热状态下工作5min消耗的电能为：W＝ t＝ ×5×60s＝6×105J；
（3）若不计热量损失，则汤吸收的热量：Q吸＝W＝6×105J，
根据Q吸＝cm（t﹣t0）可知汤的比热容为：c＝ ＝ ＝4×103J/（kg ℃）；
（4）121；并
【知识点】焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(4) 在电源电压不变时，要使加热功率变大，只有减小总电阻，故要找个电热丝R与R1并联，此电热丝的电功率为：P= P总- P加热= 2400W - 2000W= 400W因此电热丝R的阻值为：
【分析】 (1)S 电阻串联电路的特点是： 串联电阻回路中，流过每隔电阻的电流值相等； 串联电阻回路中，每只电阻消耗的功率等于电动势的输出功率 ；
(2)控制开关S0转到位置1为食品加热，此时电路为R1的简单电路，求出餐台加热状态下工作5 min消耗的电能；
(3)根据Q吸= W得出汤吸收的热量，根据得出汤的比热容；
(4)根据可知在电源电压不变时，要使加热功率变大，只有减小总电阻，判断出定值电阻R与R1的连接方式，根据P= P总-P加热算出此定值电阻的电功率，由算出定值电阻R的阻值。
六、综合训练
32．（2023·科尔沁模拟）如图所示，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，滑动变阻器R3的规格为“40Ω 0.5A”。当只闭合开关S1时，电流表示数为0.1A，则电源电压为 V。将S1、S2、S3都闭合，移动滑片位置，使电流表的示数为0.6A，工作5min滑动变阻器产生的热量为 J。
【答案】3；270
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律的应用
【解析】【解答】当只闭合开关S1时，电阻R1和R2串联，电流表示数为0.1A，则电源电压为U=IR=0.1A×(10Ω+20Ω)=3V；
S1、S2、S3都闭合时，R1和滑动变阻器并联，通过R1的电流为，通过滑动变阻器的电阻率为0.6A-0.3A=0.3A，工作5min电流产生的热量为Q=UIt=3V×0.3A×5×60s=270J。
【分析】根据电流和电阻的乘积计算电压；利用电压和电阻的比值， 计算电流大小；根据电压、电流和时间的乘积计算电流产生的热量。
33．（2023·莲湖模拟）如图是多功能汤锅加垫的测试电路图，使用时通过旋钮开关（虚线圆圈部分）可实现保温、慢炖、快炖三种功能切换，且保温、慢炖、快炖状态的加热功率依次增大。已知四个发热电阻的阻值相等，测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550W。以下说法正确的是（ ）
A．将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，汤锅保温状态
B．汤锅保温状态的功率275W
C．发热电阻R1的阻值为44Ω
D．汤锅保温状态的总电阻小于快炖状态的总电阻
【答案】B
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】如图，根据知，将旋钮开关转到“1﹣4”的位置上，汤锅保温状态，电阻R1和R4串联；将旋钮开关转到“2﹣5”的位置上，汤锅慢炖状态，只有电阻R4工作；将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，汤锅是快炖状态，电阻R2与R3并联。当 测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550时，。
A：将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，总电阻最小，总功率最大，所以时快炖状态。所以将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，汤锅是快炖状态 A错误 不符合题意；
B：汤锅保温状态时，R1与R4串联，R=R1+R4=176，所以功率，所以汤锅保温状态的功率275W B正确 符合题意；
C：发热电阻R4的阻值为88Ω C错误 不符合题意；
D：根据可知，保温档的电阻最大，快炖时总电阻最小，所以汤锅保温状态的总电阻大于快炖状态的总电阻 D正确 不符合题意；
故答案为：B
【分析】
A：根据电功率的知识点可以判断；
B：根据串联电路的电阻最大和电功率的知识点可以判断；
C：根据题意可以判断；
D：根据电功率的知识点可以判断。
34．（2023·广安）轩轩设计了一款高、中、低三个档位的迷你多功能电锅，其部分设计参数如图甲所示，简化电路如图乙所示，、、为电热丝，其中。电锅在高温档、中温档工作时，开关均处于闭合状态；在低温档工作时，开关、均处于断开状态，闭合开关S，移动滑片，可调节低温档的功率。
额定电压 30V
高温档功率 150W
中温档功率 ？W
低温档功率范围 20w-50W
甲
（1）求电锅在高温档正常工作时的电流；
（2）求电锅中温档功率；
（3）现有、、三种规格，为了达到轩轩设计的低温档功率范围，请通过计算说明他选择的哪一种。
【答案】（1）解：电锅在高温挡时的功率P高=150W，则电锅在高温挡正常工作时的电流为
答：电锅在高温档正常工作时的电流为5A
（2）解：由题可知，电锅在高温档时开关均处于闭合状态，根据可知，R1与R2并联。则通过R1的电流为
则通过R2的电流为
则R2的阻值为
根据题意可知，电锅中温挡时电流仅有R2，则功率为
答：电锅中温档时的功率为90W；
（3）解：由题可知，低温挡时R0和R2串联，当低温档功率最小为20W时，电路最大总电阻为
则滑动变阻器的阻值为
当低温档功率最大为50W时，电路最小总电阻为
则滑动变阻器的阻值为
则滑动变阻器需要的电阻范围是
又因为功率最大时通过的电流为
所以滑动变阻器只能选择的规格为“”。
答：滑动变阻器选择的规格为“”
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1） 电锅在高温挡时的功率P高=150W，则电锅在高温挡正常工作时的电流为 。
（2） 电锅在高温档时开关均处于闭合状态，根据可知，R1与R2并联。则通过R1的电流为
则通过R2的电流为，则R2的阻值为，根据题意可知，电锅中温挡时电流仅有R2，则功率为。
（3）由题可知，低温挡时R0和R2串联，当低温档功率最小为20W时，电路最大总电阻为则滑动变阻器的阻值为，当低温档功率最大为50W时，电路最小总电阻为，则滑动变阻器的阻值为，则滑动变阻器需要的电阻范围是，又因为功率最大时通过的电流为，所以滑动变阻器只能选择的规格为“”。
【分析】（1）因为高温档功率150w，根据可算出高温档时的电流。
（2）如图，根据，只有当S2闭合时，电路中只有R2工作时才是电锅中温档。当S1，S2闭合时，电锅是高温档， R1与R2并联，求出 通过R1的电流 ，再求出 通过R2的电流 ， 则功率 可求出。
（3）先根据，当功率最低P=20W时求出最大电阻，，则滑动变阻器的阻值为；
当最大功率P=50W时，求出最小电阻， 则滑动变阻器的阻值为，求出滑动变阻器需要的电阻范围 ，再根据功率最大时通过的电流是1.67A确定滑动变阻器只能选择的规格 。
35．（2023·浠水模拟）打造成渝地区双城经济圈，新建智慧公园中的智能座椅有供暖、提供5G等功能，如图甲所示。其中供暖部分主要由坐垫和靠背组成，其发热电路如图乙所示，供电电压恒为30V。坐垫内的电热丝、、的阻值分别为、、，靠背内的电热丝的阻值为。闭合开关，调节开关，可使坐垫分别处于“低暖”“中暖”“高暖”三挡。求：
（1）开关接c时，电路中的电流；
（2）秒内智能座椅能够产生的最大电热；
（3）调节开关，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率。
【答案】（1）解：开关 接 时， 和 串联，电路中的电流为：
答：开关 接c时，电路中的电流为 ；
（2）解：开关 接a时，电热丝 和 串联，电路的总电阻减小，由 可知此时电功率最大，处于“高暖”挡，10s内智能座椅能够产生的最大电热为：
答：10秒内智能座椅能够产生的最大电热为200J；
（3）解：开关 接a时，电热丝 和 串联，电路的总电阻减小，由 可知此时电功率最大，处于“高暖”挡，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率：
答：调节开关 ，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率为 。
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1） 开关S2 接C 时， R4和 R3串联 电阻为它们的和，利用欧姆定律就可求出电流。
(2)挡位问题是电路的总电阻减小，电功率最大，当开关S2接a时，电热丝R4和R1串联，相对其它组合电阻最小，此时电功率最大，产生的热量也是最大的。
（3） 开关 S2接a时，电热丝 R4 和 R1串联，电路的总电阻减小，功率最大利用公式可以求出高温挡的功率。
人教版九年级下物理课时举一反三变式练习第十八章第4节 焦耳定律
一、焦耳定律：Q=I2Rt
1．（2023·青岛） 某品牌电热水壶，部分参数如图所示，它正常工作245s，可将体积为2L、温度为20℃水加热到70℃。下列分析正确的是（ ）
A．电热水壶正常工作时的电流约为0.12A
B．电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9Ω
C．电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105J
D．电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105J
2．（2023·西安模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0是定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表与电流表示数的比值 （选填“变大”、“变小”或“不变”），在移动过程中，电压表示数的最大值为5V，电流表的变化范围为0.1A～0.6A，则电源电压为 V，滑动变阻器R的最大阻值为 Ω，通电1min定值电阻R0产生的最多热量为 J。
3．（2022九上·惠州期末） 将灯泡L 和定值电阻R 以图甲的方式连在 6V 的电源上，图乙是L 和R 的U-I 图象，结合图中信息可知 （ ）
A．灯泡L 的电阻随着电流的增大而减小
B．定值电阻R 的阻值为 5Ω
C．灯泡L 的实际功率为 1.6W
D．通过定值电阻R 的电流 10s 产生的热量为 16J
二、探究电流产生的热量的影响因素
4． 如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有液体液体未画出，电阻丝、分别浸没在两烧瓶的液体中，闭合开关一段时间后，温度计显示液体的温度，下列说法正确的是（ ）
A．若甲、乙两瓶都装入等质量煤油，此装置可以探究电阻大小对电热的影响且
B．若甲、乙两瓶都装入等体积的水和煤油且，此装置可比较水和煤油的比热容大小
C．若甲、乙两瓶分别装入水和煤油且，则两烧瓶中水和煤油的质量
D．若甲、乙两瓶分别装入等质量的水和煤油且，则可以通过比较液体升高温度来反映液体吸收热量的多少
5． 圆圆同学在探究“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。图中将四段电阻丝、、、分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热 ，在实验中通过观察两个形管中 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）图乙中右侧盒外连接的电阻，它的作用是使电阻、中的 ，可以得到的结论是 ，电阻产生的热量越多。
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是 法；二是转换法。
6．（2022九上·惠州期末） 利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”，烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电阻。
（1） 实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察 反映出来的；
（2） 为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B 两瓶中要装入 相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 （选填“大于”、“等于”或“小于”）水的比热容；
（3） 通电一定时间后，可以看到 （选填“A”或“B”）瓶中煤油温度升得高，这表明在相同时间内，电流相同的情况下，导体的电阻越
（选填“大”或“小”），电流通过导体时产生的热量越多；
（4） 如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 （选填“相同”或“不同”）的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。若闭合开关后一段时间，发现 B 瓶中的温度变化大，则A 瓶中液体的比热容 （选填“大于”、“等于”或“小于”）B 瓶中液体的比热容。
7．（2023·临邑模拟）下图是探究电流通过导体时产生热量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，下列说法正确的是（ ）
A．U形管液面高度变化是因为U形管中液体的温度发生了变化
B．通电后，乙图中A、B电阻产生的热量之比是4∶1
C．图甲所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电流大小的关系
D．图乙所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电阻大小的关系
8．（2023·抚顺）用如图所示的装置可探究电流产生热量与 （填“电流”或“电阻”）的关系，若通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量为 J。若将R3更换为10Ω的电阻， （填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。
9．（2022九下·吉林开学考）如图是“探究电流通过导体时产生热量”的实验，中，之两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阳值在图中已标出)。U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察U形管中 的变化来比较导体所产生热量的多少；
（2）用甲装置进行实验时，一段时间后， 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多；
（3）乙装置中是探究电流产生的热量跟 的关系，若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内，一段时间后， 侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
10．（2023·肇东模拟） 如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中、、、四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）实验中通过观察形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。下面实验也用这种实验方法的是 ；
A.认识电压时，我们用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
（2）装置中的形管 选填“是”或“不是”连通器；
（3）想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，应该选用 选填“甲”或“乙”图所示的实验装置；
（4）将图中容器外的电阻换成，则 选填“能”或“不能”达到实验目的。
11．（2023·合阳模拟）按要求完成填空。
（1）如图1所示，取两张白纸，使其平行自然下垂，向两纸中间用力吹气，可观察到两纸相互 （选填“靠近”或“远离”）。
（2）如图2所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置，当把蜡烛A面镜时，蜡烛A在平面镜中所成像的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
（3）若要利用如图3所示装置探究“磁场对通电导线的作用”，只需要将图中的电流计更换为 即可。
（4）如图4所示，是探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。若要探究导体产生的热量与电阻大小的关系，则应选用 两容器及相连的U形管比较。
12．（2023·枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。
（1）要探究电热与电阻的关系。应选用 组合，并将它们 接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度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．探究平面镜成像的特点
13．（2022九上·钦州期中）在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计通过比较烧瓶内液体温度的 来判断相同时间内不同电流产生的热量多少；
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据如表格所示。由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越 。
实验次数 电流 通电时间 电阻 温度升高量
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中 选填“”或“”烧瓶与图甲中的烧瓶 选填“串联”或“并联”。
14．（2023·模拟）如图所示，甲乙丙三个相同的密闭容器中密封着等质量的空气，三个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，其中在丙容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联。通电一段时间后，U形管中两侧的液面高度差最小的是 （选填“甲”、“乙”或“丙”），若在乙容器中的电阻产生的热量为4800J，则丙容器中的电阻产生的热量为 J，该装置还可以探究热量与 的关系。
三、并联电路的挡位问题
15．（2023·龙岗模拟） 如图甲是便携式挂烫机，图乙是它内部电路图。、都是加热电阻，加热时只有电阻工作，额定加热功率为；保温时只有电阻工作，电阻。为开关，可实现“加热”、“保温”或“断开”状态的转换。小虎断开其它用电器，只接通挂烫机且处于加热状态，来测量它的电功率，观察图丙所示的电能表的转盘在内转了转。计算：
（1）的阻值；
（2）挂烫机正常工作时，保温电路消耗的电能。
（3）小虎在使用挂烫机时，它的实际加热功率。
16． 某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点，其等效电路如图所示，此时处于空挡状态，闭合开关，旋钮绕转动，实现挡位转换，旋至挡时、同时工作，洗衣机处于加热状态：旋至挡时和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。均为电热丝，其阻值不受温度影响，，洗衣机正常使用时，的功率是。求：
（1）电热丝的阻值；
（2）关闭其它用电器，只让洗衣机处于保温洗涤状态，正常工作，标有“”的电能表转盘转过转，求洗衣机电动机的功率；
（3）某次洗衣时，洗衣机内注入水，在额定电压下对水加热，水温由升高到，此时加热效率为，求加热时间。水的比热容为
17．（2023·朝阳） 彤彤家里有一台电热锅，它的一些参数如表中所示，加热功率有高、低两个挡位，其内部简化电路如图甲所示。
额定电压
加热电阻
加热电阻
（1）电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大？
（2）若将锅中的水从加热到，水吸收多少热量？
（3）上述加热水的过程中，不计热量损失，电热锅高挡位需正常工作多长时间？
（4）爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路设计成如图乙所示，也有高、低两个挡位。已知该电热锅允许通过的最大电流为，请判断乙图电路是否合理，并通过计算说明原因。
18．（2023·礼泉模拟）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图甲所示，闭合开关S，通过旋转旋钮P实现加热和保温洗涤两挡转换，R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，洗衣机的部分参数如乙所示，其中防电墙电阻数据模糊不清。
**牌智能滚筒洗衣机 额定电压：220V 加热功率：2400W 设定温度范围：30℃～60℃ 电动机功率：240W 防电墙电阻：■Ω
甲 乙 丙
（1）洗衣机的加热功能是利用了电流的 。
（2）R2阻值是多少？
（3）单独将洗衣机接入家庭电路，洗衣机内10kg的水温度由20℃加热到50℃时，观察到家中电能表（如图丙）的转盘转了175转，此过程中洗衣机的加热效率是多少？
（4）防电墙技术的应用是保证用电安全的一项重要措施，防电墙是在洗衣机内部形成永久性的电阻，异常漏电情况下，电流经防电墙、人体流向大地，人体承受的电压为20V，若电源电压为220V，人体的电阻为1×105Ω，请通过计算说明，洗衣机防电墙电阻的阻值为多少？
19．（2023·新城模拟）相比于油炸或者油煎的方式，空气炸锅的烹饪方式更好，对于身体健康更有利。如图1所示是科技小组设计的空气炸锅理念图，其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图2所示，工作时定时开关S1闭合，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关S2自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关S2自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度为预设温度。在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为20分钟，电热管正常循环工作时，P﹣t图像如图3所示，通过电风扇的电动机电流为0.2A。求：
（1）如图1所示，设计的空气炸锅矮而粗，是增大了 从而 压强。
（2）电风扇正常工作时，焙烤鸡翅过程中消耗的电能？此时，电风扇的电功率是多少？
（3）本次烤鸡翅共消耗多少电能？
（4）电热管正常工作时的电阻R1电阻是多少？本次焙烤的鸡翅里面有点“柴”，询问家长后得知，电热功率太小加热时间太长导致的，科技小组打算将电热功率调高到1000W，用R2替代R1，R2的电阻是多大？
20．（2023·莲湖模拟）如图为电吹风的内部结构示意图和电路原理图。其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，当选择开关O接在C、D位置时，电吹风处于关停状态。如表是吹风机铭牌的部分数据，当电吹风处于正常工作状态时，求：
QG——66吹风机 额定电压 220V 冷风功率 44W 热风功率 484V
（1）吹风机吹热风时，电动机和电热丝是 （选填“串联”或“并联”）的，吹风机吹冷风时，主要将电能转化成了 能。
（2）吹风机吹冷风时，电路中的电流是多大？
（3）吹风机吹热风5min，消耗的电能是多少？电热丝的电阻是多少Ω？
四、串联电路的挡位问题
21．有一个电水壶的铭牌如表所示。如图是电水壶的电路图，R为加热电阻，若加热器电阻阻值不随温度变化而改变
额定电压 220V
额定加热功率 1000W
壶中水最大质量 2kg
壶中水最大深度 10cm
频率 50Hz
（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？
（2）装水最大深度时，壶底压强是多大？[g取10N/kg]
（3）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将20℃的一壶水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R0的电功率是多少？
22．（2023·宿迁）某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡，其电路如图所示。当开关S置于1时，电流表示数为5A，此时电饭锅处于 挡，在此挡位下加热2.2kg的水，使其温度升高10℃，用时100s，电饭锅的加热效率为 ；当开关S置于2时，电流表的示数为0.1A，R的阻值为 Ω。若从做饭快的角度考虑，应选择功率更 的电饭锅。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】
23．（2023·韩城模拟）如图甲所示是一款养生壶，其内部电路简图如图乙所示，R1和R2均为加热电阻且阻值不变，通过旋钮开关可以切换加热和保温两种功能，其部分参数如下表所示，其中保温功率被磨损。
额定电压/V 220
容积/L 1
加热功率/W 1000
保温功率/W
（1）该养生壶的壶体用高硼硅玻璃制造，在温度约821℃时该玻璃开始软化，高硼硅玻璃属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。
（2）求电阻R1的阻值；
（3）该养身壶正常工作时，先经过6min将1 kg，20℃的水加热至沸腾（标准大气压下）后再保温1h，共消耗电能0.2kW h，求：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
①该养生壶加热时的效率；（结果保留至0.1%）
②电阻R2的阻值。
24．（2023九下·凉州模拟）如图甲所示是具有高温、低温两挡的电热饭盒，高温挡电功率为242W，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍。求：
（1）R1和R2的阻值各是多少？
（2）低温挡工作时的实际功率是多少？
（3）高温挡加热10min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/(kg·℃)]
25．（2023·东莞模拟）小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为18W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答：
（1）当座椅垫处于“高温”挡加热时，座椅垫工作5分钟R1产生的热量是多少焦？
（2）电热丝R1和R2的阻值是多少？
（3）当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的电功率是多少？
五、混连电路的挡位问题
26．（2023·福州模拟）某家用电炖锅的简化电路如图所示，它有高温、中温和低温三个挡位。当开关S1闭合、S2接b时，电炖锅处于 挡。当用高温挡（功率为420W）把质量为1kg的水，从19℃加热到100℃，用时900s，此过程电炖锅的加热效率为 。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
27．（2023·成都模拟）如图甲所示为一款电煎药壶，工作电路简化为图乙，它在工作时，有高温、中温和低温三个挡。已知正常工作时，高温挡功率为600W，中温挡功率为200W。当Sa接1，同时Sb断开时，电路处于 挡，用该电器的“高温”挡正常工作20min，电路产生的热量为 J。
28．（2023·攀枝花）某品牌电煎锅的简化电路如图所示，它分为高、中、低三挡，最大功率为990W。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。R1、R2、R3为发热电阻，且阻值恒定。将电煎锅接入220V的家庭电路中，当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A；当开关S旋至2挡时，电路的功率为550W。某次用2挡烹饪中，用时1min将质量为50g、比热容为的某种食物从20℃加热至119℃。求：
（1）电阻R1、R2、R3的阻值；
（2）该次烹饪中电煎锅加热食物的效率。
29．（2023·东营）小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换，图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。
（1）电暖器低温挡工作时，开关应处于 位置（选填“1”“2”或“3”）。
（2）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、
（3）使用高温挡正常工作5min，导热油温度由15℃升高到75℃，若消耗的电能有84%被导热油吸收，求导热油的比热容。
（4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。
30．（2023·本溪）如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、R1、R2均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为50W~100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。【c水=4.2×103J/(kg℃)】求：
（1）电热毯在恒温挡时的电流；
（2）可变电阻R的最大阻值；
（3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。
31．（2023·陕西模拟）为了实现学生错峰用餐，食堂安装了自动加热餐台。其中一个餐台的部分简化工作电路如图所示，R1、R2均为发热丝。闭合开关S，加热餐台开始工作。当台内食品温度降到20℃时，控制开关S0转到位置1为食品加热；当台内食品温度达到50℃时，S0转到位置2为食品保温。定值电阻R1＝24.2Ω，保温功率为400W。求：
（1）定值电阻R2的阻值；
（2）餐台在加热状态下工作5min消耗的电能；
（3）在加热状态时，餐台工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤升温至50℃。若不计热量损失，求汤的比热容；
（4）小明发现到了冬天，由于外界的气温较低，需要将加热功率提高到2400W，应当选择 Ω的电热丝与R1 联。
六、综合训练
32．（2023·科尔沁模拟）如图所示，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，滑动变阻器R3的规格为“40Ω 0.5A”。当只闭合开关S1时，电流表示数为0.1A，则电源电压为 V。将S1、S2、S3都闭合，移动滑片位置，使电流表的示数为0.6A，工作5min滑动变阻器产生的热量为 J。
33．（2023·莲湖模拟）如图是多功能汤锅加垫的测试电路图，使用时通过旋钮开关（虚线圆圈部分）可实现保温、慢炖、快炖三种功能切换，且保温、慢炖、快炖状态的加热功率依次增大。已知四个发热电阻的阻值相等，测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550W。以下说法正确的是（ ）
A．将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，汤锅保温状态
B．汤锅保温状态的功率275W
C．发热电阻R1的阻值为44Ω
D．汤锅保温状态的总电阻小于快炖状态的总电阻
34．（2023·广安）轩轩设计了一款高、中、低三个档位的迷你多功能电锅，其部分设计参数如图甲所示，简化电路如图乙所示，、、为电热丝，其中。电锅在高温档、中温档工作时，开关均处于闭合状态；在低温档工作时，开关、均处于断开状态，闭合开关S，移动滑片，可调节低温档的功率。
额定电压 30V
高温档功率 150W
中温档功率 ？W
低温档功率范围 20w-50W
甲
（1）求电锅在高温档正常工作时的电流；
（2）求电锅中温档功率；
（3）现有、、三种规格，为了达到轩轩设计的低温档功率范围，请通过计算说明他选择的哪一种。
35．（2023·浠水模拟）打造成渝地区双城经济圈，新建智慧公园中的智能座椅有供暖、提供5G等功能，如图甲所示。其中供暖部分主要由坐垫和靠背组成，其发热电路如图乙所示，供电电压恒为30V。坐垫内的电热丝、、的阻值分别为、、，靠背内的电热丝的阻值为。闭合开关，调节开关，可使坐垫分别处于“低暖”“中暖”“高暖”三挡。求：
（1）开关接c时，电路中的电流；
（2）秒内智能座椅能够产生的最大电热；
（3）调节开关，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率。
答案解析部分
1．【答案】B,C,D
【知识点】热量的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】A.电热水壶正常工作时的电流，A不符合题意；
B.电热水壶正常工作时电热丝的电阻为，B符合题意；
C.电热水壶整个过程消耗的电能W=Pt=1800W×245s=4.41×105J，C符合题意；
D.电热水壶中的水吸收的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J，D符合题意。
故答案为：BCD.
【分析】根据，计算用电器工作的电流；根据，计算用电器电阻的大小；根据W=Pt，计算消耗的电能，利用Q=cmΔt，计算水吸收的热量。
2．【答案】变大；6；50；216
【知识点】欧姆定律及其应用；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】根据电路图判断，电阻串联，电压表和滑动变阻器并联，闭合开关S，滑片P从a端移动到b端的过程中，接入电路的电阻变大，则电压表与电流表示数的比值变大；在移动过程中，电压表示数的最大值为5V，此时滑动变阻器取值最大，电流最小，为0.1A，滑动变阻器电阻最小时，电流最大为0.6A，根据电源电压一定和U=IR，则0.6A×R0=5V+0.1A×R0，则U=6V，R0=10Ω；滑动变阻器R的最大阻值；通电1min时R0产生的最多热量为Q=UIt=6V×0.6×60s=216J。
【分析】滑动变阻器接入电阻变长，电阻变大；根据U=IR，结合不同时间的电流和电阻，可以计算未知电阻和电源电压；利用，可以计算电阻；根据Q=UIt，可以计算电流产生的热量。
3．【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.根据图像可知，灯泡的电流随电压的增大速度逐渐减小，根据可知，灯泡的电阻逐渐增大，即电阻随电流的增大而增大，故A错误；
B.定值电阻的阻值为：，故B错误；
C.当电流为0.4A时，灯泡电压为2V，定值电阻电压为4V，则此时U总=UL+U=2V+4V=6V，那么灯泡的实际功率PL=ULIL=2V×0.4A=0.8W，故C错误；
D.电流通过R产生的热量：W=UIt=4V×0.4A×10s=16J，故D正确。
故选D。
【分析】A.根据图像的形状，结合欧姆定律分析灯泡L的电阻变化规律；
B.根据计算定值电阻的阻值；
C.根据图像，利用U总=UL+U确定灯泡的电压和电流，然后根据P=UI计算灯泡的功率；
D.根据W=UIt计算电流通过定值电阻产生的热量。
4．【答案】C
【知识点】电流的热效应；电功与热量的综合计算；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A、若甲、乙两瓶都装入等质量煤油，因为t甲>t乙所以甲瓶中获得热量多，又因为串联热量为Q=I2Rt，故R甲>R乙，即A错误。
B、要比较液体比热容大小，需要控制液体的质量和初温相同，此时体积相等，那么质量就不相同，故B错误。
C、若甲乙两瓶分别装入水和煤油，电阻丝电阻大小相同，而甲瓶中温度升高的快，则一定时甲瓶中的水质量小于乙瓶中煤油的质量，故C正确。
D、液体吸收热量的多少是通过加热时间来比较的，加热时间相同则吸收热量相同，故D错误。
答案为：C
【分析】（1）热量的公式为Q=I2Rt。
（2）密度不相同，体积相同，则质量不同。
（3）水的比热容大，升温慢，如果升温快，则表示质量一定小。
（4）加热时间表示吸收热量的多少。
5．【答案】（1）容易膨胀，便于实验观察；左右两侧液面高度大小
（2）电阻
（3）电流不相等；在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大
（4）控制变量
【知识点】焦耳定律；电流的热效应
【解析】【解答】（1）第1空，气体受热体积变化比较明显，容易膨胀；第2空电热丝产生热量多少能直接观察，但是可以通过气体受热膨胀使U形管中左右两侧液面高度大小变化来比较；
（2）图甲中，两个大小不同的电阻串联在电路中，电流相同，故可研究 研究电流通过电阻丝产生的热量与 电阻的关系；
（3） 第1空，第二空，图乙中右侧盒外连接的电阻， 与盒内电阻并联，与c电阻串联，所以 电阻c、d中的电流不相等，可研究电阻一定时，电流不同对产生电热的影响，由实验可得到的结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大 ，电阻产生的热量越多；
（4）由步骤2可知，分别控制了通电时间、电流相同，步骤3控制了通电时间和电阻相同，分别研究电阻和电流对电热的影响，故用到了控制变量法。
【分析】 （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)图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，故左右两个盒内电阻相同但电流不相同，探究电流产生热量跟电流的关系；
（4）控制变量法：物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。 每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
6．【答案】（1）温度计示数的高低
（2）质量；小于
（3）B；大
（4）相同；大于
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）实验中两金属丝产生热量的多少是通过观察温度计示数的高低反映出来的；
（2）①为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，A、B 两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。
②为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容小于水的比热容，因此温度变化更大，实验现象更明显。
（3）根据图片可知，通电一段时间后，镍铬合金丝产生的热量多，则B瓶中煤油温度升高得多，那么得到：电流相同的情况下，导体的电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多。
（4）①如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相同的电阻丝，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。
②若闭合开关后一段时间，发现 B 瓶中的温度变化大，则A 瓶中液体的比热容大于B 瓶中液体的比热容。
【分析】（1）在实验过程中，温度计的示数越高，则说明金属丝产生的热量越多；
（2）①根据Q=cm△t可知，质量和初温相等的同种液体，升高的温度越多，则电阻是产生的热量越多。
②当吸收相同的热量时，煤油的比热容更小，温度升高的越多，则实验现象越明显；
（3）根据Q=I2Rt可知，镍铬合金丝的电阻大，产生的热量多，则对应煤油中温度计的示数更高；
（4）阻值相同的电热丝在相同的时间内放出相同的热量，液体升高的温度越小，则说明液体的比热容越大，据此分析解答。
7．【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A.U形管液面高度变化是因为U形管中液体上方气体受热后气压发生变化所致，故A错误；
B.通电后，乙图中B、C电阻并联且二者电阻相等，那么通过它们的电流相等。而A在干路上，根据I总=I1+I2可知，通过A、B的电流之比为2：1。根据Q=I2Rt可知，A、B电阻产生的热量之比是4∶1 ，故B正确；
C.图甲中两个电阻丝串联，则通过它们的电流相同而电阻不同，因此图甲所示的装置可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电阻大小的关系，故C错误；
D.图乙所示的装置可中，A、B电阻相同而通过的电流大小不他，可以用来探究电流通过电阻产生的热量跟电流大小的关系，故D错误。
故选B。
【分析】A.电阻丝产生热量使U形管内气体受热体积膨胀，导致气压发生改变，从而使U形管两侧液面出现高度差；
B.根据乙图确定通过A、B电阻的电流变化，然后根据Q=I2Rt计算通过它们的电流产生的热量之比；
CD.根据控制变量法的要求分析判断。
8．【答案】电流；300；仍能
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）根据图片可知，玻璃盒中两个电阻的阻值相等，R1在支路上电流较小，R2在干路上电流较大，因此这个装置探究电流产生的热量与电流的关系。
（2）R2产生的热量为：Q=I2Rt=（1A）2×5Ω×60s=300J；
（3）根据图片可知，R3的作用是与R1构成一个并联电路，从而使通过R1和通过R2的电流不相等，这与R3的阻值大小无关，因此将R3换成10Ω的电阻仍能完成该实验探究。
【分析】（1）根据Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，根据图片分析哪些因素相同，哪个因素不同即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt计算R2产生的热量；
（3）根据图片分析R3在实验探究中的作用即可。
9．【答案】（1）液面高度差
（2）右
（3）电流；左
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】探究电流通过导体产生热量的实验中，
（1）实验中，根据导体加热密闭盒中的空气，空气受热膨胀，通过观察U形管中液面高度差的变化，来比较导体产生热量的多少；
（2）用甲装置进行实验时，由于电流和通电时间相同，右侧电阻大，一段时间后，右侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多；
（3）乙装置中电阻相同，通过导体的电流不同，探究电流产生的热量跟电流的关系，若把右侧并联的两根电阻丝都放入透明容器内，左右容器中的电流和时间相同，右侧电阻并联，总电阻小于左侧电阻，一段时间后，电阻越大，产生的热量越多，左侧密闭容器中电阻丝产生的热量较多。
【分析】（1）通过U形管中液面高度差，可以反应热量的多少；
（2）当电流和时间相同时，可以探究电流产生热量和电阻的关系；
（3）当电阻和时间相同时，改变电流，探究电流产生热量和电流大小的关系。
10．【答案】（1）液面高度差；C
（2）不是
（3）甲
（4）能
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】（1）实验中通过观察形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，使用了转换法。
A.认识电压时，我们用水压来类比，使用了类比法，故A不合题意；
B.用光线来描述光通过的路径，使用了模型法，故B不合题意；
C.把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，使用了转换法，故C符合题意。
故选C。
（2）装置中的U形管上面一端开口，一端封闭，因此不是连通器；
（3）想要研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，应控制电流相同，只改变电阻，而两个电阻串联时电流相同，故选甲。
（4）将d图中容器外的电阻换成，则能达到实验目的。
【分析】（1）电阻丝产生热量，则U形管内气体受热压强增大，那么U形管内液体会向另一侧移动，从而出现液面的高度差，且液面高度差越大，说明产生的热量越多。
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。据此对各个选项中的研究方向进行分析即可。
（2）上面开口，底部连通的容器叫连通器；
（3）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（4）探究电流产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻相同，只改变电流大小。在乙图中，cd中两个电阻相同，一个在干路上电流大，一个在支路上电流小。无论外面的电阻是多少欧姆，它只是用来改变电流大小的，不会影响实验结论。
11．【答案】（1）靠近
（2）不变
（3）电源
（4）甲、乙
【知识点】流体压强与流速的关系；平面镜成像的原理、特点；焦耳定律
【解析】【解答】（1）如图1所示，取两张白纸，使其平行自然下垂，向两纸中间用力吹气，则中间空气流速大而压强小，周围空气流速小而压强大，于是纸片被推向中间，即观察到纸片相互靠近。
（2）物体在平面镜中成的像与物体大小相等，与距离大小无关，则：当把蜡烛A面镜时，蜡烛A在平面镜中所成像的大小将不变。
（3）在探究磁场对通电导线的作用时，要求导线中必须有电流经过，即必须有电源，则将电流计更换为电源即可。
（4）探究电流产生的热量与电阻的关系时，必须控制电流相同而改变阻值。而图4中，甲和乙串联，即二者电流相等，而阻值不同，故选甲和乙。
【分析】（1）流体流速越大的位置压强越小，据此分析解答；
（2）根据平面镜成像“物像等大”的规律解答；
（3）根据“通电导线”分析；
（4）根据控制变量法的要求选择对照实验。
12．【答案】（1）甲、乙；串联
（2）通过导体的电流越大，产生的热量越多
（3）B
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用；电流的热效应
【解析】【解答】
（1）要探究电热与电阻的关系，需要控制电流一样，电阻不一样，所以应选用甲乙组合，要控制电流一样，需要将他们串联在一起。
（2）选用乙、丙组合是研究电压相同时，热量与电流的关系，在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多 。
（3） 实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这是转换法，下列用此方法的是B，A是控制变量法，C是模型法。D是控制变量法。
【分析】
（1）控制变量法是研究和谁的关系时，谁就是变量，其余都是不变的。
（2）焦耳定律公式
（3）观察U形管液面高度差来研究热量多少是转换法。
13．【答案】（1）变化
（2）多
（3）B；串联
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】探究影响电流热效应的因素实验中：
（1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，设计图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体温度的变化，判断相同时间内不同电流产生的热量多少；
（2）测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作；由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越多；
（3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中B烧瓶与图甲中的烧瓶串联。
【分析】（1）通过液体温度变化，反应电阻丝通电时产生热量的多少；
（2）当电阻和时间相同时，电流越大， 产生的热量越多；
（3）探究电流产生热量和电阻的关系时，需要保持电流和时间相同。
14．【答案】丙；600；通电时间
【知识点】电流的热效应
【解析】【解答】
由图可知，丙中两个5的电阻并联后，再与甲、乙串联在电路中，通过甲和乙的电流是相同的，根据并联电路的电流规律可知，通过丙容器中电阻的电流是甲、乙中电流的一半；甲、乙的电流和通电时间相同，电阻不同，电阻越小，产生的热量越少，则甲的液面低于乙的液面；对于乙和丙，通过乙的电流大于通过丙容器中电阻.的电流，电阻和通电时间相同，则丙中电阻产生的热量要小于甲中电阻产生的热量，丙的液面要低一些，故最低的是丙；
若在乙容器中的电阻产生的热量为4800J，乙和丙对比可知，乙的电阻是丙的电阻的二倍，乙的电流是丙的电流的2倍，通电时间相同，根据Q= I2Rt可知，乙产生的热量是丙产生的热量的8倍，则丙产生的热量为：X 4800J = 600J；实验中通过控制开关闭合的时间，观察其中一个容器内液面的变化情况，可以探究电流产生的热量与通电时间的关系。
【分析】电流产生的热量无法直接观察，通过观察U型管两边页面的高度差，来反应电流产生的热量，用到了转换法，根据公式Q= I2Rt来对题意进行分析作答。
15．【答案】（1）解： 加热挡时只有电阻工作，根据知，的阻值为：；
答：的阻值为；
（2）解： 保温挡时只有电阻工作，
保温挡的功率为：；
由可得，保温电路消耗的电能：；
答：挂烫机正常工作时，保温电路消耗的电能为；
（3）解：电能表的转盘在内转了转，则消耗的电能：；
挂烫机的实际加热功率：。
答：小虎在使用挂烫机时，它的实际加热功率为。
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）加热时功率为800W，而此时只有R1工作，利用功率公式变形即可求出电阻大小。
（2）先求出保温时的功率，再利用电能公式，可求出消耗的电能。
（3）利用电能表转的圈数，求出消耗的实际电能，再利用电能与功率的关系，求出实际功率。
16．【答案】（1）解： 旋至挡时、同时工作，此时、并联，洗衣机处于加热状态，
因此两端电压均为，
电热丝的阻值；
答：电热丝的阻值为；
（2）解：电动机消耗的电能，
洗衣机的功率，
此时的功率，
洗衣机电动机的功率；
答：洗衣机电动机的功率；
（3）解：此时的总功率为，
水吸收的热量，
洗衣机消耗的电能，
加热时间。
答：加热时间。
【知识点】电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）开关旋至1挡时，R1和R2同时工作，此时二者并联，洗衣机处于加热状态。根据 计算R1的阻值；
（2）根据计算出洗衣机消耗的电能，再根据 计算洗衣机此时的电功率，接下来将这个功率减去保温功率得到电动机功率即可；
（3）当处于加热档时，两电阻并联，那么总功率等于两个电阻的功率之和。根据 计算出水吸收的热量，再根据 计算洗衣机消耗的电能，最后根据 计算加热时间。
17．【答案】（1）解：由图甲可知，当双触点开关置于时，、串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热锅处于低温挡；
当双触点开关置于时，置于工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热锅处于高温挡；
电热锅在高挡位工作时的额定功率：；
答：电热锅在高挡位工作时的额定功率是；
（2）解：电热锅中满壶水的体积，
由可知，水的质量：，
水吸收的热量：；
答：将锅中的水从加热到，水吸收的热量为；
（3）解：不计热量损失，电热锅消耗的电能：，
由可知，电热锅高挡位需正常工作的时间：；
答：不计热量损失，电热锅高挡位需正常工作的时间为；
（4）由图乙可知，当双触点开关置于时，、并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电热锅处于高温挡，
根据并联电路的电流特点和欧姆定律可知，高温挡工作时干路中的总电流：，
答：由于乙图中高温挡工作时干路上的总电流大于该电热锅允许通过的最大电流，所以乙图电路不合理。
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1）当双触点开关置于1时，两电阻串联，电阻最大，档位最低，当双触点开关置于2时，只有R2工作，电阻最小，档位最高。
（2）水吸收热量公式是Q=cm t.
（3）不计热量损失，电热锅消耗的电能W=Q，然后利用公式W=Pt即可求出时间。
（4）由于乙图中高温挡工作时干路上的总电流大于该电热锅允许通过的最大电流，所以乙图电路不合理。
18．【答案】（1）热效应
（2）由图甲可知，当旋钮P同时接触2、3触点时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，电热丝R1的功率为： ，
因总功率等于各电阻消耗功率之和，所以电热丝R2的功率：P＝P加热﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，
电热丝R2的阻值：
（3）水吸收的热量：
300r/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过300r，
则电能表的转盘转了175转，洗衣机消耗的电能： ＝ kW h＝2.1×106J，
洗衣机的加热效率：
（4）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，根据串联电路的电压特点可知，此时防电墙的电压：U墙＝U﹣U人＝220V﹣20V＝200V，
根据串联电路中的电流特点可知，通过防电墙电阻的电流： ，
根据欧姆定律可知，防电墙电阻：
【知识点】热量的计算；焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)洗衣机的加热时，把电能转化为内能，所以洗衣机的加热功能是利用了电流的热效应；
【分析】 (1) 当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。
(2)先分析电路，当旋钮P同时接触2、3触点时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，之后根据求R1的功率，R2的功率=P加热﹣P1，再根据可求R2的阻值。
(3) 根据 先求水吸收的热量，再根据电能表的转盘转数求消耗的电能，最后根据 求洗衣机的加热效率。
(4) 根据U墙＝U﹣U人求防电墙的电压，再根据 求通过防电墙电阻的电流，最后根据欧姆定律求防电墙电阻。
19．【答案】（1）受力面积；减小
（2）由图2可知两开关闭合时电动机和电热管并联，
由并联电路的电压特点可知，电动机两端的电压：UM＝U＝220V，
电风扇正常工作时消耗的电能：WM＝UMIMt＝220V×0.2A×20×60s＝5.28×104J；
电风扇的电功率：PM＝UMIM＝220V×0.2A＝44W；
答：电风扇正常工作时消耗的电能为5.28×104J；电动机的电功率为44W；
（3）由图3可知本次烤鸡翅过程中，电热管工作的时间：t1＝6min+（14min﹣8min）+（20min﹣16min）＝16min＝960s，
电热管消耗的电能：W1＝P1t1＝500W×960s＝4.8×105J，
则本次烤鸡翅共消耗的电能：W＝WM+W1＝5.28×104J+4.8×105J＝5.328×105J；
答：本次烤鸡翅共消耗的电能为5.328×105J；
（4）电热管正常工作时的电阻：R1＝ ＝ ＝96.8Ω；
将电热功率调高到1000W时，R2的电阻：R2＝ ＝ ＝48.4Ω。
答：电热管正常工作时的电阻R1电阻是96.8Ω，电阻R2电阻是48.4Ω.
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】 (1) 如图1所示， 空气炸锅设计得矮而粗的目的为了增大受力面积减小压强；
【分析】 (1) 增大压强的方法是在压力一定时，减小受力面积来增大压强；在受力面积一定时，增大压力来增大压强。减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力。
(2)电风扇正常工作时消耗的电能由W= UIt求出；根据P = UI求出电风扇的电功率；
(3)由求出电热管消耗的电能，进而求出本次烤鸡翅共消耗的电能；
(4)由求出电热管正常工作时的电阻R1电阻；根据求出将电热功率调高到1000W时R2的电阻。
20．【答案】（1）并联；机械
（2）电吹风吹冷风时，其电功率为P冷=44w，电路中的电流
（3）电吹风吹热风时，其电功率为P热＝484W，吹风机吹热风5min，消耗的电能：W＝P热t＝484W×5×60s＝1.452×105J； 电热丝消耗的功率为：P电热丝＝P热﹣P冷＝484W﹣44W＝440W，
电吹风电热丝的电阻为：
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1）吹风机的电动机和电热丝是并联，而吹风机吹冷风时，电热丝没有工作，主要时电动机工作。
（2）因为吹冷风时，其功率时44w，两端电压时220V，根据P=UI可算出电流。
（3），吹热风时是电动机和电热丝一起工作，根据W=Pt可算出其5min消耗的电能；要求电热丝的电阻，可以求出电热丝的功率P电热丝＝P热﹣P冷 ，再根据可求出电热丝的电阻。
21．【答案】（1）解： 温控开关闭合时，电路只有R，
根据可知，为加热状态，
加热电阻的阻值：；
答：加热电阻的阻值是48.4Ω；
（2）解：装水最大深度时，壶底压强是p＝ρgh＝1×102kg/m3×10N/kg×0.3m＝1000Pa；
答：壶底压强是1000Pa
（3）解：1标准大气压下水的沸点是100℃，从20℃加热到沸腾
，
因电水壶产生的热量全部被水吸收，所以
加热时间：；
答：将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要672s；
（4）解：由电路图可知，当温控开关S断开时R与R0串联，电路中的电阻最大，
根据可知，为保温状态，
电路中的总电阻：，
由串联电路的电阻规律可知，此时电阻R0的阻值：R0＝R保温﹣R＝220Ω﹣48.5Ω＝171.6Ω，
此时电阻R0电功率：。
答：电阻R0的电功率是171.2W。
【知识点】电流的热效应；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）温控开关闭合时只有电阻R工作，利用功率公式变形即可求出电阻R的大小。
（2）利用液体压强公式p＝ρgh可以算出压强。
（3）先算出水吸收的热量，再根据功率公式算出时间。
（4）当电阻最大时，它处于保温状态，先算出总电阻，用总电阻减去电阻R的大小，即可算出R0的大小，在利用功率公式可以算出它的功率。
22．【答案】高温烧煮；84%；2156；高
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1）①根据图片可知，当开关置于1时，定值电阻R被短路，此时只有R0，
则此时总电阻较小，根据可知，电路的总功率较大，应该为高温烧煮档；
此时R0的阻值为：
②水吸收的热量Q=cm△t= 4.2×103J/（kg·℃） ×2.2kg×10℃=9.24×104J；
电饭锅消耗的电能：W=Pt=220V×5A×100s=1.1×105J；
则电饭锅的热效率：。
（2）当开关S位于2时，R0与R串联，
此时总电阻：；
则R的阻值为：R=R总-R0=2200Ω-44Ω=2156Ω；
（3）根据Q=W=Pr可知，若从做饭快的角度考虑，应选择功率更大的电饭锅。
【分析】（1）①根据图片可知，当开关置于1时，定值电阻R被短路，此时只有R0，根据比较功率大小，确定工作状态。并根据计算R0的阻值；
②根据Q=cm△t计算水吸收的热量，再根据W=Pt计算消耗的电能，最后根据计算电饭锅的热效率。
（2）当开关S位于2时，R0与R串联，根据计算出总电阻，再根据R=R总-R0计算R的阻值；
（3）根据W=Pt可知，当消耗相同的电能时，功率越大，时间越短。
23．【答案】（1）非晶
（2）旋钮开关与触点1接触时，R1与R2串联；旋钮开关与触点2接触时，电路为R1的简单电路；
因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，养身壶为加热挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，养身壶为保温挡；
加热挡电路中的电阻： ，
因为加热挡时，电路为R1的简单电路，所以R1的阻值：R1＝R加热＝48.4Ω；
答：电阻R1的阻值为48.4Ω；
（3）①养身壶正常加热工作6min消耗的电能：W加热＝P加热t加热＝1000W×6×60s＝3.6×105J＝0.1kW h，
1标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
养生壶加热时的效率： ；
②由题意可知，保温阶段消耗的电能：W保温＝W﹣W加热＝0.2kW h﹣0.1kW h＝0.1kW h，
保温时电路的总电阻： ，
由串联电路的电阻特点可知，电阻R2的阻值：R2＝R保温﹣R1＝484Ω﹣48.4Ω＝435.6Ω。
答：①该养生壶加热时的效率为93.3%
②电阻R2的阻值为435.6Ω。
【知识点】晶体和非晶体；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1）根据高硼硅玻璃在温度约821℃时该玻璃开始软化可知，它熔化没有固定的温度，即没有熔点，那么为非晶体。
【分析】（1）晶体和非晶体的区别：有无熔点；
（2）首先根据公式比较开关在不同位置时电功率的大小，从而确定对应的工作状态。然后根据加热功率，利用公式 ， 计算出R1的阻值。
（3）①首先根据 W加热＝P加热t加热 计算出加热消耗的电能，再根据公式 Q吸＝c水mΔt 计算水吸收的热量，最后根据公式 ； 计算养生壶的加热效率；
②首先根据 W保温＝W﹣W加热 计算出保温阶段消耗的电能，再根据计算保温功率，接下来根据 计算保温时的总电阻，最后根据 R2＝R保温﹣R1 计算R2的阻值。
24．【答案】（1）解：由图示知，开关S与1触点接触时，两个电阻串联在电路中，电路中的总电阻较大，据 知，电功率较小，为低温挡；开关S与2触点接触时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较小，据 知，电功率较大，为高温挡。所以电阻R1的阻值
R2的阻值R2= 4R1 =4×200Ω=800Ω
答：R1和R2的阻值分别是200Ω和800Ω。
（2）解：低温挡工作时，实际功率
答：低温挡工作时的实际功率是48.4W；
（3）解：高温挡加热10min，消耗的电能W电 = P高温t =242W×10×60s= 1.452×105 J
不计热量损失，饭菜吸收的热量Q吸 = W电 = 1.452×105 J
饭菜升高的温度
答：可以将1kg饭菜升高温度是48.4℃。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据 可知，电压一定时，功率和电阻成反比电阻越小功率越大。 由图示知，高温挡只有R1工作，所以可求电阻R1的阻值，再求R2阻值；
（2） 低温挡时，电阻最大，为两电阻之和，再根据公式可求功率；
（3）根据Q吸 = W电= P高温t求出热量，再根据求出温度。
25．【答案】（1）解：由P=UI知道，处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为
座椅垫工作10min产生的热量Q=W=P高温t=36W×5×60s=10800J
答：座椅垫工作5分钟R1产生的热量是 ；
（2）解：由电路图知道，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，由 知道，电热丝R1的阻值为
由电路图可知，此时电路的座椅垫处于“低温”挡加热时，R1与R2串联，电路的总电阻为
则电热丝R2的阻值为R2=R-R2=32Ω-16Ω=16Ω
答：电热丝R1的阻值是 ，R2的阻值是 ；
（3）解：由P=UI知道，处于“低温”挡加热时通过座椅垫的电流为
电热丝R2的电功率为
答：当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝R2的电功率是9W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压的比值， 计算电流；根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；
（2）根据电压和电流的比值， 计算电阻；利用电压和电功率，可以计算电阻的大小；根据串联电路电阻规律，计算部分电阻；
（3）根据电功率和电压的比值， 计算电流；利用电流和电阻，可以计算电功率的大小。
26．【答案】高温；90%
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】根据电路图，当开关S1闭合、S2接b时，两电阻并联，电阻最小，根据，电功率最大，电炖锅处于高温挡；当用高温挡加热时，消耗的电能W=Pt=420W×900s=378000J，水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃-19℃）=340200J，电炖锅的加热效率为。
【分析】电压一定时，电阻越大， 电功率越大；根据W=Pt，计算用电器消耗的电能；利用Q=cmΔt，计算水吸收的热量；利用，计算热效率。
27．【答案】低温；7.2×105
【知识点】电功率与电压、电流的关系；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）由图乙可知，当 Sa 接1，同时 Sb 断开时，R1、R2串联，当 Sa接2，同时Sb 断开时，只有R2工作，当Sa接2，同时Sb 闭合时，R1、R2并联；根据串并联电路的电阻特点可知，当Sa接1，同时Sb断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，根据可知，电路中的总功率最小，电煎药壶处于低温挡；
（2）高温挡工作20min电路产生的热量：Q=W=Pt=600W x 20 x 60s=7.2x105J。
【分析】(1)由图乙可知，当Sa接1，同时Sb断开时，R1、R2串联，当Sa接2，同时Sb断开时，只有R2工作，当Sa接2，同时Sb闭合时，R1、R2并联；根据串并联电路的电阻特点和可知电煎药壶高温挡、中温挡和低温挡的电路连接；
(2)知道高温挡的电功率，利用纯电阻电路中，用电器产生的热量等于消耗电能即Q=W=Pt求出高温挡工作20min电路产生的热量。
28．【答案】（1）解：旋至2档时，R1被短接，仅有电阻R2接入电路，则R2的阻值为
旋至1档时，R1和R2串联，电阻最大，功率最小，此时电路中总电阻为
则R1的阻值为
旋至3档时，R2和R3并联，功率最大，此时R3的功率为
R3的阻值为
答：电阻R1、R2、R3的阻值分别为132Ω，88Ω，110Ω；
（2）解：2档加热食物，产生的热量为
食物吸收的热量为
加热效率为
答：该次烹饪中电煎锅加热食物的效率为60%。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据图片可知，旋至2档时，R1被短接，仅有电阻R2接入电路，根据 计算R2的阻值。旋至1档时，R1和R2串联，电阻最大，功率最小，根据 计算此时的总电阻，然后根据 计算R1的阻值。旋至3档时，R2和R3并联，功率最大，首先根据 计算R3的电功率，最后根据 计算R3的电阻。
（2）使用2档加热食物时，根据 计算1min产生的热量，根据 计算食物吸收的热量，最后根据 计算加热效率。
29．【答案】（1）1
（2）48.4Ω；2000W
（3）2.1×103J/(kg·℃)
（4）大功率电器要接地线（合理即可）
【知识点】电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1）当开关接1时两个R串联，总电阻为R串；
开关接2时只有R自己工作，总电阻为R；
当开关接3时，两个R并联，总电阻为R并；
则总电阻R串>R>R并；
根据公式，总功率P串
（2）①当开关接2时只有R自己工作，为中温档，
则电阻R的阻值为：；
当开关接3时，两个R并联，为高温档，
则高温档功率P高温=2P保温=2×1000W=2000W。
（3）消耗的电能W=Pt=2000W×300s=6×105J；
导热油吸收的热量：Q=ηW=84%×6×105J=5.04×105J；
那么导热油的比热容为：；
（4）安全使用电暖气的建议为：大功率电器要接地线。
【分析】（1）根据公式比较开关在不同位置总功率的大小，进而确定对应的工作状态；
（2）①当开关接2时只有R自己工作，为中温档，根据计算R的阻值。
②当开关接3时，两个R并联，为高温档，根据P高温=2P保温计算即可。
（3）根据W=Pt计算消耗的电能，再根据Q=ηW计算导热油吸收的热量，最后根据计算导热油的比热容。
（4）可从安全接地的角度分析解答。
30．【答案】（1）解：由 得
答：电热段在恒温档时的电流为
（2）解：当开关接1 ， 滑片在最右端时， 电路中只有工作， 为调温档最大功率 ：
由 得 .
当开关接1， 滑片在最左端时， 可变电阻 达到最大阻值， 与 串联， 为调温档最小功率；
答：可变电阻的最大阻值为
（3）解：
因为不计热损失， 所以，
由 得
答：若用最大功率加热， 电热舕内水的温度由升高到 时间 为 。
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1）恒温档功率已知，电压已知，既可以根据P=UI求出电流大小。
（2）当开关接1时，滑动变阻器的滑片在最右端，则只有R2接入电路，电路总电阻最小，那么就为高温挡，当开关接1时，滑动变阻器的滑片在最右左端时，R与R2串联，电阻最大，电功率最小，先求出总电阻，然后就可以求出R的最大值。
（3）先利用公式求Q=cm t出水吸收的热量，不计热量损失，即可知道Q=W，而由W=Pt可求出时间。
31．【答案】（1）S0转到位置2为食品保温，此时两电阻串联，根据P＝ 可知串联电路的总电阻：R串＝ ＝ ＝121Ω，
根据电阻串联的特点可知定值电阻R2的阻值为：R2＝R串﹣R1＝121Ω﹣24.2Ω＝96.8Ω；
（2）控制开关S0转到位置1为食品加热，此时电路为R1的简单电路，餐台加热状态下工作5min消耗的电能为：W＝ t＝ ×5×60s＝6×105J；
（3）若不计热量损失，则汤吸收的热量：Q吸＝W＝6×105J，
根据Q吸＝cm（t﹣t0）可知汤的比热容为：c＝ ＝ ＝4×103J/（kg ℃）；
（4）121；并
【知识点】焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(4) 在电源电压不变时，要使加热功率变大，只有减小总电阻，故要找个电热丝R与R1并联，此电热丝的电功率为：P= P总- P加热= 2400W - 2000W= 400W因此电热丝R的阻值为：
【分析】 (1)S 电阻串联电路的特点是： 串联电阻回路中，流过每隔电阻的电流值相等； 串联电阻回路中，每只电阻消耗的功率等于电动势的输出功率 ；
(2)控制开关S0转到位置1为食品加热，此时电路为R1的简单电路，求出餐台加热状态下工作5 min消耗的电能；
(3)根据Q吸= W得出汤吸收的热量，根据得出汤的比热容；
(4)根据可知在电源电压不变时，要使加热功率变大，只有减小总电阻，判断出定值电阻R与R1的连接方式，根据P= P总-P加热算出此定值电阻的电功率，由算出定值电阻R的阻值。
32．【答案】3；270
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律的应用
【解析】【解答】当只闭合开关S1时，电阻R1和R2串联，电流表示数为0.1A，则电源电压为U=IR=0.1A×(10Ω+20Ω)=3V；
S1、S2、S3都闭合时，R1和滑动变阻器并联，通过R1的电流为，通过滑动变阻器的电阻率为0.6A-0.3A=0.3A，工作5min电流产生的热量为Q=UIt=3V×0.3A×5×60s=270J。
【分析】根据电流和电阻的乘积计算电压；利用电压和电阻的比值， 计算电流大小；根据电压、电流和时间的乘积计算电流产生的热量。
33．【答案】B
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】如图，根据知，将旋钮开关转到“1﹣4”的位置上，汤锅保温状态，电阻R1和R4串联；将旋钮开关转到“2﹣5”的位置上，汤锅慢炖状态，只有电阻R4工作；将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，汤锅是快炖状态，电阻R2与R3并联。当 测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550时，。
A：将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，总电阻最小，总功率最大，所以时快炖状态。所以将旋钮开关转到“3﹣6”的位置上，汤锅是快炖状态 A错误 不符合题意；
B：汤锅保温状态时，R1与R4串联，R=R1+R4=176，所以功率，所以汤锅保温状态的功率275W B正确 符合题意；
C：发热电阻R4的阻值为88Ω C错误 不符合题意；
D：根据可知，保温档的电阻最大，快炖时总电阻最小，所以汤锅保温状态的总电阻大于快炖状态的总电阻 D正确 不符合题意；
故答案为：B
【分析】
A：根据电功率的知识点可以判断；
B：根据串联电路的电阻最大和电功率的知识点可以判断；
C：根据题意可以判断；
D：根据电功率的知识点可以判断。
34．【答案】（1）解：电锅在高温挡时的功率P高=150W，则电锅在高温挡正常工作时的电流为
答：电锅在高温档正常工作时的电流为5A
（2）解：由题可知，电锅在高温档时开关均处于闭合状态，根据可知，R1与R2并联。则通过R1的电流为
则通过R2的电流为
则R2的阻值为
根据题意可知，电锅中温挡时电流仅有R2，则功率为
答：电锅中温档时的功率为90W；
（3）解：由题可知，低温挡时R0和R2串联，当低温档功率最小为20W时，电路最大总电阻为
则滑动变阻器的阻值为
当低温档功率最大为50W时，电路最小总电阻为
则滑动变阻器的阻值为
则滑动变阻器需要的电阻范围是
又因为功率最大时通过的电流为
所以滑动变阻器只能选择的规格为“”。
答：滑动变阻器选择的规格为“”
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1） 电锅在高温挡时的功率P高=150W，则电锅在高温挡正常工作时的电流为 。
（2） 电锅在高温档时开关均处于闭合状态，根据可知，R1与R2并联。则通过R1的电流为
则通过R2的电流为，则R2的阻值为，根据题意可知，电锅中温挡时电流仅有R2，则功率为。
（3）由题可知，低温挡时R0和R2串联，当低温档功率最小为20W时，电路最大总电阻为则滑动变阻器的阻值为，当低温档功率最大为50W时，电路最小总电阻为，则滑动变阻器的阻值为，则滑动变阻器需要的电阻范围是，又因为功率最大时通过的电流为，所以滑动变阻器只能选择的规格为“”。
【分析】（1）因为高温档功率150w，根据可算出高温档时的电流。
（2）如图，根据，只有当S2闭合时，电路中只有R2工作时才是电锅中温档。当S1，S2闭合时，电锅是高温档， R1与R2并联，求出 通过R1的电流 ，再求出 通过R2的电流 ， 则功率 可求出。
（3）先根据，当功率最低P=20W时求出最大电阻，，则滑动变阻器的阻值为；
当最大功率P=50W时，求出最小电阻， 则滑动变阻器的阻值为，求出滑动变阻器需要的电阻范围 ，再根据功率最大时通过的电流是1.67A确定滑动变阻器只能选择的规格 。
35．【答案】（1）解：开关 接 时， 和 串联，电路中的电流为：
答：开关 接c时，电路中的电流为 ；
（2）解：开关 接a时，电热丝 和 串联，电路的总电阻减小，由 可知此时电功率最大，处于“高暖”挡，10s内智能座椅能够产生的最大电热为：
答：10秒内智能座椅能够产生的最大电热为200J；
（3）解：开关 接a时，电热丝 和 串联，电路的总电阻减小，由 可知此时电功率最大，处于“高暖”挡，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率：
答：调节开关 ，坐垫在“高暖”挡时消耗的功率为 。
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】
（1） 开关S2 接C 时， R4和 R3串联 电阻为它们的和，利用欧姆定律就可求出电流。
(2)挡位问题是电路的总电阻减小，电功率最大，当开关S2接a时，电热丝R4和R1串联，相对其它组合电阻最小，此时电功率最大，产生的热量也是最大的。
（3） 开关 S2接a时，电热丝 R4 和 R1串联，电路的总电阻减小，功率最大利用公式可以求出高温挡的功率。
