基础过关练
一、探究电流产生热量与电阻的关系
1．某同学用如图所示的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明容器中封闭着等量的空气。下列说法正确的是 ()
A．通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过做功方式改变的
B．观察图甲中的A、B管，发现B 管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量与电流有关
C．采用图乙装置探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，右边容器中电阻丝R 应为10Ω
D．用图乙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”
2．为了探究“电流产生的热量与哪些因素有关”，某物理小组设计了如图所示的电路，其中R2 = R3 =2R1 且阻值均不变。关于该实验，下列说法正确的是 ()
A．只闭合S1时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
B．S1和S2都闭合时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
C．S1和S2 都闭合时，R1和R2 中电流之比是2:1
D．S1和S2 都闭合时，R1和R2 中产生热量之比为4:1
3．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验.下列分析正确的是 ()
A．只有甲实验应用了控制变量法
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙实验是为了研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D．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小
4．如图所示，甲、乙为两个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的水和煤油，烧瓶中两电阻丝的阻值相同，烧瓶内插入相同的温度计。下列说法正确的是 ()
A．比较甲、乙温度计的示数，可得出升温快的烧瓶中电阻丝放出热量多
B．比较甲、乙温度计的示数，可得出升温快的烧瓶中所装液体比热容小
C．该实验装置可用来探究电流产生热量与电阻的关系
D．通电一段时间，水和煤油均未沸腾，温度计示数大小关系为t甲 >t乙
5．如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气，R2 = 2R1，R3 = R4 = R5 ，下列有关说法正确的是 ( )
A．通过R1的电流是通过R2的电流的一半
B．通电一段时间，R1产生的热量是 R2产生的热量的2 倍
C．R3两端的电压等于R4两端的电压
D．通电一段时间，R3产生的热量是R4 产生的热量的4倍
二、探究电流产生热量与电流的关系
6．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R1=R2=R3，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()
15.3电流的热效应分层练习（学生版）
A．此实验在探究电热Q 与电阻R是否有关
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C．通电后，A管的液面将会比B管的液面高
D．通电后，电阻R1、R2的电功率之比为2 :1
7．小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U 形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知R1 =5Ω,R3= 10Ω ,若通过R1的电流I1 = 3A，此过程中 ()
A．为保证实验进行，乙容器中R2 的阻值应为10Ω
B．流过电阻R2 的电流大小为1A
C．10s内电流通过电阻R2产生的热量为200J
D．电阻R2两端的电压为30V
8．如图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型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．该实验装置主要是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．通电一段时间后，左侧U型管中液面的高度差比右侧的大
C．该实验装置是利用U型管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
D．将右边容器外的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就是探究电流产生的热量与电阻的关系
9．如图是探究电流产生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，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．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
C．乙实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
D．甲、乙两实验同时通电一段时间后，甲图左侧U 形管中两侧液面的高度差最大
10．如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1 = 5Ω ,R2=R3= 10Ω 。下列说法错误的是 ()
A．比较U 形管液面高度差，从而比较热量的多少，这是转换的思想
B．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
C．闭合S1 和S2，可以探究电流通过导体产生的热量多少与电流大小的关系
D．只闭合S1，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻R1 产生的热量为12J
三、焦耳定律的简单应用
11．如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，R0为定值电阻，R 为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片P 从最右端移动到最左端，其消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示，以下正确的是()
A．滑动变阻器R的最大阻值40Ω
B．电源电压U 的大小6V
C．R0的阻值20Ω
D．当滑片P 置于中点，在5s内电阻R0上所产生的焦耳热18J
12．下列有关物理图像的描述中，正确的是 ()
A． 同种物质质量和体积关系
B．同种液体压强和深度关系
C．电阻一定，电流和电压的关系
D．电阻通电时间一定，电热和电流平方的关系
13．如图所示是电工师傅常用的导线连接方式，对该连接方式的作用分析错误的是 ()
A．防止导线松动脱落 B．增大连接处导线电阻
C．减小连接处导线两端电压 D．减少连接处导线产生的热量
14．总复习时，同学们总结了一些物理知识及对应的影响因素或条件，下列摘选的四个中错误的是()
A．滑动摩擦力大小——压力、接触面粗糙程度
B．晶体熔化的条件——温度达到熔点、放热
C．电热大小——电流、电阻、通电时间
D．平面镜成像大小——物体的大小
15．小李用如图所示的装置观察保险丝的作用（R保险丝>R铜丝 ），闭合开关后，则 ()
A．经过保险丝的电流小于经过铜丝的电流
B．保险丝两端的电压大于铜丝两端的电压
C．当滑片向右移动时，电路中的电流变大
D．相同时间，电流经过保险丝和铜丝产生的热量相等
四、利用电热的用电器
16．下列用电器中，利用电流热效应工作的是 ()
A．电热水壶 B．吸尘器 C．电冰箱D．电视机
17．下列电器中，利用电流热效应工作的是 ()
A．电风扇 B．电暖气 C．电视机D．电动汽车
18．下列利用电流的热效应工作的用电器是 ()
A．电风扇 B．电冰箱C．电水壶 D．电视机
19．下列家用电器中，主要是将电能转化为内能的是 ()
A． 电风扇B． 电视机
C． 电熨斗 D． 吸尘器
20．科研人员设计了一种带电源的智能控温加热手套，与此工作原理相同的用电器是 ()
A．电热毯 B．洗衣机C．电冰箱 D．充电宝
能力提升练
21．小一连接了如图所示的电路，两个完全相同的烧瓶内分别装有初温t0相同，质量不同的煤油，m甲 >m乙 ，以及阻值不等的定值电热丝R1和R2 。闭合开关，通电一段时间后，煤油并未沸腾，观察到甲烧瓶内温度计示数和乙烧瓶内温度计示数相等均为t，忽略热传递过程中能量的损耗。
(1)通过实验现象可以判断出甲烧瓶中煤油吸收的热量多，依据是。（已知煤油的比热容c煤油）
(2)根据上述信息，得到电热丝阻值R1R2 。（选填“大于”或“小于”）
(3)小一将甲、乙烧瓶内分别装入初温和质量相同的水和煤油来探究水和煤油吸收热量相同时，液体温度变化的情况。
①为了完成实验，两个烧瓶内应放入阻值（选填“相同”或“不同”）的电热丝；
②小一将实验数据记录到表格中时，忘记记录液体的种类。
液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
① 150 20 10 50
② 150 20 10 35
分析数据，可知（选填“①”或“②”) 液体更适合做汽车发动机的冷却液。
22．如图所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10Ω的电阻丝R1和阻值为5Ω的电阻丝R2。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。小新的主要实验过程如下：
①将电阻箱、电流表及图所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5Ω,记录初温T0。
②闭合开关，同时按下停表开始计时，电流表的示数为0.3A，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数40℃,记录数据，断开开关。
③用如图所示的装置乙替换电路中的装置甲，闭合开关，同时按下停表开始计时，当温度计示数为40℃时，停止计时，读出通电时间5min，记录数据，断开开关。
于是小新认为“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。
请根据以上叙述回答下列问题：
(1)小新实验过程中存在的问题：。
(2)请你针对小新实验过程中存在的问题，写出改进措施：。
(3)该实验设计的表格。
23．小明为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，设计了如图电路，其中电阻丝（选填“R1与R2”、“R1 与R3”或“R2与R3”）的阻值必须相等。若三个电阻丝的阻值都相等，则通电后，甲、 乙透明容器中的电阻丝产生的热量之比是。
24．如图所示是“探究电流热效应的因素”的实验装置。
(1)如图甲实验中若观察到瓶（选填“A”或“B”）温度计升温更高现象，能说明在电流和时间相同时，越大，电流通过导体产生的热量多；
(2)小安想：“为什么不用水代替煤油？”对于这个问题，小安的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是________
A．因为煤油不易蒸发 B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度 D．因为煤油有比较小的比热容
(3)若将这个装置改装后用来探究不同物质的吸热本领，则除了将其中一只烧瓶中的煤油改成 相同的其他液体b，装在烧瓶的两段合金丝的阻值应（选填“相同”、“不相同”）。根据实验数据绘制液体温度随时间变化图像如图乙，a、b比热容之比为。
25．小鸣同学按如图所示的电路，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝，甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长。
(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)实验中，可观察到（填“甲”或“乙”）瓶中温度计的示数升高得更快。
(3)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则他们应将烧瓶甲中煤油换成与其相等的水，并将电热丝RA换成的电热丝。测量时，水和煤油的初温均为t0，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t水、t煤油，请用提供的符号写出煤油比热容的表达式：c煤油=。（已知水的比热容为c水）
26．如图所示，实验中可供选用的器材有：6V电源、5Ω发热电阻两只、10Ω发热电阻两只、量程适合的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线若干。
(1)要探究“比较不同物质的吸热能力”，应选择图（选填“甲”或“乙”）所示装置进行实验。
(2)家用电暖器发热管热的发红，而串联的电源线却不热，应选择图（选填“甲”或“乙”）所示装置进行实验。
(3)两电阻产生热量的多少可以通过观察来比较。
27．学习了焦耳定律后，“智慧”物理小组的同学们通过实验“测量煤油的比热容”，于是用可调压电源、电热丝、瓶子、温度计、电流表等制作连接了如图甲所示的电路。
(1)测量原理是。
(2)调节好电源电压，闭合开关后一段时间，获取到如下表数据：
通电时间 通电电流 电阻值 三瓶中煤油的质量 煤油升高的温度 煤油的比热容
/s /A /Ω /kg /°C [J/(kg .°C)]
300
1 5
0.1 6.9 2174
10 13.5 2222
15 20.0
①煤油的初温如图乙所示，为℃。
②请计算出15Ω电阻所在瓶中煤油的比热容。（写出计算过程）
③这三次比热容值，最接近真实值的是第次，其原因是。
28．采用如图所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。
①由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U 形管中液面的来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用了的探究方法。
②如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系，通电一段时间（选填“左瓶”或“右瓶）内的电阻丝产生的热量多。
15.3电流的热效应分层练习（学生版）
29．探究“电流产生热量与电阻大小是否有关”的实验装置如图所示：
(1)请用笔画线代替导线将图中电路连接完整（滑片向右移动滑动变阻器接入电路的阻值变大）；将电阻丝R1和R2串联的目的是；
(2)A、B 两个相同的烧瓶内选取的电阻丝R1 、R2 的阻值，瓶内装有初温相同、质量的煤油（以上两空选填“相同”或“不同”）；
(3)实验过程中，电阻丝使液体温度升高，这是通过方式来增大液体内能。通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过导体产生热量的多少；下列实验运用了该实验研究方法的是（选填序号）；
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．探究影响导体电阻大小的因素
(4)如果在上面的两个烧瓶内分别装入水、煤油，可以“比较水和煤油的吸热能力”，为顺利完成实验，水、煤油及R1、R2应该满足的条件是：。
30．利用图中的装置探究水和煤油的吸热情况。在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝，装入质量和初温都相同的水和煤油，分别插入温度计。
(1)装置中电阻丝的阻值相等，实验中用来反映液体吸收热量的多少。按照下表中的数据，请计算出煤油的比热容是J/(kg•℃)；
液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
煤油 150 20 10 50
水 150 20 10 35
(2)夏天，海边昼夜温差变化小，这是因为水的大。
拓展培优练
31．如图所示电路，定值电阻R2为10Ω, 只闭合开关S1 时，电流表的示数为0.6A，同时闭合开关S1、S2 时，电流表的示数为0.9A。求：
(1)电源电压；
(2)闭合开关S1 、S2 时，通电100s，R1产生的电热。
32．冬天，小皓想做一个电热保温箱帮奶奶酿甜酒，他找到了两根电热丝R1和R2，电功率计量插座（如图甲），电功率计量插座可为用电器提供220V电压，同时可测出用电器的功率。小均先把一根电热丝R1 接入如图乙电路，闭合开关S0，电表的示数为110W；小峰接着把另一根电热丝R1和R2并联后接入电路，闭合开关，电表的示数为330W。求：
(1)图乙中通电1min，电热丝R1产生的热量；
(2)R1和R2的阻值；
(3)小峰在图丙中用电热丝R1和R2设计了一个高、中、低三挡位的电热器，高、中两挡的功率之比为3︰2，请通过计算把R1、R2、开关S1的电路图元件符号填在适当的位置，并简述各挡位的开关闭合情况。
33．如图甲为某恒温箱的原理图，它包括控制电路和工作电路两部分。其中控制电路电源电压U 控=12V，继电器线圈的电阻R0=50Ω, R 为可变电阻，R1为热敏电阻，置于恒温箱内，热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到0.02A时，继电器的衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路的电流减小到0.015A时，衔铁会被释放接通工作电路。已知加热器的规格是“220V；550W”，恒温箱内部空气的质量为1kg，空气比热容取1×10³J/（kg•℃),求：
(1)加热器正常工作时，通过加热器的电流；
(2)使恒温箱内的空气温度从10℃升高到32℃,用时50s，求这段时间内加热器的加热效率；
(3)若要使恒温箱内可获得上限为40℃的“恒温”，求恒温箱内的下限温度。
34．便携式电热水杯为人们的生活带来便利，某款电热水杯如图所示，其加热电路的额定电压为220V，加热电路通过调控阻值不变的电热丝R1、R2实现加热和保温两个挡位，电路分别处于两个挡位时，可能是R1 与R2中某个电阻单独接入电路也可能是它们串联或并联接入。R1的阻值为121Ω,电热水杯加热挡的额定功率为400W。保温挡在额定电压下工作30s，加热电路消耗的电能为2400J。水杯容积为500mL，c水=4.2×103J/（kg•℃) 求：
(1)电热水杯的额定保温功率；
(2)不计热损失，当电热水杯装满水时，加热挡在额定电压下将水从20°C 加热到100°C 所需要的时间；
(3)在额定电压下，电热水杯处于保温挡时，R2工作5min所产生的热量。
35．图甲是额定电压为6V的灯泡L 和定值电阻R2 的电流随电压变化的图像，将它们接入图乙所示的电路中，只闭合开关S2 时，灯泡L的功率为1.6W。求：
(1)R2 的阻值；
(2)电源电压U；
(3)只闭合开关S1 时，调节滑动变阻器的滑片使灯泡L 恰好正常发光，此时电流通过滑动变阻器1min产生的热量。